Slurry pumps being used in an industry solution.

Presión de entrada requerida o NPSHR

Angus EwartTech-TalkLeave a Comment

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En mi primer blog discutimos sobre que las bombas no succionan sino que en realidad dependen de la presión atmosférica para empujar líquido hacia el impulsor. En mi segundo blog expliqué cómo puede expresarse la presión atmosférica en pies de altura de elevación. En este blog hablaremos de cómo la presión, medida en pies de altura de elevación, puede o no puede satisfacer el requisito de presión de entrada de una bomba centrífuga.

A medida que gira el impulsor de una bomba centrífuga, el líquido que está dentro es expulsado de las paletas o lanzado a ellas. Mientras esto ocurre se necesita una presión detrás del líquido que ingresa a la entrada del impulsor, a fin de que el líquido avance hacia el espacio que dejó el líquido expelido desde el impulsor. Esto permite la continuación del ciclo en forma de movimiento ininterrumpido.

Si la velocidad de rotación del impulsor fuera extremadamente baja, prácticamente no se necesitaría presión para reemplazar el líquido a medida que se lo expele. Sin embargo, si ese fuera el caso, la presión de salida de la bomba también sería extremadamente baja, y eso haría que la bomba fuera prácticamente inútil.

A medida que la velocidad de rotación del impulsor aumenta hasta un valor útil, también aumenta el requisito de presión detrás del líquido que ingresa a la entrada del impulsor 

Si en algún punto el impulsor expele líquido a una velocidad tal que la presión detrás del agua de entrada no puede acelerar el líquido a la misma velocidad, se creará un ‘vacío relativo’ (lo llamo ‘vacío relativo’ porque actúa de manera similar a un vacío, pero en futuros blogs explicaré sus verdaderas características). El vacío, como lo llamaremos por ahora, no tiene masa y por lo tanto no puede crear una fuerza mientras pasa por la paleta del impulsor. Fuerza cero equivale a presión cero; y una bomba es inútil si no tiene presión de salida.

Puede utilizarse para explicar este ‘vacío relativo’ una demostración ilustrada mediante una serie de dos fotografías.

En la Fotografía N.º 1 se hace mover lentamente una bola en una sonda, de derecha a izquierda, a través de un líquido. A medida que se mueve la bola, la presión hidráulica impulsa el líquido tras ella, llenando el área antes de la posible creación de un vacío. Esto imita el movimiento del fluido por las paletas de un impulsor que se mueve lentamente, llenando el espacio creado a medida que el líquido es expelido por la fuerza centrífuga.

Fotografía N.º 1                                            Fotografía N.º 2

La Fotografía N.º 2 muestra un área visible desprovista de líquido a medida que la misma bola se mueve muy rápidamente de derecha a izquierda. Claramente, la presión no es suficiente para mover el líquido rápidamente detrás de la bola. El vacío creado es similar al vacío que queda en la paleta de un impulsor de movimiento rápido cuando la presión de entrada es insuficiente para llenar rápidamente el espacio que deja el líquido cuando lo expele el impulsor. 

Los fabricantes de bombas son muy conscientes de la necesidad de que la presión de entrada mantenga a la bomba centrífuga provista de una alimentación continua de líquido. Ellos calculan y luego prueban cada impulsor en todo el rango de operación previsto, y registran esta información como lo que denominan NPSHR (Carga de succión neta positiva necesaria).

Los datos de NPSHR constituyen información crítica para los operadores de bombas en muchas aplicaciones. Los fabricantes proporcionan los datos de NPSHR al usuario en forma de curvas de NPSHR. Puede verse a continuación una de esas curvas.

La línea verde indica la presión mínima, en pies o metros de altura de elevación de agua, requerida para llenar correctamente la bomba independientemente del caudal o la velocidad del impulsor.

La línea negra curvada más empinada estaría asociada con la mayor de las tres velocidades de rotación (rpm) de operación probadas. Usted percibirá que cuanto más rápido deba girar un impulsor para alcanzar cualquier valor específico de caudal, mayor será la NPSHR (a medida que aumenta la velocidad del impulsor, disminuye el tiempo disponible para llenar el vacío, por lo que la presión debe aumentar para llenar el vacío completamente en un intervalo de tiempo menor).

También cabe señalar que una vez superado un caudal de rango medio, la NPSHR aumenta rápidamente, a cualquier valor de rpm. Los caudales altos son el resultado de que se expelen grandes volúmenes de líquido del impulsor de la bomba en un intervalo de tiempo breve. Esto necesita de altas presiones de entrada para mover este gran volumen en un tiempo breve.

La discusión de hoy introdujo el concepto de NPSHR. En términos básicos, es la presión que necesita una bomba para permanecer en operación. En el blog de la semana próxima hablaremos sobre su contraparte, la presión que el sistema de entrada y entorno puede ofrecer a la bomba (Carga de succión neta positiva disponible, NPSHA).

En las próximas semanas también nos extenderemos al tema ‘vacíos relativos’. Esté atento a los títulos que contengan los términos ‘cavitación’ y/o ‘presión de vapor’. ¡Manténgase conectado!

Hasta la próxima,

RJ

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