Tipos de bombas de flujo axial

Las bombas de flujo axial son un componente crucial en diversas industrias, desde la agricultura y la gestión hídrica hasta la propulsión marina y la producción de energía. Estas bombas están diseñadas para bombear grandes volúmenes de fluido eficientemente, lo que las hace indispensables en aplicaciones que requieren altos caudales. En este artículo, exploraremos los diferentes tipos, clasificados según el diseño del impulsor y sus aplicaciones específicas, y analizaremos algunas variantes únicas de esta familia de bombas.

Basado en el diseño del impulsor

El impulsor es el corazón de cualquier bomba de flujo axial, y su diseño influye significativamente en su rendimiento. Existen tres tipos principales de bombas de flujo axial según el diseño del impulsor: bombas de hélice, bombas tubulares y bombas de tornillo.

Las bombas de hélice son el tipo más común. Cuentan con impulsores en forma de hélice con dos o más palas, similares a las hélices de barcos o aviones. Estas bombas están diseñadas para aplicaciones de baja presión y alto caudal, lo que las hace ideales para mover grandes volúmenes de agua con un aumento mínimo de presión. Las palas de la hélice suelen estar diseñadas con un paso y una curvatura específicos para optimizar el flujo y la eficiencia. Las bombas de hélice se utilizan ampliamente en sistemas de riego, control de inundaciones y circulación de agua de refrigeración en centrales eléctricas.

Las bombas tubulares, también conocidas como bombas de turbina tubular, constan de impulsores cilíndricos rodeados de tubos. Este diseño permite un flujo más controlado en comparación con las bombas de hélice. Son adecuadas para aplicaciones de altura y caudal medios, ofreciendo un equilibrio entre el caudal y la generación de presión. La carcasa tubular ayuda a guiar el flujo del fluido, reduciendo la turbulencia y mejorando la eficiencia. Estas bombas se utilizan a menudo en plantas de tratamiento de agua, procesos industriales y algunos sistemas de riego donde se requiere un aumento moderado de la presión junto con caudales considerables.

Las bombas de tornillo, aunque menos comunes en la familia de bombas de flujo axial, ofrecen capacidades únicas para aplicaciones de alta presión y bajo caudal. Estas bombas cuentan con impulsores espirales de una sola pieza que se asemejan a un tornillo o una barrena. Al girar, el impulsor impulsa el fluido a lo largo de su eje, creando un flujo constante y sin pulsaciones. Las bombas de tornillo son particularmente eficaces en el manejo de fluidos viscosos o con sólidos. Se utilizan en el tratamiento de aguas residuales, el procesamiento de alimentos y ciertas industrias químicas donde el manejo cuidadoso del fluido es crucial.

Basado en la aplicación

Las bombas de flujo axial son versátiles y se pueden adaptar a aplicaciones específicas de diversos sectores. A continuación, se presentan algunos tipos comunes según su aplicación:

Las bombas de riego están diseñadas específicamente para uso agrícola y paisajístico. Estas bombas proporcionan altos caudales con alturas de impulsión bajas a medias, lo que las hace ideales para distribuir agua en grandes áreas. Las bombas de riego suelen estar fabricadas con materiales resistentes a la corrosión para soportar la exposición a fertilizantes y otros productos químicos agrícolas. También pueden incorporar características como autocebado e impulsores con capacidad de manejo de residuos para afrontar los desafíos de los entornos agrícolas.

Las bombas de control de inundaciones son cruciales para la gestión del agua y la prevención de desastres. Estas bombas están diseñadas para movilizar grandes volúmenes de agua con rapidez, generalmente con requisitos de altura muy bajos. Las bombas de control de inundaciones suelen tener impulsores de gran diámetro y están diseñadas para manejar agua cargada de escombros. Pueden instalarse permanentemente en estaciones de control de inundaciones o montarse en plataformas móviles para su despliegue en emergencias.

