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NPSH y cómo se relaciona con las bombas de lodos

Obtenga más información sobre NPSH (Net Positive Suction Head) y cómo puede afectar el rendimiento de las bombas de lodos.
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En tanto la Bombas de lodos requieren diseños diferentes que las bombas de agua, ambos comparten un requisito común para una cabeza de succión positiva neta (NPSH) adecuada. NPSH es básicamente la cantidad suministrada a una bomba que crea una reducción en la carga total de no más del 3%. Esta fuerza afecta la función de la bomba, y su pérdida puede causar cavitación y daños graves si no hay suficiente NPSH disponible en cualquier momento durante la operación. Sin embargo, los requisitos de NPSH son a menudo más altos para las bombas de lodo debido a la mayor viscosidad. Los usuarios de bombas de lodo necesitan comprender cómo se calcula NPSH en dos pasos para evitar daños en el rotor y la carcasa. Durante más de 2 décadas, se ha utilizado un estándar para medir el NPSH de una bomba. El estándar NPSH identifica el valor del NPSH requerido por la bomba basado en una caída de carga del 3%.

NPSH se divide en dos fuerzas diferentes con el propósito de dimensionar una bomba de lodo para que no se dañe con el uso regular. NPSHa, o el cabezal de succión positivo neto disponible, mide la presión absoluta que se produce en el puerto de succión entrante de una bomba en particular. Esta medida se compara con la calificación NPSHr de un modelo, o se requiere el cabezal de succión positivo neto. El NPSHr determina cuánta presión se necesita del resto del sistema para evitar la cavitación. En EDDY Pump, nuestros ingenieros de sistemas proporcionarán al usuario el número NPSHr. El NPSH disponible (NPSHa) siempre debe ser al menos .5 m más que el NPSH requerido (NPSHr). Esto lo especifica el fabricante de la bomba. Nuestros ingenieros necesitan medir cuidadosamente la clasificación NPSHa del resto del sistema de lodo para garantizar que pueda suministrar lo que necesita una bomba en particular antes de que comience el procedimiento de instalación.

¿Qué es la cavitación de la bomba?

El término cavitación se refiere al proceso de burbujas de vaporización que se forman rápidamente en los líquidos que se mueven a través de la bomba. Incluso en sistemas de manejo de lodos y sólidos, hay suficiente líquido en la mezcla para permitir la cavitación. La mayoría de las personas asume que el calor está relacionado con causar el intercambio de vapor que lleva a hervir y burbujear líquidos.

La cavitación de la bomba ocurrirá si no hay suficiente NPSHa. La cavitación causa daños y erosión de las piezas críticas de la bomba, incluidos el impulsor, los sellos de la bomba y la voluta, lo que reduce el rendimiento de la bomba y la sustitución y el mantenimiento costosos.

La presión también juega un papel importante. Dado que las bombas se basan en la creación de patrones de niveles de alta y baja presión para mover materiales a través del sistema, las áreas de baja presión pueden hacer que los líquidos hiervan de manera espontánea. Al garantizar que el sistema siempre proporcione suficiente NPSH, los niveles de presión se mantienen por encima del punto de cavitación y las burbujas de vaporización salen de la bomba.

Una vez que la baja presión comienza la formación de burbujas, se introduce turbulencia en el flujo habitual a través de la bomba de lodos. Los síntomas de la cavitación dentro de una bomba de lodos incluyen:

  • Los ruidos de molienda o retumbar que suenan como rocas o canicas rebotan dentro del área del rotor y voluta
  • Menor rendimiento a través de la bomba debido al espacio perdido por las burbujas de aire
  • Los hoyos se desarrollan dentro del área del rotor y el puerto de entrada a medida que las burbujas comienzan a desgastar el metal a medida que colapsan.

