Bombas centrifugas

1.5
NPSH en bombas centrífugas
El término (NPSH) empleado en bombas centrífugas e instalaciones significa “Altura
Neta Positiva de Aspiración”.
(NPSH) se define como la energía neta (= energía total menos la tensión de vapor) en
la boca de aspiración de la bomba.
p
–p
amb
v
(NPSH) =H –z +————
t1
D
ρ1·g
El valor (NPSH) está referido al nivel de referencia (NPSH),mientras el nivel de energía en la boca de aspiración de la bomba está referido al nivel de referencia de la instalación.
El término cavitación está estrechamente relacionado con (NPSH).
La cavitación es la formación de burbujas de vapor al descender la presión estática por debajo de la tensión de vapor del líquido y su posterior desaparición (implosión) al subir la presión por encima de la tensiónde vapor. Este proceso produce golpes puntuales de alta presión. Si las burbujas están junto o próximas a una superficie, ej. pared o álabes del impulsor, los resultados de la implosión también llamado “Micro- jets”, golpean la superficie de la pared / álabe del impulsor a alta velocidad causando un fuerte desgaste. Esto explica la estructura porosa tan característica de los materia- les sometidosa cavitación.
La principal causa de cavitación en bombas centrífugas es la bajada local de la pre- sión en la entrada de los pasos formados por los álabes del impulsor debido al aumen- to de la velocidad del líquido en el ojo de entrada del impulsor y a la transmisión de energía del impulsor al líquido. La cavitación puede aparecer también en otros puntos de la bomba donde ocurran caídaslocales de presión, ej. entrada a difusores, carcasas y espaciadores.
Normalmente se produce debido a una elevada temperatura del fluido bombeado, a la reducción de presión en la aspiración de la bomba, al incremento de la altura estática de elevación en la aspiración o a la reducción en la altura estática de carga en la aspi- ración.
Los efectos de la cavitación en función de su severidad son:
a)Formación de burbujas aisladas o áreas de burbujas de vapor
Esto sólo puede ser observado y evaluado por examen estroboscópico de la entra- da del impulsor en una copia especialmente construida del diseño original de la bomba, que permita la visibilidad interna. Este costoso procedimiento sólo se jus- tificaría al realizar el diseño hidráulico de impulsores sometidos a grandes esfuer- zos paragrandes bombas de condensados, para optimizar la bomba y las entradas de los impulsores según los requerimientos (NPSH).
b) Caída de la altura total comparada con la de funcionamiento sin cavitación
para el mismo caudal.
La caída se da como un porcentaje de la altura total sin cavitación para ese cau- dal. En bombas de varias etapas es un porcentaje de la altura total de la primera etapa.c) Caída del rendimiento comparado al de funcionamiento sin cavitación.
d) Ruido y cambio del ruido comparado al de funcionamiento sin cavitación.
La implosión de las burbujas de vapor crea un golpeteo similar a piedras en una
hormigonera.
e) Funcionamiento brusco e irregular por un incremento de la vibración en compara-
ción con su funcionamiento sin cavitación.
f) Daños materiales delos elementos internos de la bomba.
La erosión de la superficie del material la convierte en una estructura porosa simi-
lar a la de una esponja.
g) Desplome de la altura total
La altura total de la bomba cae completamente cuando el impulsor llega a estar bloqueado por las burbujas de la cavitación que evitan cualquier transmisión de energía al fluido bombeado.
1.5.1 (NPSH) requeridopor una bomba
El valor de (NPSH) requerido por una bomba, (NPSHR), es el valor mínimo de ener- gía total del conjunto, en el nivel de referencia para que el valor (NPSH), en que tiene que ser superior a la tensión de vapor del líquido bombeado, para garantizar el correc- to funcionamiento de la bomba sin cavitación a la velocidad, caudal (o altura total) seleccionado y para el fluido bombeado...