O que é uma bomba de bolhas?

Uma bomba de bolhas é um dispositivo usado para elevar um fluido de um local para outro, local superior sem energia mecânica. Em vez disso, utiliza energia térmica para alimentar essa mudança de posição, aumentando a flutuabilidade do fluido em movimento. Às vezes, é chamada de bomba de elevação de ar ou bomba de elevação de vapor.

Na sua forma mais básica, uma bomba de bolhas consiste em um tubo com sua entrada em um reservatório inferior e sua saída em um reservatório mais alto. Seu objetivo é elevar um fluido do reservatório inferior para o mais alto. O fluido no reservatório inferior é tipicamente aquecido, fazendo com que parte do líquido mude de fase para uma forma de vapor. Esse vapor é mais flutuante que a forma líquida do fluido e sobe através do tubo, transportando algum líquido para cima. Geralmente, uma válvula unidirecional ou outro mecanismo impede que o fluido flua de volta pelo tubo enquanto esfria.

Um exemplo simples do uso de uma bomba de bolhas está em uma cafeteira comum. Em muitas cafeteiras comuns, a água é despejada em um reservatório na parte traseira e a borra de café é colocada em um filtro na parte superior da máquina. Para preparar café, a água deve ser aquecida e depois filtrada pelos grãos de café acima dela. Para que isso aconteça, a água deve, de alguma forma, ser levantada acima do solo para que possa escorrer por ela. Uma bomba de bolhas com sua entrada no fundo do reservatório de água e sua saída acima do solo é usada para realizar esta tarefa.

Enquanto muitas bombas usam meios mecânicos para mover um fluido, a bomba de bolhas é acionada apenas por energia térmica. Como resultado, sua construção é muito simples, com poucos componentes móveis. Isso oferece vantagens em termos de confiabilidade e custo em muitas aplicações. Essas bombas, no entanto, normalmente não são adequadas para uso em aplicações de alta pressão.

A força da gravidade puxando para baixo atua para combater a flutuabilidade ascendente do fluido sendo bombeado. O atrito entre o fluido que está sendo bombeado e a parede interna do tubo também resiste ao seu movimento ascendente. O design eficaz da bomba de bolhas deve levar em consideração variáveis ​​como o atrito entre o fluido e o tubo, o comprimento e o diâmetro do tubo e assim por diante. O projeto adequado é necessário para garantir que as forças que atuam contra o movimento ascendente do fluido não o superem antes que o fluido atinja o reservatório superior.

As bombas de bolhas são usadas em diversas aplicações, desde as mais simples às mais técnicas. Instalações de aquicultura e incubatórios freqüentemente usam bombas de bolhas em suas operações, por exemplo. Alguns aquecedores solares de água aproveitam o fluido aquecido que eles contêm usando uma bomba de bolhas para circulá-lo pelo sistema. Uma bomba de bolhas também é uma parte essencial de um ciclo de refrigeração conhecido como ciclo de Einstein.