La cavitación no solo hace que la bomba desperdicie energía, pierda salida y haga más ruido. Los propietarios de bombas también experimentan una vida útil mucho más corta ya que las picaduras causadas por la cavitación se convierten en grietas y corrosión. Esto lleva a tiempo de inactividad y pérdida de dinero debido al mantenimiento frecuente. Ya que las bombas de lodos y manejo de sólidos ya experimentan más desgaste que otras bombas, la cavitación es aún más importante para prevenir en este tipo de unidades.

Cómo se calcula la NPSH

Con la clasificación NPSHr suministrada con la bomba, los ingenieros solo necesitan calcular el NPSHa por su cuenta. Cualquiera puede hacer esto con la fórmula que se muestra a continuación:

NPSHA = HA ± HZ - HF + HV - HVP

HA Es la presión atmosférica que afecta a la superficie del líquido mientras está en el tanque de suministro. A menos que el sistema involucre un tanque cerrado, esta es probablemente la presión absoluta local basada en la altitud. HZ mide la distancia vertical que la lechada recorre entre el tanque de suministro y la línea central de la bomba. Trabaje desde el punto más bajo que el líquido pueda alcanzar en el tanque, ya que al drenar el volumen, cambia el NPSHa. HF explica la fricción causada por la tubería entre el tanque y la bomba. Los coeficientes de fricción se registran para la mayoría de los materiales de tubería estándar. HV refleja la velocidad de la cabeza que se encuentra en el puerto de succión. Muchos ingenieros dejan esta medida, ya que a menudo es muy pequeña. Finalmente, inserte el HVP en la fórmula midiendo la presión de vapor del líquido, que se basa en su temperatura de bombeo. La temperatura fluctúa en muchas operaciones de bombeo de lodos, así que use la temperatura más alta ya que también reflejará la presión de vapor más alta.

Al usar una fórmula simple para dimensionar adecuadamente las bombas de lodos con NPSH, los usuarios pueden mantenerlas funcionando durante años con un mínimo de mantenimiento y reparaciones. Prevenir la cavitación puede requerir un poco de trabajo adicional al principio, pero será rentable para toda la vida útil de la bomba de lodos.

Cómo la bomba EDDY supera los problemas de cavitación

A través de diferentes principios hidrodinámicos, la tecnología de la bomba EDDY supera los obstáculos que incluyen la pérdida por cavitación / NPSH, falla del sello y obstrucción. La cavitación, que afecta la capacidad de una bomba para entregar un alto porcentaje de sólidos mientras mantiene altas tasas de producción, es un problema constante en la minería y otros aplicaciones de bombeo de lodos. A través de diferentes principios hidrodinámicos, la tecnología de la bomba EDDY puede superar la cavitación, por lo que la bomba no sufre pérdidas de succión o rendimiento.

Este fenómeno se logra a través del efecto de remolino sincronizado generado por el rotor de forma geométrica que actúa en sincronía con el patrón hidrodinámico de la voluta. Las pruebas muestran que hay no hay evidencia de cavitación a velocidades de hasta 2,000-rpm. El efecto acumulativo de esta energía le da a esta bomba una mayor potencia que muchas bombas y la capacidad de bombear material más concentrado en distancias más largas.

En lugar de operar con un impulsor, la bomba EDDY utiliza un diseño de rotor patentado, que puede evitar el desgaste por mucho más tiempo que muchos impulsores tradicionales que se encuentran comúnmente en las bombas centrífugas y otras. Debido a la forma del rotor y la mayor tolerancia entre la voluta, la bomba garantiza un contacto menos abusivo con el material de bombeo. Las placas de desgaste y los anillos de desgaste tampoco son necesarios para regular la eficiencia, lo que elimina el problema de que los anillos de desgaste entren en contacto. Cuando los anillos de desgaste entran en contacto, genera una gran cantidad de fricción, lo que produce calor que hace que los anillos se quemen (soldadura por fricción). Cuando se produce un roce, la bomba puede aprovechar.

Para obtener más información sobre las bombas EDDY, consulte nuestra Modelos de bomba de lodos.

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