Devagar, você está indo rápido demais (talvez), parte 2 de 2

Oct 06, 2023

Na parte 1 da minha coluna na edição de novembro de 2022, cobrimos as primeiras partes da tomada de decisão se você deve comprar uma bomba mais lenta. Atingimos a medição, o processo de decisão e muito mais.

A velocidade específica (Ns), em sua definição mais simples, aborda a geometria do impulsor, incluindo os ângulos das palhetas e o número de palhetas. Na bomba, tanto as forças dinâmicas quanto as estáticas e suas proporções são funções da velocidade específica (F dinâmico ÷ F ​​estático).

Observe que velocidades específicas de aproximadamente 3.000 produzirão a bomba mais eficiente e, em uma comparação de coeficiente manométrico versus velocidade específica, o pico é de cerca de 1.000. Você pode gerar a cabeça da bomba mais facilmente em velocidades específicas mais baixas, mas não tão eficientemente em velocidades específicas mais altas.

À medida que a velocidade específica de sucção (Nss) aumenta, o envelope operacional estável/permissível para a bomba diminui. A condição de sucção da bomba é realmente o fator mais importante a ser examinado ao considerar a velocidade da bomba. Embora a margem NPSH seja fundamental, você pode fazer um favor a si mesmo determinando a região operacional permitida da bomba (janela de estabilidade) para sua seleção a partir das curvas de desempenho de amostra propostas.

A partir disso, você pode estimar a velocidade específica de sucção máxima com a qual decide operar. Conhecendo a velocidade específica de sucção máxima, você pode determinar a velocidade máxima para a bomba utilizando a fórmula de velocidade específica de sucção resolvida algebricamente para a velocidade (N). Por exemplo, suponha uma velocidade específica de sucção máxima de 8.500. Não confunda a velocidade específica de sucção de 8.500 como máxima; Este é apenas um exemplo.

A energia de sucção (SE) é outro parâmetro frequentemente negligenciado. SE é, em essência, uma medida do momento líquido no olho do impulsor. O espaço da coluna não permite uma explicação completa aqui, portanto, consulte minha coluna de maio de 2020 para obter mais detalhes.

Ao observar a velocidade do líquido na sucção, observe também a velocidade no bocal de descarga e 6 diâmetros a jusante. Consulte o padrão 9.6.6 do American National Standards Institute (ANSI)/Hydraulic Institute (HI) para obter as melhores práticas, mas saiba que mais de 8 a 10 pés por segundo no lado da sucção está se aproximando de possíveis problemas. Aqui, mais lento é melhor. Compreendo que as velocidades das pontas das palhetas do impulsor seriam semelhantes em ambos os casos (uma bomba maior e mais lenta versus uma menor e mais rápida), mas estou sugerindo a ideia alternativa de que pode ser melhor adicionar outro estágio à bomba, se você precisar cabeça adicional e para alterar a largura do impulsor, se precisar de mais fluxo. Outra solução poderia ser duas bombas em série.

Os limites nominais para o diâmetro máximo do impulsor são normalmente 27 polegadas para limites de velocidade de 4 polos e 13 polegadas para limites de velocidade de 2 polos. Este fator limitante é independente das propriedades do líquido e baseia-se mais na resistência do material do impulsor (coberturas e palhetas). O excesso de velocidade da ponta se manifestará como vibração inaceitável. As forças radiais são uma função da geometria do impulsor para um determinado projeto de revestimento e aumentarão diretamente com a velocidade. As forças radiais terão um impacto direto na deflexão do eixo que afeta diretamente a vida útil do rolamento e do selo mecânico. Observe que um eixo defletor em velocidades de 4 polos irá defletir 3.550 vezes por minuto e 7.100 vezes por minuto em velocidades de 2 polos. A qualidade do processo de fabricação do impulsor afetará o equilíbrio hidráulico e mecânico. O desgaste do rolamento, a vida útil do selo mecânico e o alinhamento do acionador se tornarão mais críticos com o aumento da velocidade.

As forças axiais são uma função da geometria do impulsor, pressão de sucção, folgas e carga desenvolvida. Os efeitos deletérios das forças axiais podem ser exacerbados por um ajuste frouxo do impulsor no eixo. O impulso axial aumenta proporcionalmente à velocidade. As frequências das forças dinâmicas do rotor dependem da velocidade e do fluxo e reagem proporcionalmente.

Bombas com rotores maiores e massa rotativa maior possuem maior inércia. Uma inércia mais alta se traduz em uma parada mais longa na perda de energia e em um tempo mais longo para atingir a velocidade máxima durante a inicialização. Essa propriedade de reação retardada é benéfica para controlar as pressões transitórias do sistema, pois a bomba irá desacelerar lentamente após um disparo da bomba ou reposicionamento da válvula de controle, mas continuará a mover o fluido. A reação mais lenta da mudança hidráulica minimizará a separação da coluna na tubulação a jusante, o que reduz o golpe de aríete e outras ações negativas relacionadas.