Métodos comunes de regulación de flujo para bombas centrífugas

Las bombas centrífugas se utilizan ampliamente en industrias como la conservación de agua y la ingeniería química, y cada vez se valora más la selección de sus puntos de funcionamiento y el análisis del consumo de energía. Por lo general, el caudal y la altura de presión de una bomba centrífuga pueden no ser consistentes con el sistema de tuberías, o debido a cambios en las tareas de producción y requisitos del proceso, es necesario ajustar el caudal de la bomba, lo que esencialmente cambia el punto de operación de la bomba centrífuga. Además de la exactitud de la selección de la bomba centrífuga durante la etapa de diseño de ingeniería, la selección de los puntos de operación en el uso real de las bombas centrífugas también afectará directamente el consumo de energía y el costo de los usuarios. Por lo tanto, es particularmente importante cambiar razonablemente el punto de funcionamiento de una bomba centrífuga.
El principio de funcionamiento de una bomba centrífuga es convertir la energía mecánica generada por la rotación de alta velocidad del motor eléctrico en energía cinética y energía potencial del líquido elevado, que es un proceso de transferencia y conversión de energía. Según esta característica, el punto de funcionamiento de una bomba centrífuga se establece en función del equilibrio entre el suministro y la demanda de energía entre la bomba de agua y el sistema de tuberías. Mientras una de las dos condiciones cambie, su punto de funcionamiento cambiará. El cambio de punto de funcionamiento se debe a dos aspectos: 1. Cambia la curva característica de la propia bomba de agua, como por ejemplo el corte del impulsor. 2. Cambios en las curvas características del sistema de tuberías, como por ejemplo la estrangulación de válvulas.
A continuación se muestra un análisis y comparación de estos dos métodos:
1. Corte del impulsor
Cuando la velocidad es constante, la altura de presión y el caudal de la bomba están relacionados con el diámetro del impulsor. Para bombas del mismo modelo, se puede utilizar el método de corte para cambiar la curva característica de la bomba. Suponiendo que el diámetro del impulsor original de la bomba centrífuga es D, el caudal es Q, la altura es H y la potencia es P, y el diámetro del impulsor cortado es D', el caudal es Q', la altura es H' y la potencia es P', la relación entre ellos es:
Las tres ecuaciones anteriores se denominan colectivamente ley de corte de las bombas. La ley de corte se basa en una gran cantidad de datos experimentales de percepción. Se cree que si la cantidad de corte del impulsor se controla dentro de un cierto límite (que está relacionado con la velocidad específica de la bomba de agua), la eficiencia correspondiente de la bomba de agua antes y después del corte se puede considerar sin cambios. El corte del impulsor es un método simple y factible para cambiar el rendimiento de las bombas de agua, conocido como ajuste de diámetro variable. Resuelve hasta cierto punto la contradicción entre el tipo y las especificaciones limitados de las bombas de agua y la diversidad de requisitos de los objetos de suministro de agua, ampliando el alcance de uso de las bombas de agua. Por supuesto, el corte del impulsor es un proceso irreversible y los usuarios deben someterse a cálculos precisos y medir la racionalidad económica antes de su implementación.
2. Estrangulamiento de la válvula
La forma más sencilla de cambiar el caudal de una bomba centrífuga es ajustar la apertura de la válvula de salida de la bomba, manteniendo constante la velocidad de la bomba (generalmente a la velocidad nominal). Su esencia es cambiar la posición de la curva característica de la tubería para cambiar el punto de funcionamiento de la bomba. Cuando se baja la válvula para controlar el flujo, la capacidad de suministro de agua de la bomba misma permanece sin cambios, la característica de carga permanece sin cambios y la característica de resistencia de la tubería cambiará con el cambio de apertura de la válvula. Este método es fácil de operar, con flujo continuo, y se puede ajustar libremente entre un determinado caudal máximo y cero, sin necesidad de inversión adicional. Es ampliamente aplicable en diversas situaciones. Pero la regulación de estrangulamiento sirve para mantener un cierto volumen de suministro consumiendo el exceso de energía de la bomba centrífuga, y la eficiencia de la bomba centrífuga también disminuirá, lo que no es económicamente razonable.
Hoy en día, el método de ajuste preferido por muchas empresas es el corte del impulsor, ya que puede ahorrar energía y reducir el consumo. Sin embargo, se deben realizar cálculos precisos antes de cortar el impulsor para garantizar que pueda cumplir con las condiciones de funcionamiento después del corte.