NPSH y cómo se relaciona con las bombas de lodo

Si bien las bombas para lodos requieren diseños diferentes a las bombas de agua, ambas 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 cabeza 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 suelen ser más altos para las bombas de lodo debido a la mayor viscosidad. Los usuarios de bombas para lodos deben comprender cómo se calcula el NPSH en dos pasos para que puedan 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 en base a una caída de carga del 3%.

NPSH se divide en dos fuerzas diferentes con el fin de dimensionar una bomba de lodo para que no se dañe con el uso regular. NPSHa, o la cabeza de succión positiva neta disponible, mide la presión absoluta que ocurre en el puerto de succión entrante de una bomba en particular. Esta medida se compara con la calificación NPSHr de un modelo, o la cabeza de succión positiva neta requerida. 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 0,5 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 asegurarse de que pueda suministrar lo que necesita una bomba en particular antes de que comience el procedimiento de instalación.

¿Qué es la cavitación de bomba?

El término cavitación se refiere al proceso de vaporización de burbujas que se forman rápidamente en los líquidos que se mueven a través de la bomba. Incluso en los sistemas de manejo de lodos y sólidos, hay suficiente líquido en la mezcla para permitir la cavitación. La mayoría de la gente asume que el calor está relacionado con la causa del intercambio de vapor que conduce a la ebullición y el burbujeo en los líquidos.

La cavitación de la bomba ocurrirá si no hay suficiente NPSHa. La cavitación provoca 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 genera costos de reemplazo y mantenimiento.

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

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

• Ruidos de rechinar o retumbar que suenan como rocas o canicas rebotando dentro del rotor y el área de la voluta
• Menor salida a través de la bomba debido al espacio perdido por las burbujas de aire
• Hoyos que 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 se colapsan.

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

¿Cómo se calcula el NPSH?

Con la clasificación de 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 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 cantidad de distancia vertical que recorre la lechada entre el tanque de suministro y la línea central de la bomba. Trabaje desde el punto más bajo que puede alcanzar el líquido en el tanque ya que al drenar el volumen cambia el NPSHa. HF representa 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 omiten 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, por lo tanto, utilice la temperatura más alta, ya que también reflejará la presión de vapor más alta.

Mediante el uso de una fórmula simple para dimensionar correctamente las bombas de lodos con NPSH, los usuarios pueden mantenerlas en funcionamiento durante años con un mantenimiento y reparaciones mínimos. Prevenir la cavitación puede requerir un poco de trabajo adicional al principio, pero valdrá la pena durante 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 obstáculos que incluyen la cavitación/pérdida de NPSH, la falla del sello y la 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 otras aplicaciones de bombeo de lodos . A través de diferentes principios hidrodinámicos, la tecnología EDDY Pump puede superar la cavitación, por lo que la bomba no sufre pérdida 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 no hay evidencia de cavitación a velocidades de hasta 2000 rpm . El efecto acumulativo de esta energía le da a esta bomba una cabeza mayor que muchas bombas y la capacidad de bombear material más concentrado a 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 de otro tipo. Debido a la forma del rotor y la mayor tolerancia entre la voluta, la bomba asegura un contacto menos abusivo con el material de bombeo. Tampoco se necesitan placas de desgaste ni anillos de desgaste 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 desgasten (soldadura por fricción). Cuando ocurre excoriación, la bomba puede agarrotarse.

Para obtener más información sobre las bombas EDDY, consulte nuestros modelos de bombas para lodos .

Por qué las bombas EDDY son mejores –  Reflejos

Este video muestra cómo la bomba EDDY transporta materiales abrasivos y con alto contenido de lodo. El equipo de bomba de dragado destacado incluye  la Subdraga operada a distancia , la bomba operada por buzo y una bomba de dragado con accesorio de excavadora .