Diferencia entre bomba de flujo axial horizontal y bomba centrífuga

Diseño y dirección del flujo

Tanto las bombas centrífugas como las bombas de flujo axial horizontal tienen características de diseño y funcionamiento distintas que se adaptan a aplicaciones específicas de la industria de manejo de fluidos.

①Bombas con flujo axial horizontal:

Un impulsor en una bomba de flujo axial horizontal impulsa el fluido en forma paralela al eje de la bomba, lo que genera un patrón de flujo axial. Gracias a este diseño, se pueden mover grandes volúmenes de fluido a presiones relativamente bajas o moderadas. Las características y aplicaciones más importantes son las siguientes:

②Dirección y eficiencia del flujo:

A través de la bomba, el fluido se mueve en línea recta, lo que reduce la fricción y la turbulencia. Las aplicaciones que requieren el movimiento de grandes cantidades de fluido con la menor pérdida de energía encontrarán que este diseño de flujo axial es ideal porque logra una alta eficiencia y un funcionamiento suave.

③Aplicaciones apropiadas: 

En situaciones en las que son esenciales caudales elevados, como en sistemas de riego, operaciones de control de inundaciones, sistemas de drenaje y circulación de agua de refrigeración en centrales eléctricas, se utilizan con frecuencia bombas de flujo axial horizontal. Cuando el objetivo es maximizar de manera eficiente el caudal de fluido, estas bombas son excelentes.

④Elegancia en el diseño:

La simplicidad del diseño de flujo axial permite un rendimiento robusto y altas capacidades de flujo sin componentes internos complejos, lo que hace que la operación y el mantenimiento sean sencillos.

Bombas centrífugas:

Ya sean verticales u horizontales, las bombas centrífugas emplean un mecanismo de flujo radial en el que el fluido recibe energía cinética a través del impulsor que gira dentro de la carcasa. A medida que el fluido sale de la bomba, esta energía cinética se transforma en presión. Las características y aplicaciones más importantes son las siguientes:

①Diseño para flujo radial:

El fluido ingresa a la bomba centrífuga de manera axial y luego es dirigido hacia afuera por las paletas del impulsor como resultado de la fuerza centrífuga. A medida que el fluido sale de la bomba a través de la carcasa como resultado de este movimiento hacia afuera, su velocidad aumenta.

②Opciones de aplicación:

Debido a que pueden manejar una amplia gama de presiones y caudales, las bombas centrífugas se utilizan en una amplia variedad de industrias. Se pueden utilizar para todo, desde el suministro de agua doméstica y el tratamiento de aguas residuales hasta el procesamiento químico, la refinación de petróleo y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) en las industrias.

③Rango de rendimiento:

En comparación con las bombas de flujo axial, estas bombas pueden producir presiones más altas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren un bombeo de altura (presión) significativo.

Eficiencia

Al comparar bombas centrífugas y bombas de flujo axial horizontal, la eficiencia es un factor crucial.

Debido a su diseño de flujo radial, las bombas centrífugas suelen convertir la energía mecánica en energía fluida a una velocidad mayor. El movimiento radial del fluido permite una transferencia de energía más directa, lo que minimiza las pérdidas y aumenta la eficiencia de la bomba. Esto es especialmente evidente a presiones más altas, donde las bombas centrífugas pueden funcionar a altos niveles de eficiencia.

Por ejemplo, dependiendo de la aplicación y las condiciones de operación, una bomba centrífuga bien diseñada puede lograr eficiencias del 70 al 90 por ciento.

Debido a las mayores pérdidas de energía por fricción y turbulencia, las bombas de flujo axial pueden ser menos eficientes, en particular a presiones más altas. Si bien la trayectoria de flujo en línea recta es ventajosa para caudales altos, puede generar mayores pérdidas por fricción a medida que el fluido se mueve a través de la bomba. Como resultado de esto, las bombas de flujo axial son menos efectivas para manejar aplicaciones de alta presión. Sin embargo, debido a que pueden mover una gran cantidad de fluido con poco esfuerzo, son muy efectivas en aplicaciones de presión baja a moderada.

Tamaño e instalación

Los requisitos de tamaño e instalación de las bombas de flujo axial horizontal y las bombas centrífugas también varían, lo que afecta su idoneidad para diferentes entornos.