Las bombas de circulación industriales se utilizan en diversas industrias de fabricación y procesamiento para circular líquidos en sistemas cerrados. Estas bombas suelen proporcionar caudales medios a alturas de elevación medias. Suelen estar diseñadas para manejar fluidos específicos, como productos químicos corrosivos, líquidos a alta temperatura o lodos. Las bombas de circulación industriales pueden incorporar características como diseños sin sellos o accionamientos magnéticos para evitar fugas en aplicaciones críticas.

Los sistemas de propulsión marina suelen utilizar bombas de flujo axial, especialmente propulsores de chorro de agua. Estas bombas proporcionan altos caudales con alturas de impulsión relativamente bajas, ideales para propulsar embarcaciones en el agua. Las bombas de flujo axial marinas están diseñadas para resistir los efectos corrosivos del agua salada y pueden incluir características como el funcionamiento reversible para una mejor maniobrabilidad.

Las bombas de turbinas eólicas, aunque menos comunes, representan una aplicación innovadora de la tecnología de bombas de flujo axial. Estas bombas se utilizan en sistemas de energía eólica para convertir la energía eólica en energía eléctrica. Suelen proporcionar altos caudales con capacidad de altura variable para adaptarse a las condiciones cambiantes del viento. Las bombas de turbinas eólicas suelen incorporar sistemas de control avanzados para optimizar la eficiencia de conversión de energía en un rango de velocidades del viento.

Otros tipos de bombas de flujo axial

Más allá de las clasificaciones estándar, existen varios tipos especializados de bombas de flujo axial que ofrecen características únicas o combinan aspectos de diferentes diseños de bombas:

Las bombas de paso ajustable representan una solución versátil para aplicaciones con requisitos variables de caudal y altura. Estas bombas cuentan con impulsores con ángulos de álabes ajustables, lo que permite a los operadores optimizar el rendimiento en diferentes condiciones de operación. Al cambiar el paso de álabes, se puede ajustar el caudal y la altura de la bomba sin modificar la velocidad del motor. Esta flexibilidad hace que las bombas de paso ajustable sean valiosas en aplicaciones como torres de refrigeración, donde los cambios estacionales pueden afectar las necesidades de bombeo.

Las bombas de flujo mixto combinan características de las bombas de flujo radial y axial. Ocupan un punto intermedio en cuanto a capacidad de caudal y altura, ofreciendo mayores alturas que las bombas de flujo axial típicas, manteniendo caudales relativamente altos. El impulsor de una bomba de flujo mixto imparte movimiento radial y axial al fluido, lo que genera una trayectoria de flujo diagonal. Estas bombas son versátiles y se utilizan en sistemas de suministro de agua, plantas de tratamiento de aguas residuales y diversos procesos industriales donde se requiere un equilibrio entre caudal y presión.

Las bombas de flujo axial vertical son una configuración más que un tipo específico, pero merecen mención debido a su importancia en ciertas aplicaciones. En estas bombas, el impulsor se instala verticalmente, lo que las hace adecuadas para aguas profundas o espacios reducidos. Se utilizan comúnmente en pozos profundos, estaciones de bombeo de aguas pluviales y sumideros industriales. Ofrecen ventajas en cuanto a eficiencia de espacio y menor altura de succión en comparación con las bombas de montaje horizontal.

 Fabricantes de bombas de flujo axial

El compromiso de Tianjin Kairun con el desarrollo continuo garantiza que sus bombas de flujo axial incorporen los últimos avances en tecnología de bombeo. Su gama de productos probablemente abarca varios tipos de bombas que se describen en este artículo, satisfaciendo así las diversas necesidades de la industria.

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Referencias:

Gülich, J.F. (2010). Centrifugal Pumps. Springer Berlin Heidelberg.

Karassik, I.J., Messina, J.P., Cooper, P., & Heald, C.C. (2008). Pump Handbook. McGraw-Hill Education.

Tuzson, J. (2000). Centrifugal Pump Design. John Wiley & Sons.

Lobanoff, V.S., & Ross, R.R. (2013). Centrifugal Pumps: Design and Application. Elsevier.

Nelik, L., & Brennan, J. (2005). Progressing Cavity Pumps, Downhole Pumps and Mudmotors. Gulf Publishing Company.