Principio de funcionamiento de la bomba sumergible de flujo mixto

Las bombas sumergibles de flujo mixto son dispositivos flexibles y eficientes que se utilizan generalmente en diferentes industrias para mover grandes volúmenes de agua u otros líquidos. Estos sifones combinan las cualidades de los sifones de flujo radiante y pivotante, lo que los hace especialmente adecuados para aplicaciones que esperan caudales moderados a altos con presiones de carga moderadas. Comprender las pautas de funcionamiento de los sifones de flujo mixto es importante para los diseñadores, los especialistas y los clientes finales para garantizar la selección, el funcionamiento y el mantenimiento ideales de los sifones. Este artículo se adentra en los aspectos centrales de cómo funcionan estos sifones, investigando sus características de diseño únicas y sus cualidades funcionales.

Rotación del impulsor

El núcleo de un sifón submarino de corriente mixta es su impulsor, que es la parte pivotante encargada de otorgar energía al líquido que se está sifonando. El impulsor suele estar montado sobre un eje asociado a un motor eléctrico, que proporciona la fuerza de rotación. En los sifones submarinos, tanto el motor como el conjunto del sifón están diseñados para funcionar mientras están completamente sumergidos en el líquido.

Cuando se activa el motor eléctrico, hace que el impulsor gire a altas velocidades, normalmente entre 1450 y 3000 RPM, dependiendo del diseño del sifón y de las necesidades particulares de la aplicación. El fluido dentro de la carcasa de la bomba se somete a una fuerza centrífuga como resultado de esta rotación. A medida que el impulsor gira, atrae líquido a través del delta del sifón, que normalmente se encuentra en la parte inferior de la subunidad.

Características de flujo

El diseño híbrido de la bomba sumergible de flujo mixto, que incorpora aspectos de los principios de flujo centrífugo y axial, es responsable de las características de flujo de estas bombas. Este novedoso plan permite que estos sifones manejen mayores volúmenes de líquido en comparación con los sifones totalmente externos, al tiempo que brindan capacidades de presión más altas que los sifones de flujo pivotante.

En un sifón de flujo submezclado, el líquido ingresa al sifón a través del canal de extracción, normalmente situado en la parte inferior de la unidad. El fluido se acelera tanto radialmente (hacia afuera desde el centro) como axialmente (a lo largo del eje de la bomba) a medida que ingresa al ojo del impulsor. Este aumento de velocidad de doble recorrido es fundamental para la capacidad del sifón de manejar caudales altos de manera productiva.

El recorrido del líquido a través del sifón sigue una dirección helicoidal. El fluido gana velocidad y presión a medida que avanza por los conductos del impulsor. Los álabes del impulsor tienen como objetivo dirigir la corriente sin problemas, lo que limita las perturbaciones y las pérdidas de energía. El fluido ingresa al difusor, o voluta, de la bomba después de salir del impulsor. Aquí, su velocidad se convierte en energía de presión.

Diseño de impulsor y carcasa

El rendimiento y la eficacia de una bomba sumergible de flujo mixto están directamente relacionados con el diseño de su impulsor y carcasa. El impulsor de estos sifones es una pieza de diseño excepcional que combina las características de los impulsores espirales (radiales) y de flujo en cubo.

El impulsor de flujo mixto generalmente tiene una forma cónica con álabes que se doblan tanto radialmente como pivotantemente. Este diseño permite que el impulsor otorgue al líquido partes de velocidad espiral y de eje. La cantidad de álabes, su forma y el cálculo general del impulsor se mejoran cuidadosamente para lograr las características y la eficiencia ideales del flujo.

Las siguientes son algunas características clave del diseño del impulsor de flujo mixto:

1. Punto de vanguardia: La punta de los bordes del impulsor está diseñada para proporcionar una armonía ideal entre la corriente de salida y la corriente pivotante. El fluido se guía a lo largo de su trayectoria helicoidal mediante este ángulo, que varía desde la entrada hasta la salida del impulsor.

2. Forma de vanguardia: Los bordes afilados normalmente están doblados y pueden tener un grosor fluctuante a lo largo de su longitud para supervisar realmente el flujo de líquido y la apropiación de la tensión.

3. Plan cubierto:En muchos impulsores de flujo mixto, el término "protegido" significa que las paletas están encerradas en una placa de cubierta. Este plan reduce las pérdidas por derrames y aumenta aún más la eficiencia, especialmente en sifones más grandes.

