Vervolg, lucht injecteren in een buis met water

[robert-kok]

[robert-kok]

Als toevoeging... de lucht wordt uitgelaten dmv een bruissteen. Dit geeft een uitlaat van superkleine belletjes over de gehele breedte van de buis

[irArjan]

Dat is niet bepaald triviaal. Je zou opzoek moeten gaan naar meetdata op internet (of zelf meten). Het hangt natuurlijk af van hoe snel die lucht opstijgt, de simpelste aanname is het gebruik van Stoke's law wellicht mogelijk. Maar omdat de bubbels ook met elkaar kunnen interfereren, is dat misschien te onnauwkeurig, geen idee.

[robert-kok]

Dat is niet bepaald triviaal. Je zou opzoek moeten gaan naar meetdata op internet (of zelf meten). Het hangt natuurlijk af van hoe snel die lucht opstijgt, de simpelste aanname is het gebruik van Stoke's law wellicht mogelijk. Maar omdat de bubbels ook met elkaar kunnen interfereren, is dat misschien te onnauwkeurig, geen idee.

Complicatie is dat het water ook een opwaartse beweging heeft, en dat er bij een toename van het aantal liters lucht per seconde ook een situatie ontstaat dat de luchtbellen tegen elkaar aan worden geblazen en knappen

[HansH]

voor zover ik het kan overzien valt de complexiteit mee. Het mengsel van luchtbellen en water heeft een gemiddelde dichtheid die kleiner is dan de dichtheid van het water eromheen. En ik denk dat je gewoon mag rekenen alsof je een vloeistof hebt in de buis met die dichtheid en dat levert een opwaartse kracht en die kracht levert weer een versnelling van het stuk vloeistofkolom in de buis. F=m x dv/dt of F=d(mv/dt) dus kracht is impulsverandering per seconde. Je weet de kracht op basis van gemiddeld SG en hoogte van de kolom dus kun je de impulsverandering per seconde van die kolom uitrekenen.

[HansH]

ps daarbij verwaarloos je de wrijving met de wanden, maar denk dat dat wel mag.

[CoenCo]

Dit pompsysteem staat blijkbaar bekend als “airlift pump”en de berekening ervan is niet triviaal. Maar hier een paper die een paar testjes heeft gedaan, en naar wat andere studies verwijst https://www.bu.edu.eg/portal/uploads/Ag ... 20Pump.pdf

[Marko]

Wat je zoekt zijn correlaties voor (in het Engels) two-phase flow in vertical pipes of gas-liquid flow in vertical pipes. Er zijn hele boeken geschreven specifiek over dit onderwerp. De berekeningen zijn dan ook allemaal inderdaad niet zo triviaal. Wat je precies nodig hebt hangt af van het regime waar je precies in zit (dus precies de verhouding luchtstroom/waterstroom waar je naar op zoek bent)

Voor de berekening zijn verder verschillende dimensieloze grootheden van belang, die ieder weer afhangen van zaken als viscositeit, oppervlaktespanning en weet ik wat meer (voor mij is dit inmiddels ruim 20 jaar geleden en het was niet mijn sterkste vak zullen we maar zeggen). Met alleen de druk van de perslucht en het debiet kom je niet erg ver.

Samengevat: ik zou het gewoon meten. Je weet hoeveel lucht erin gaat, je kunt meten hoeveel water er aan de bovenkant uitkomt (als er al iets uitkomt). Dan weet je precies hoe het zit voor de situatie die je hebt. Dat werkt een stuk beter dan allemaal berekeningen doen die op zijn best een benadering geven voor de situatie die je hebt.

Ik begrijp ook niet precies wat de bedoeling is. Als je wil beluchten (gezien je het over een bruissteen hebt) waarom zou je je dan druk maken over hoeveel water er stroomt? Als je doel is om met perslucht water te verplaatsen, gebruik dan geen bruissteen. En als je bedoeling is om water te verplaatsen, waarom gebruik je dan niet gewoon een pomp?

[robert-kok]

Ik had al een flink aantal metingen gedaan, voor verschillende dimensies en verschillende hoeveelheden lucht. Dat heb ik in een statistisch model gegooid (je blijft toch een econometrist). Ik krijg een R-waarde van ronde de 0.95. Op zich goed. Echter ik wil ook proberen om een natuurkundige verklaring te vinden. Bedankt voor de tips.

[robert-kok]

ps daarbij verwaarloos je de wrijving met de wanden, maar denk dat dat wel mag.

Als je het verlies berekend voor laminaire en turbulente stromingen dan kom je op een niet al te significant verlies. Je hebt helemaal gelijk.