Como funciona uma bomba hidráulica de aríete?

As bombas de aríete existem há muitas décadas e são populares por dois motivos principais:

Eles não precisam de fonte externa de energia - o força da água em movimento dá a eles o poder de que precisam.
Eles são extremamente simples, com apenas duas partes móveis.

A ideia básica por trás de uma bomba ram é simples. A bomba usa o impulso de uma quantidade relativamente grande de água em movimento para bombear uma quantidade relativamente pequena de água colina acima.

Para usar uma bomba de aríete, você deve ter um fonte de água situada acima de a bomba . Por exemplo, você deve ter um lago em uma encosta para que possa localizar a bomba abaixo do lago. Você executa um cano da lagoa até a bomba. A bomba tem uma válvula que permite que a água flua através deste tubo e acelere.

Uma vez que a água atinge sua velocidade máxima, esta válvula fecha.
Quando fecha, a água que flui desenvolve uma grande pressão na bomba por causa de sua inércia.
As forças de pressão abrem uma segunda válvula.
A água de alta pressão flui através da segunda válvula para o tubo de distribuição (que geralmente tem uma câmara de ar para permitir que o tubo de distribuição capture o máximo de água de alta pressão possível durante o impulso).
A pressão na bomba cai. A primeira válvula abre novamente para permitir que a água flua e ganhe impulso novamente. A segunda válvula fecha.
O ciclo se repete.

O tubo de distribuição pode subir um pouco acima da bomba e da fonte de água. Por exemplo, se a bomba estiver 10 pés abaixo da lagoa, o tubo de entrega pode estar até 30 metros acima da bomba.

Você pode ver que a grande desvantagem de uma bomba de aríete é que ela desperdiça muita água . Tipicamente, apenas cerca de 10% da água que ele consome realmente chega ao tubo de distribuição. O resto sai da bomba à medida que a água ganha impulso.

Não há nada mágico acontecendo em uma bomba de aríete. Um design diferente que realiza a mesma coisa pode funcionar assim:

A água flui morro abaixo do lago e move uma roda d'água.
A roda d'água é conectada a uma bomba de transmissão convencional (uma bomba alternativa, uma bomba centrífuga, etc.)
A bomba move a água morro acima.

Este projeto tem mais peças móveis, mas realiza a mesma coisa e tem a vantagem de ser facilmente dimensionável para qualquer tamanho. A ideia de usar a energia da água corrente já existe há muito tempo!