Bombas Centrifugas

IV.- BOMBAS CENTRÍFUGAS CAVITACIÓN

IV.1.- CAVITACIÓN EN BOMBAS CENTRÍFUGAS Las bombas centrífugas funcionan con normalidad si la presión absoluta a la entrada del rodete no está por debajo de un determinado valor; cuando el líquido a bombear se mueve en una región donde la presión es menor que su presión de vapor, vaporiza en forma de burbujas en su seno, las cuales son arrastradas junto conel líquido hasta una región donde se alcanza una presión más elevada y allí desaparecen; a este fenómeno se le conoce como cavitación, cuyas consecuencias se describen a continuación. Si a la entrada del rodete la presión es inferior a la presión parcial del vapor pv se forman las burbujas de vapor que:
- Disminuyen el espacio utilizable para el paso del líquido  - Perturban la continuidad delflujo debido al desprendimiento de gases y vapores disueltos

disminuyendo el caudal, la altura manométrica, el rendimiento de la bomba, etc, Fig IV.1; en su recorrido dañan los conductos de paso del líquido en el tubo de aspiración y llegan a una zona en el rodete, de presión superior a la presión de vapor, en la que, instantáneamente, toda la fase de vapor pasa a líquido, de forma que elvolumen de las burbujas pasa a ser ocupado por el líquido, en forma violenta, que se acompaña de ruidos y vibraciones, lo cual se traduce en un golpeteo sobre los álabes, que se transmite al eje, cojinetes, cierres mecánicos, etc. Si la bomba funciona en estas condiciones durante cierto tiempo se puede dañar; la intensidad del golpeteo a medida que disminuye la presión absoluta a la entrada del rodete,se aprecia claramente en las curvas características de la bomba, Fig IV.1. La presión mínima tiene lugar en el punto M, cerca de la entrada del rodete Fig IV.2, por lo que la altura del tubo de aspiración Ha de la bomba centrífuga viene limitada por la cavitación. Lo más frecuente es que al final del tubo de aspiración, en la brida de aspiración E, exista una depresión y que la presión sigadisminuyendo desde E hasta el rodete, punto M (presión mínima), zona que se encuentra a la entrada al mismo, siendo ΔPEM la pérdida de carga correspondiente entre E y M. A partir del punto M el fluido comienza a notar la influencia del rodete que le comunica una enerBC.IV.-37

w gía cinética relativa 2 1 , aumentando bruscamente su presión, y originándose el fenómeno de golpeg

2

teo yvibraciones.

Fig IV.1.- Disminución brusca de las curvas características por el efecto de la cavitación en una bomba centrífuga

Fig IV.2.- Campo de presiones en la aspiración

La energía o altura específica del líquido entre el final del tubo de aspiración (brida de aspiración E) y entrada en el rodete impulsor, también llamada energía o altura bruta disponible, en condiciones de rendimientomáximo, es:
2 2 p c p c Altura bruta disponible: γE + 2 E = γM + 2 1 + Δp EM g g

⇒

pE - pM c - cE = 1 + Δp EM γ 2g

2

2

Para que a la entrada del rodete se presente la cavitación es necesario que la presión (p M = p1) sea igual o menor que la presión parcial de vapor del líquido pv a la temperatura correspondiente. Para cada caudal, en el tubo de aspiración existe una presión mínima porencima de la presión de vapor pv; por debajo de este valor de pv la bomba cavitará; ésta presión se puede expresar en metros de columna de líquido (altura neta de entrada en la bomba) y se denomiFig IV.3.- Altura neta de entrada disponible

na altura neta de succión positiva NPSH,Net Positive

Suction Head que, teóricamente, para una bomba dada y un caudal dado, es constante. ALTURA NETA DEENTRADA DISPONIBLE, NPSHd.- Afecta al tubo de aspiración y para su cálculo se parte de la energía bruta disponible que tiene el flujo a la entrada de la bomba, que se obtiene aplicando la ecuación de Bernoulli entre la entrada del tubo de aspiración, punto O (nivel inferior del líquido), y el final del mismo, punto E, en la forma:
c2 p0 c2 pE 0 E + = + + H a + Δp asp γ 2g γ 2g

La altura bruta...