¿Cómo manejan las bombas de flujo axial y qué características de diseño ayudan a prevenir el daño causado por la cavitación?

El impulsor juega un papel central en la operación de las bombas de flujo axial. Para minimizar el riesgo de cavitación, el diseño del impulsor está meticulosamente diseñado para controlar el flujo de fluido y la distribución de presión. Bombas de flujo axial Por lo general, presentan cuchillas de agua posterior que ayudan a mantener un flujo constante de fluido, lo que reduce la aparición de zonas de baja presión en los bordes de los principales de las cuchillas. Los ángulos de la cuchilla también se calculan cuidadosamente para garantizar transiciones de flujo suaves, minimizando la turbulencia y el potencial de burbujas de cavitación. La elección de materiales para el impulsor, como aleaciones resistentes a la corrosión o materiales compuestos, asegura que el impulsor pueda resistir las fuerzas generadas por la cavitación sin sufrir desgaste o daño.

NPSH es un factor crítico para prevenir la cavitación. Representa la diferencia entre la presión en el lado de succión de la bomba y la presión de vapor del fluido que se bombea. Si la presión en el lado de succión de la bomba cae demasiado baja (es decir, debajo de la presión de vapor del fluido), se producirá cavitación. Para mitigar esto, los sistemas de bomba de flujo axial están diseñados con requisitos específicos de NPSH para garantizar que siempre haya suficiente presión en la entrada para evitar la cavitación. Los ingenieros del sistema evalúan cuidadosamente la NPSH disponible en la succión de la bomba y seleccionan las bombas en consecuencia para evitar la cavitación. La optimización de los componentes del sistema, como las tuberías de succión y las válvulas, puede ayudar a mantener el margen NPSH necesario para la operación eficiente de la bomba.

El diseño del lado de succión es crucial para controlar la entrada de fluido en la bomba. Una entrada suave y simplificada es esencial para prevenir la turbulencia, lo que podría reducir la presión y promover la cavitación. Los difusores de succión o las paletas de guía se emplean comúnmente para garantizar que el fluido fluya suavemente hacia la bomba, reduciendo la turbulencia potencial y manteniendo la presión necesaria para evitar la cavitación. El posicionamiento de la entrada de succión también es crítico; Debe colocarse en un lugar donde el flujo sea uniforme y estable, sin ninguna obstrucción o perturbación que pueda causar gotas de presión localizadas. El ángulo de enfoque y la distancia desde la ingesta de la bomba también están diseñados para optimizar el patrón de flujo y evitar que ocurra la cavitación.

En las bombas de flujo axial, el fluido se dirige paralelo al eje de la bomba, lo que significa que mantener la velocidad de flujo correcta es esencial. Las velocidades excesivas en la entrada pueden provocar una caída de presión rápida, lo que aumenta la probabilidad de cavitación. Los ingenieros se aseguran de que las velocidades de succión se mantengan dentro de los límites óptimos mediante el uso de tuberías de entrada de mayor diámetro, curvas lisas y secciones cónicas para reducir las perturbaciones del flujo. Al seleccionar cuidadosamente el tamaño de tubería apropiado y minimizar la resistencia en las líneas de succión, el sistema puede mantener un flujo constante y de baja velocidad que evita que la presión caiga al punto de vaporización. Esto, a su vez, minimiza el riesgo de cavitación y mejora el rendimiento de la bomba.

Las válvulas de alivio de presión o los unidades de frecuencia variable (VFD) se utilizan para mantener una presión constante en todo el funcionamiento de la bomba. Los VFD permiten el ajuste de la velocidad de la bomba en función de las condiciones del sistema, lo que permite que la bomba mantenga un flujo y presión óptimos incluso cuando la demanda fluctúa. Al prevenir grandes cambios en la presión, estos dispositivos ayudan a evitar casos en los que la presión del líquido podría caer por debajo de la presión del vapor, evitando la cavitación. Las herramientas de monitoreo de presión dentro del sistema de bomba ayudan a los operadores a identificar y abordar cualquier anomalía en tiempo real, lo que permite acciones correctivas inmediatas si el riesgo de cavitación se convierte en una preocupación.

El daño inducido por la cavitación a menudo se manifiesta como vibraciones y ruido, lo que no solo puede dañar la bomba sino también reducir la eficiencia del sistema. Muchas bombas de flujo axial están equipadas con sistemas de monitoreo de vibraciones para detectar oscilaciones inusuales causadas por la cavitación. Estos sistemas pueden activar alarmas o iniciar acciones correctivas, como ajustar la velocidad de la bomba o las válvulas de alivio de presión de apertura. Los amortiguadores de vibraciones y los amortiguadores se integran en el diseño de la bomba para reducir la transmisión de vibraciones inducidas por cavitación a otros componentes, como cojinetes y ejes. Estas medidas ayudan a garantizar la longevidad de la bomba y la operación suave al mitigar los efectos adversos de las tensiones inducidas por la cavitación. 3