Las bombas centrífugas horizontales suelen ser más grandes y requieren más espacio para su instalación. Sin embargo, ofrecen un acceso más fácil a las piezas internas, lo que hace que su mantenimiento y reparación sean más sencillos. Esta accesibilidad es una ventaja significativa en entornos industriales donde es necesario minimizar el tiempo de inactividad. El mayor tamaño de las bombas centrífugas horizontales puede ser un inconveniente en espacios reducidos, pero su facilidad de mantenimiento a menudo compensa esta desventaja.

Las bombas centrífugas verticales son más compactas y ocupan menos espacio horizontal, lo que puede resultar beneficioso en áreas con espacio limitado en el suelo. Sin embargo, pueden requerir más altura libre debido a su orientación vertical. El mantenimiento puede ser más complicado porque el acceso a los componentes internos suele implicar el desmontaje de piezas de la bomba que no son tan fáciles de alcanzar como las de los diseños horizontales. A pesar de ello, su diseño compacto hace que las bombas centrífugas verticales sean ideales para aplicaciones en las que el espacio es un factor clave.

Las bombas de flujo axial horizontales, si bien no son tan compactas como las bombas centrífugas verticales, tienden a ser menos voluminosas que las bombas centrífugas horizontales. Su diseño permite una instalación eficiente en diversos entornos, en particular donde se necesitan grandes capacidades de flujo sin una presión significativa. El diseño sencillo de las bombas de flujo axial también simplifica el mantenimiento, aunque su mayor tamaño en comparación con las bombas verticales puede ser un factor a considerar en entornos con limitaciones de espacio.

Altura de succión neta positiva (NPSH)

La altura de succión neta positiva (NPSH) es un parámetro crítico en la selección de la bomba, que indica la presión requerida en la succión de la bomba para evitar la cavitación.

Las bombas de flujo axial horizontal tienen un requisito de NPSH más bajo, lo que las hace adecuadas para aplicaciones donde la fuente de líquido es baja. Este requisito de NPSH más bajo significa que las bombas centrífugas horizontales pueden extraer fluido de manera efectiva de fuentes con una presión de carga mínima, lo que reduce el riesgo de cavitación y garantiza un funcionamiento suave. Esto las hace ideales para aplicaciones como el bombeo de sumideros, donde el nivel de fluido es bajo en relación con la posición de la bomba.

Las bombas centrífugas verticales pueden manejar una gama más amplia de requisitos de NPSH, lo que les permite operar en aplicaciones con presiones de succión más altas. La orientación vertical a menudo ayuda a manejar condiciones de NPSH variables, lo que hace que estas bombas sean versátiles para diferentes escenarios de succión. Esta capacidad es beneficiosa en aplicaciones como el bombeo de pozos profundos, donde la bomba debe manejar una carga de succión significativa sin problemas de cavitación.

Las bombas de flujo axial horizontales suelen tener requisitos de NPSH moderados, ubicados entre los de las bombas centrífugas horizontales y verticales. Su diseño permite una entrada y descarga de fluido eficiente, minimizando el riesgo de cavitación. Esto las hace adecuadas para aplicaciones donde mantener una condición de succión estable es crucial, como en sistemas de riego a gran escala.

Fabricantes de bombas de flujo axial horizontal

Tianjin Kairun ofrece servicios integrales para bombas de flujo axial horizontales, que incluyen instalación y puesta en servicio. Su experiencia garantiza que cada sistema de bomba esté diseñado a medida para cumplir con los requisitos específicos de la aplicación, brindando soluciones de movimiento de agua confiables y eficientes. Para consultas y pedidos personalizados, puede comunicarse con Tianjin Kairun en catherine@kairunpump.com.

Referencias

1."Axial Flow Pumps and Their Applications," Fluid Handling Pro, 2023.

2."Centrifugal Pumps: Design and Efficiency," Engineering Journal, 2022.

3."Net Positive Suction Head and Pump Selection," Pump Magazine, 2023.

4."Maintenance Considerations for Pump Installations," Industrial Pump News, 2022.

5."Flow Dynamics in Pump Systems," Journal of Fluid Engineering, 2023.

6."Comparative Study of Axial and Centrifugal Pumps," Water Resources Research, 2023.