Тромпа — это работающий на воде воздушный компрессор , который обычно использовался до появления компрессоров с электроприводом. Тромпа — это что-то вроде воздушного насоса, работающего в обратном направлении.
Тромпы использовались для подачи сжатого воздуха в кричильные печи в Каталонии [1] и США . [2] Наличие тромпов является отличительным признаком каталонской кузницы, разновидности кричных печей.
Trompes может быть огромным. На объекте Ragged Chute компании Canadian Hydro Developers в Нью-Лискеарде , Онтарио , вода падает в шахту глубиной 351 фут (107 м) и шириной 9 футов (2,7 м) для выработки сжатого воздуха для горнодобывающего оборудования и вентиляции. [3]
Тромпы — очень простые устройства. Они состоят из четырех основных частей: трубы или шахты подачи воды с воздухозаборником внутри, трубы отвода воды , камеры разделения и трубы отвода воздуха . Вертикальная труба или шахта спускается с более высокой точки в камеру разделения; труба, которая обычно уже предыдущей, отходящая от этой камеры, позволяет воде выходить на более низком уровне, а другая труба (воздушная труба), выходящая из камеры, позволяет сжатому воздуху выходить по мере необходимости.
Вода, устремляясь вниз по вертикальной трубе, падает через сужение. Сужение создает более низкое давление из-за эффекта Вентури , а внешний порт позволяет всасывать воздух, тем самым создавая постоянную подачу воздуха. Воздух образует пузырьки в трубе. Когда пузырьки спускаются по трубе, они подвергаются давлению пропорционально гидравлическому напору , который является высотой столба воды в трубе. Сжатый воздух поднимается в верхнюю часть разделительной камеры (воздушной коробки). Разделительная камера имеет трубу отбора сжатого воздуха, и сжатый воздух может использоваться в качестве источника энергии.
Энергия падающей воды создает внутри трубы частичный вакуум, который компенсируется воздухом из внешней атмосферы, подаваемым через входное отверстие. Воздух сжимается давлением окружающей воды (которое увеличивается под колонной за счет сброса до атмосферного давления). Давление подаваемого воздуха не может превышать гидравлического напора выпускной трубы разделительной камеры. [4]
Большие тромпы часто располагались на высоких водопадах , чтобы обеспечить достаточный напор. (Однако тромпы могут поднять воду с помощью сифонного эффекта почти на 70% от ее первоначальной высоты.) Завод Ragged Chute на реке Монреаль недалеко от города Кобальт, Онтарио , является тромпом и туристической достопримечательностью. Сейчас он принадлежит TransAlta (ранее Canadian Hydro Developers ) и находится рядом с современной гидроэлектростанцией . [3]
Сжатый воздух из тромпы имеет температуру воды, а его парциальное давление водяного пара равно температуре точки росы воды. Если вода прохладная, сжатый воздух можно сделать очень сухим, пропустив его через трубы, которые теплее воды. Часто обычный наружный воздух может нагреть трубы достаточно, чтобы получить сухой, холодный сжатый воздух.
Сегодня тромпы, изготовленные из пластиковых труб, используются для обеспечения аэрации при очистке шахтного дренажа. В этом случае шахтная вода используется для приведения в действие тромпов, а сжатый воздух, который образуется, используется для насыщения шахтной воды кислородом и удаления избытка растворенного углекислого газа , который может присутствовать, тем самым повышая pH обрабатываемой воды. [5]
Эффект тромпирования тесно связан с вакуумным насосом Шпренгеля , в котором ртуть, падающая через трубку, создает вакуум вместо давления.
