Cuando una bomba funciona a exceso de velocidad y en condiciones de bajo flujo, pueden ocurrir varias consecuencias.
En términos de riesgos de daños a los componentes mecánicos:
- Para el impulsor: Cuando la bomba tiene exceso de velocidad, la velocidad circunferencial del impulsor excede el valor de diseño. De acuerdo con la fórmula de la fuerza centrífuga (donde está la fuerza centrífuga, es la masa del impulsor, es la velocidad circunferencial y es el radio del), conduce a un aumento significativo en la fuerza centrífuga. Esto puede causar que la estructura del impulsor soporte un peso excesivo. tensión, lo que resulta en deformación o incluso ruptura del impulsor. Por ejemplo, en algunas bombas centrífugas multietapa de alta velocidad, una vez que el impulsor se rompe, las palas rotas pueden ingresar a otras partes del cuerpo de la bomba, causando situaciones más graves. daño.
- Para el eje y los cojinetes: el exceso de velocidad hace que el eje gire más allá del estándar de diseño, lo que aumenta el par y el momento de flexión en el eje. Esto puede hacer que el eje se doble, afectando la precisión del ajuste entre el eje y otros componentes. Por ejemplo, la flexión del eje puede provocar un espacio desigual entre el impulsor y la carcasa de la bomba, agravando aún más la vibración y el desgaste. En el caso de los rodamientos, el exceso de velocidad y el funcionamiento con bajo flujo empeoran sus condiciones de trabajo. A medida que aumenta la velocidad, aumenta el calor por fricción de los cojinetes y la operación de bajo flujo puede afectar los efectos de lubricación y enfriamiento de los cojinetes. En circunstancias normales, los rodamientos dependen de la circulación de aceite lubricante en la bomba para la disipación de calor y la lubricación, pero el suministro y la circulación de aceite lubricante pueden verse afectados en una situación de bajo flujo. Esto puede provocar una temperatura excesiva del rodamiento, lo que provoca desgaste, raspaduras y otros daños a las bolas o pistas de rodadura del rodamiento y, en última instancia, provoca una falla del rodamiento.
- Para los sellos: Los sellos de la bomba (como los sellos mecánicos y los sellos de empaque) son cruciales para evitar fugas de líquido. El exceso de velocidad aumenta el desgaste de los sellos porque aumenta la velocidad relativa entre los sellos y las piezas giratorias, y también aumenta la fuerza de fricción. En una operación de bajo flujo, debido al estado de flujo inestable del líquido, la presión en la cavidad del sello puede fluctuar, afectando aún más el efecto de sellado. Por ejemplo, la superficie de sellado entre los anillos estacionario y giratorio de un sello mecánico puede perder su rendimiento de sellado debido a fluctuaciones de presión y fricción a alta velocidad, lo que provoca fugas de líquido, lo que no solo afecta el funcionamiento normal de la bomba sino que también puede causar contaminación ambiental.
En cuanto a la degradación del rendimiento y la reducción de la eficiencia:
- Para la altura: Según la ley de similitud de las bombas, cuando la bomba tiene exceso de velocidad, la altura aumenta en proporción al cuadrado de la velocidad. Sin embargo, en una operación de bajo flujo, la altura real de la bomba puede ser mayor que la altura requerida del sistema, lo que hace que el punto de funcionamiento de la bomba se desvíe del punto de mejor eficiencia. En este momento, la bomba funciona a una altura innecesariamente alta, desperdiciando energía. Además, debido al pequeño flujo, la resistencia al flujo del líquido en la bomba aumenta relativamente, reduciendo aún más la eficiencia de la bomba.
- Para la eficiencia: La eficiencia de la bomba está estrechamente relacionada con factores como el caudal y la altura. En una operación de bajo flujo, se producen vórtices y fenómenos de reflujo en el flujo de líquido en la bomba, y estos flujos anormales aumentan las pérdidas de energía. Al mismo tiempo, las pérdidas por fricción entre los componentes mecánicos también aumentan durante el exceso de velocidad, lo que reduce la eficiencia general de la bomba. Por ejemplo, para una bomba centrífuga con una eficiencia normal del 70%, en una operación de exceso de velocidad y flujo bajo, la eficiencia puede disminuir al 40% – 50%, lo que significa que se desperdicia más energía en el funcionamiento de la bomba que en el funcionamiento. transportar el líquido.
En términos de desperdicio de energía y aumento de costos operativos:
Esto conduce a un aumento significativo en el consumo de energía y los costos operativos. Por ejemplo, una bomba que originalmente consume 100 kilovatios-hora de electricidad por día puede aumentar su consumo de energía a 150 – 200 kilovatios-hora en un estado de funcionamiento tan deficiente. A largo plazo, provocará pérdidas económicas considerables a la empresa.
Finalmente, el riesgo de cavitación aumenta:
En una operación de flujo bajo, la velocidad del flujo del líquido en la entrada de la bomba disminuye y la presión puede caer. Según el principio de cavitación, cuando la presión en la entrada de la bomba es menor que la presión de vapor saturado del líquido, el líquido se vaporiza formando burbujas. Estas burbujas colapsarán rápidamente al ingresar al área de alta presión de la bomba, generando ondas de choque locales de alta presión y causando daños por cavitación a componentes como el impulsor y la carcasa de la bomba. El exceso de velocidad puede exacerbar este fenómeno de cavitación porque los cambios de rendimiento de la bomba pueden deteriorar aún más las condiciones de presión en la entrada. La cavitación provocará picaduras, agujeros en forma de panal y otros daños en la superficie del impulsor, lo que afectará gravemente el rendimiento y la vida útil de la bomba.
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Hora de publicación: 06-dic-2024