Тромпе — это воздушный компрессор с водяным приводом , который широко использовался до появления компрессора с электрическим приводом. Тромпе чем-то напоминает эрлифтный насос , работающий в обратном направлении.
Тромпы использовались для обеспечения сжатым воздухом печей для цветения в Каталонии [1] и США . [2] Наличие тромпа является характерным атрибутом каталонской кузницы, разновидности цветной печи.
Тромпес может быть огромным. На объекте Ragged Chute компании Canadian Hydro Developers в Нью-Лискерде , 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: водоподающей трубы или шахты с воздухозаборником внутри нее, водоотводящей трубы , сепарационной камеры и отводящей воздухопроводной трубы . Вертикальная труба или шахта спускается из более высокой точки в сепарационную камеру; труба, которая обычно уже, чем предыдущая, выходящая из этой камеры, позволяет воде выходить на более низком уровне, а другая труба (воздушная труба), идущая из камеры, позволяет сжатому воздуху выходить по мере необходимости.
Вода, стекающая по вертикальной трубе, проваливается через сужение. Сужение создает более низкое давление из-за эффекта Вентури , а внешний порт позволяет всасывать воздух, создавая, таким образом, постоянную подачу воздуха. Воздух образует пузырьки в трубе. Когда пузырьки спускаются по трубе, они испытывают давление, пропорциональное гидравлическому напору , который представляет собой высоту столба воды в трубе. Сжатый воздух поднимается в верхнюю часть сепарационной камеры (воздушной камеры). Сепарационная камера имеет отводящую трубу для 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 столбом за счет сброса до атмосферного давления). Давление подаваемого воздуха не может превышать гидравлический напор выпускного патрубка сепарационной камеры. [4]
Большие тромпы часто располагались у высоких водопадов , чтобы было достаточно места для напора. (Однако тромпы могут поднять воду за счет сифонного эффекта почти до 70% от ее первоначальной высоты.) Завод Ragged Chute на реке Монреаль недалеко от города Кобальт, Онтарио , является тромпе и туристической достопримечательностью. Сейчас он принадлежит TransAlta (ранее Canadian Hydro Developers ) и существует рядом с современной гидроэлектростанцией . [3]
Сжатый воздух из тромпа имеет температуру воды, а его парциальное давление водяного пара соответствует 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 достаточно нагреть трубы для производства сухого прохладного сжатого воздуха.
Сегодня тромпы, изготовленные из пластиковых труб, используются для аэрации при очистке шахтного дренажа. В этом случае шахтная вода используется для приведения в движение тромпа, а образующийся сжатый воздух используется для насыщения шахтной воды кислородом и для удаления избытка растворенного диоксида углерода , который может присутствовать, тем самым повышая pH обрабатываемой воды. [5]
Тромпе тесно связан с вакуумным насосом Шпренгеля , в котором для создания вакуума вместо давления используется ртуть, падающая через трубку.
