Qué es una bomba sumergible de flujo mixto?

Una bomba sumergible de flujo mixto es un tipo especializado de bomba, diseñada para funcionar completamente sumergida en el fluido que bombea. Esta bomba combina las características de las bombas de flujo axial y radial, ofreciendo una solución única para diversas aplicaciones que requieren el manejo eficiente de grandes volúmenes de líquido a presiones moderadas. Comprender la naturaleza y el diseño de estas bombas es crucial para ingenieros y operadores que trabajan en industrias como el tratamiento de agua, el riego y el control de inundaciones.

Combina características de la bomba de flujo axial y la bomba de flujo radial.

La característica distintiva de una bomba sumergible de flujo mixto es su capacidad para combinar las ventajas de las bombas de flujo axial y radial. En una bomba de flujo axial, el fluido se mueve paralelo al eje de la bomba, lo cual es ideal para mover grandes volúmenes de líquido con una presión de descarga relativamente baja. Las bombas de flujo radial, por otro lado, descargan el fluido perpendicularmente al eje y son más adecuadas para generar presiones más altas con caudales más bajos.

Al combinar estos dos patrones de flujo, las bombas sumergibles de flujo mixto logran un equilibrio que permite caudales altos y cargas de presión moderadas. El diseño del impulsor de estas bombas es crucial para lograr este equilibrio. Normalmente, los álabes del impulsor son curvos y angulados de forma que dirigen el fluido tanto axial como radialmente a medida que circula por la bomba. Este diseño único permite que la bomba gestione una amplia gama de condiciones de flujo con mayor eficiencia que una bomba de flujo axial o radial por sí sola.

El aspecto sumergible de estas bombas añade una capa adicional de funcionalidad. Al estar diseñadas para funcionar completamente sumergidas, eliminan la necesidad de cebado y reducen el riesgo de cavitación, un problema común en las bombas de superficie. Esta característica las hace especialmente adecuadas para aplicaciones como el bombeo de pozos profundos, la gestión de aguas residuales y el control de inundaciones, donde la bomba debe estar cerca o dentro de la fuente de fluido.

Diseño de bombas sumergibles de flujo mixto

El diseño de una bomba sumergible de flujo mixto requiere una cuidadosa consideración de varios factores clave para garantizar un rendimiento óptimo y una larga vida útil. Tres aspectos críticos destacan en el proceso de diseño: la velocidad del impulsor, el diseño multietapa y el control de pre-turbulencia.

La velocidad del impulsor es un factor crucial en el diseño de bombas. En bombas sumergibles de flujo mixto, la velocidad circunferencial del impulsor suele limitarse a 25-30 m/s. Esta limitación se realiza principalmente para evitar la cavitación, un fenómeno en el que se forman y colapsan burbujas de vapor dentro de la bomba, lo que puede causar daños y reducir la eficiencia. Al controlar la velocidad del impulsor, los diseñadores pueden mantener un equilibrio entre la capacidad de bombeo y el riesgo de cavitación, garantizando un funcionamiento fiable en diversas condiciones.

En aplicaciones que requieren una altura de impulsión superior a 60 metros, puede ser necesario un diseño de bomba multietapa. Las bombas multietapa utilizan varios impulsores en serie, cada uno de los cuales aumenta la presión total de impulsión. Este diseño permite que las bombas sumergibles de flujo mixto alcancen presiones más altas, manteniendo sus ventajosas características de caudal. El sistema multietapa es especialmente útil en aplicaciones de pozos profundos o en situaciones donde es necesario elevar fluidos a alturas considerables.

El control de pre-turbulencia es otro factor importante en el diseño de bombas sumergibles de flujo mixto. A diferencia de otros tipos de bombas, la geometría del impulsor de las bombas de flujo mixto no permite un control de circuito cerrado mediante el ajuste del ángulo de las palas del impulsor. Por ello, se suele recomendar el control de pre-turbulencia. Esta técnica implica manipular el flujo del fluido antes de que entre en el impulsor, generalmente mediante el uso de álabes guía de entrada u otras estructuras de direccionamiento de flujo. El control de pre-turbulencia puede ayudar a optimizar el rendimiento de la bomba en diversas condiciones de funcionamiento, mejorando la eficiencia y reduciendo el consumo de energía.

Ventajas económicas

Uno de los componentes clave que contribuyen a la eficiencia y las ventajas económicas de las bombas sumergibles de flujo mixto son los álabes guía axiales-radiales. Estos álabes guía desempeñan un papel crucial en la dirección del flujo de fluido a través de la bomba, optimizando la conversión de energía mecánica en energía del fluido.

Las ventajas económicas de los álabes guía axiales-radiales en bombas sumergibles de flujo mixto se deben a varios factores. En primer lugar, ayudan a estabilizar el patrón de flujo dentro de la bomba, reduciendo la turbulencia y las pérdidas de energía. Esta mayor eficiencia se traduce directamente en un menor consumo de energía, lo que reduce los costos operativos durante la vida útil de la bomba.

Además, los álabes guía contribuyen a la capacidad de la bomba para gestionar eficientemente una gama más amplia de condiciones de caudal. Esta versatilidad resulta especialmente valiosa en aplicaciones donde los caudales pueden variar significativamente, ya que permite que la bomba mantenga una buena eficiencia en todo su rango de operación. El resultado es una solución de bombeo más adaptable que reduce la necesidad de varios tipos de bombas o de reemplazos frecuentes, lo que se traduce en ahorros en costos tanto de equipos como de mantenimiento.

El diseño de álabes guía axiales-radiales también suele resultar en un conjunto de bomba más compacto en comparación con otros diseños de capacidades similares. Esta compacidad permite ahorrar costes de instalación y espacio, lo cual puede ser significativo en proyectos a gran escala o instalaciones con limitaciones de espacio.

Fábricas de bombas sumergibles de caudal mixto

A la hora de seleccionar un fabricante de bombas sumergibles de flujo mixto, Tianjin Kairun ofrece una gama de modelos diseñados para satisfacer diversas necesidades de aplicación. Su línea de productos incluye los modelos 350QZ-50, 500QZ-75, 600QZ-100, 700QZ-100 y 800QZ-5, entre otros. Estas bombas están diseñadas para aprovechar las ventajas del diseño de flujo mixto, a la vez que abordan las consideraciones clave de diseño mencionadas anteriormente.

Las bombas sumergibles de caudal mixto de Tianjin Kairun están diseñadas para ofrecer un rendimiento eficiente en diversos caudales y presiones, lo que las hace ideales para aplicaciones como el control de inundaciones, el riego y la gestión de aguas residuales. El diseño sumergible ofrece la ventaja de eliminar los problemas de cebado y permite su instalación en entornos inundados o bajo el agua.

Si está considerando bombas sumergibles de caudal mixto para sus aplicaciones, le recomendamos contactar directamente con Tianjin Kairun en catherine@kairunpump.com. La comunicación directa con el fabricante permite una discusión detallada de los requisitos específicos del proyecto, lo que garantiza la selección del modelo de bomba más adecuado para la aplicación prevista.

Referencias:

Gülich, J.F. (2014). Centrifugal Pumps. Springer.

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

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

Sulzer Pumps. (2010). Centrifugal Pump Handbook. Elsevier.

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

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