En el diseño general de la bomba, la carcasa de la bomba, que cubre el impulsor, desempeña un papel igualmente importante. En los sifones de corriente submezclada, el embalaje normalmente incorpora:

1. Campana para la entrada: Se trata de una abertura en la zona de tiro del sifón que ayuda a guiar el líquido fácilmente hacia el impulsor con una perturbación insignificante.

2. Voluta o difusor: Después de salir del impulsor, el líquido entra en un difusor (una serie de álabes fijos) o en una voluta (una cámara con forma de espiral). Los dos sistemas convierten la energía de velocidad del líquido en energía de presión y dirigen la corriente hacia la salida de descarga.

3. Ponerse anillos: Se trata de piezas reemplazables que mantienen un pequeño margen entre el impulsor pivotante y el embalaje fijo, lo que limita los derrames hacia el interior y permite mantener la productividad.

La configuración del embalaje también integra elementos para hacer frente a las fuerzas de empuje del eje y del espiral producidas durante la actividad del sifón, garantizando un funcionamiento suave y sólido durante períodos prolongados.

Eficiencia y alcance de carga

Las bombas sumergibles de caudal mixto son conocidas por su capacidad de mantener una alta productividad en una amplia gama de circunstancias de trabajo. Esta característica las hace especialmente importantes en aplicaciones donde las necesidades de caudal pueden variar sustancialmente.

La eficacia de un sifón de flujo combinado suele ser máxima en su punto de diseño, que es el caudal y la presión establecida hasta los que se actualizó el sifón. Sin embargo, estos sifones pueden mantener una eficacia moderadamente alta incluso cuando funcionan a partir de este punto de diseño. Esto se debe a que, a diferencia de las bombas centrífugas puras, pueden hacer frente a los cambios en el caudal sin afectar tanto a la presión.

Los rangos de eficiencia habituales para los sifones submarinos de flujo combinado muy bien planificados pueden estar entre el 75% y el 85% en su punto de máxima productividad. Esta eficiencia es un porcentaje de la eficacia con la que el sifón convierte la potencia de entrada (del motor eléctrico) en potencia útil impulsada por el agua (corriente y tensión).

Otra característica importante que distingue a las bombas sumergibles de caudal mixto es su rango de altura de elevación. Estos sifones están equipados para crear presiones de elevación moderadas a altas, que suelen ir de 5 a 50 metros por cada etapa. Se pueden apilar varias etapas verticalmente dentro de la misma carcasa de la bomba para aplicaciones que requieren presiones de elevación más altas, lo que permite presiones de elevación de al menos 100 metros.

En un diagrama de rendimiento de una bomba, la relación entre la presión de descarga y el caudal en bombas de caudal mixto se representa normalmente mediante una curva relativamente plana. La capacidad de la bomba para mantener una presión de descarga relativamente constante en un amplio rango de caudales se indica mediante esta curva plana, lo que resulta ventajoso para numerosas aplicaciones.

Fabricantes de bombas sumergibles de caudal mixto

Los sifones de flujo combinado de Tianjin Kairun están diseñados para atender especialmente a una gran cantidad de aplicaciones, desde sistemas de agua y control de inundaciones hasta suministro de agua metropolitana y ciclos modernos. Sus bombas incorporan características de diseño avanzadas que mejoran la durabilidad, la eficiencia y las características de flujo.

El proceso de control de calidad de la organización incluye varias fases de examen y pruebas, entre ellas:

1. Verificación del material para garantizar el uso de aleaciones de alta calidad y resistentes a la corrosión. Controles por capas para confirmar el cumplimiento de las determinaciones del plan

2. Ajuste estático y dinámico de los impulsores para limitar la vibración y el desgaste

3. Prueba de tensión hidrostática para confirmar la confiabilidad del empaque del sifón

4. Pruebas de ejecución para aprobar el caudal, la presión de carga y la competencia frente a los límites del plan

Este completo proceso de confirmación de calidad garantiza que cada sifón transportado por Tianjin Kairun satisface o supera las pautas de la industria y las suposiciones de los clientes.

Tianjin Kairun recibe consultas de clientes potenciales que buscan fabricantes de bombas sumergibles de flujo mixto que sean confiables y eficaces. Su grupo de especialistas puede ayudarlo a elegir el sifón adecuado en función de sus necesidades funcionales particulares y los límites del proyecto. Las personas interesadas pueden comunicarse con ellos en catherine@kairunpump.com para examinar sus requisitos e investigar las opciones disponibles.

Referencias:

1. Grundfos. (n.d.). Submersible pumps. 

2. KSB. (n.d.). Submersible Motor Pumps.

3. Sulzer. (n.d.). Submersible Pumps.