En la Figura 5 se esquematiza un corte de una bomba según un plano que contiene al eje. La velocidad en el tubo de aspiración es U y la energía cedida a la bomba hace que el líquido sea acelerado hasta la velocidad C1 en la sección de ingreso a los álabes.
La teoría y la práctica demuestranque la bomba centrífuga origina una
depresión en la zona de ingreso a los
álabes que posibilita la succión del
líquido a través de la tubería de
aspiración. Una vez que recibe la energía
del exterior, el líquido aumenta su
presión justamente en el valor de la altura
manométrica. Es decir que en la sección
de salida del rotor la presión alcanza los
valores máximos.
En resumen, el proceso es el
siguiente:
La energía provista por el motor a
la bomba implica una aceleración desde
U hasta C1, lo que origina una caída de
presión (a valores de presión relativa
negativa) responsable del efecto de
succión que tiene lugar en el tubo de
aspiración.
Una vez ingresado el líquido al rotor, recibe la energía externa, que se traduce en un aumento violento de la presión hasta alcanzar la altura manométrica.
Analicemos lo que ocurre en las inmediaciones del ingreso a los álabes: si la presión es tan baja que posibilita la evaporación del agua, se forman burbujas de vapor que, un instante después, al ingresar al rotor, se encuentran en una zona de alta presión, que obliga a un condensado prácticamente instantáneo de las burbujas de referencia.
Este condensado súbito se produce por razones no del todo conocidas, a través de un
proceso que da, como resultado del mismo, un ataque a las partes metálicas que debilitan
su estructura molecular y pueden llevar al colapso del material y hasta de las instalaciones
anexas.
Este fenómeno, que debe ser dentro de lo posible evitado, se denomina “cavitación”.
Cuando una bomba “cavita” se produce un sordo ruido característico, a la vez que la bomba no funciona de acuerdo a los requerimientos. Incluso se acorta, muchas veces drásticamente, la vida útil del rotor.
El proyectista de las estaciones de bombeo debe tener muy presente el fenómeno de referencia y evitarlo, considerando el criterio que a continuación desarrollaremos.
Para ello debemos definir previamente el concepto de Altura Neta Positiva de Aspiración:
“...ANPA es la presión mínima requerida en el eje de la sección de la brida de aspiración, tal que no se produzca cavitación en la sección de ingreso a los álabes del rotor...”. Es decir que, si la presión en el eje baja a valores menores que los de ANPA, irremediablemente tendremos cavitación en el ingreso a los álabes.
Para entender un poco mejor esta definición miremos la Figura 6. En esta figura, al ser la bomba de eje horizontal, resulta muy útil representar las alturas de energía por unidad de peso del líquido que circula (Teorema de Bernoulli) referidas a un eje vertical O-O.
Por lo que ANPA es, como ya mencionamos, la energía de presión disponible en la brida de aspiración, por encima de la presión de vaporización, necesaria para elevar al líquido en la altura Z, y acelerar la masa líquida desde la velocidad en la brida (U1) hasta la velocidad en el punto de mayor posibilidad de cavitación (C1) venciendo la resistencia J (interna de la bomba) en ese recorrido.
La teoría y la experimentación prueban que ANPA es una función creciente con los valores del caudal, tal como se ilustra en la Figura 7.4, en la que puede distinguirse la curva ANPA-Q, como una de las 4 características que debe brindar el fabricante al usuario.
No hay comentarios:
Publicar un comentario