Las bombas centrífugas son los dispositivos de bombeo más preferidos en el mundo de la hidráulica. En este artículo, te daremos una visión conceptual del funcionamiento de las bombas centrífugas.
El funcionamiento de las bombas centrífugas y el mecanismo de una bomba de agua
En el corazón del sistema se encuentra el impulsor, que tiene una serie de álabes curvados ajustados dentro de placas deflectoras. El impulsor siempre está sumergido en agua y cuando se hace girar, también hace girar el fluido que lo rodea. Esto le da a las partículas de agua una fuerza centrífuga y el agua se desplaza radialmente hacia afuera.
En el lado de descarga del impulsor, se transfiere energía mecánica rotativa al fluido, lo que hace que tanto la presión como la energía cinética del agua aumenten. En el lado de succión, el agua se desplaza, lo que induce una presión negativa en el ojo del impulsor.
Esta baja presión ayuda a succionar un flujo de agua fresca al sistema, y este proceso continúa. Es por eso que la cebado es importante para las bombas centrífugas: si inicialmente no hay agua presente, la presión negativa desarrollada por el aire que gira en el ojo del impulsor será insignificante para succionar un flujo de agua fresca.
El impulsor se monta dentro de una carcasa, por lo que el agua que sale se recoge en el interior y se mueve en la misma dirección de rotación del impulsor hacia la boquilla de descarga. Aquí es donde puedes notar una característica especial de la carcasa: tiene un área creciente a lo largo de la dirección del flujo.
Esta área creciente ayudará a acomodar el flujo de agua recién agregado y también ayudará a reducir la velocidad de salida del flujo. La reducción en la velocidad del flujo resultará en un aumento en la presión estática, que es necesaria para superar la resistencia del sistema de bombeo.
Diseño y selección de impulsores para una correcta alabe bomba
Aquí puedes ver más detalles de los álabes dentro del impulsor. Son álabes curvados hacia atrás con una configuración avanzada en el ojo. Este álabe se extrajo de un modelo de bomba Centrifuggle. Si la presión en el lado de succión del impulsor cae por debajo de la presión de vapor del agua, podría ocurrir un fenómeno peligroso: el agua comenzará a hervir, formando burbujas de vapor y dañando los materiales del impulsor con el tiempo.
Este fenómeno se conoce como cavitación. Cuanto mayor sea la altura de succión, menor deberá ser la presión en el lado de succión para levantar el agua. Este hecho establece un límite para la altura máxima de succión que puede tener una bomba. Se requiere una cuidadosa selección de la bomba para evitar el problema de la cavitación.
Diseño mecánico y sellado de una bomba centrífuga
El diseño mecánico de una bomba centrífuga siempre es un desafío. Se utiliza un eje para conectar el impulsor y el motor. Debido a la enorme presión del agua dentro de la carcasa, es imperativo contar con un sistema de sellado adecuado para evitar fugas de agua a través del espacio entre el eje y la carcasa. Para este propósito, se utiliza un sistema de sellado mecánico o una caja de empaquetadura.
El impulsor se monta sobre rodamientos, pero en el lado de succión del impulsor no es aconsejable colocar un rodamiento, ya que bloquearía el flujo. Por lo tanto, los rodamientos deben colocarse en el extremo opuesto, lo que significa que el impulsor se monta como un voladizo. Para las bombas de alto caudal, es necesario contar con una carcasa de rodamiento con aceite de refrigeración para mejorar la vida útil de los rodamientos.
