Acoplamientos magnéticos, margen NPSH y velocidad de embalamiento inverso
P. ¿Cuáles son los efectos del aumento de temperatura en los acoplamientos magnéticos en un rotativo? bomba sin sello?
UNA. Las corrientes de Foucault en el caparazón de contención son una fuente de calor en una bomba sin sello. El calor también se genera por la fricción del líquido a medida que el imán interior se mueve a través del líquido dentro de la cubierta de contención.
Los acoplamientos magnéticos experimentan cierta pérdida de capacidad de torsión con el aumento de la temperatura. Además, cada material de imán permanente tiene un punto Curie único, que es la temperatura a la que el material pierde todo magnetismo. Por debajo del punto de Curie, dos rangos se denominan temperatura reversible y temperatura irreversible.
Las pérdidas reversibles ocurren naturalmente en el rango normal de temperatura nominal del acoplamiento. El acoplamiento recuperará toda su fuerza cuando se enfríe a temperatura ambiente. Entre la temperatura nominal del acoplamiento y el punto de Curie hay un rango en el que los imanes pierden un porcentaje de su fuerza de forma permanente en función del tiempo y la temperatura. Los usuarios finales deben consultar al fabricante para obtener información específica sobre el par de acoplamiento frente a la temperatura antes de dimensionar el acoplamiento magnético para una aplicación determinada. Los límites de temperatura útiles generalmente reconocidos varían según el tipo y el grado del imán.
Para obtener más información sobre los efectos de la temperatura del acoplamiento magnético, consulte ANSI/HI 4.1-4.6 Bombas rotativas impulsadas magnéticamente sin sello para nomenclatura, definiciones, aplicación, operación y prueba.
P. ¿Qué información está disponible para determinar el margen de carga neta positiva de succión (NPSH) apropiado para mi bomba rotodinámica?
UNA. La determinación de un margen de NPSH adecuado considera factores que afectan el rendimiento y la vida útil de la bomba. Un margen de NPSH inadecuado puede afectar el cabezal de la bomba, el ruido y la vibración. La vida útil de la bomba puede reducirse debido a la erosión del material y al daño de los cojinetes o sellos.
Las relaciones de margen recomendadas pueden variar según el tipo de bomba y la aplicación, y los valores más altos se aplican a bombas con velocidades de operación más altas y/u operación continua fuera del rango de operación preferido de la bomba.
Un mayor margen de NPSH no es perjudicial para la bomba, pero puede no ser deseable. Especificar un margen más alto puede resultar en una selección de bomba no óptima que agregará costos al equipo de bombeo (bombas más grandes/más lentas o bombas con inductores), eficiencia reducida o un rango operativo reducido debido a que se seleccionó una bomba de velocidad específica de succión más alta. Requerir una altura de succión mayor para aumentar el margen de NPSH también puede aumentar el costo de la estructura de la estación de bombeo.
El uso recomendado del margen NPSH implica un diseño de bomba conocido que tenga características fijas de NPSH3 que den como resultado un valor razonable y seguro de la velocidad específica de succión. En tal situación, el margen de NPSH se aplica al NPSH3 al caudal de interés para obtener el valor mínimo de altura de succión positiva neta disponible (NPSHA). El uso de un valor más alto del margen NPSH en estas circunstancias generalmente da como resultado condiciones más conservadoras para la bomba. Si no se puede obtener el margen de NPSH recomendado, elegir una velocidad de operación más baja para la bomba para un caudal fijo generalmente resultará en una selección conservadora.
Se advierte a los usuarios finales con respecto a la obtención del margen de NPSH especificando bombas con velocidades específicas de succión más altas que tengan valores de NPSH3 más bajos. Los diseños de bomba de velocidad específica de succión más alta tienen más probabilidades de experimentar un ruido desagradable y un rango operativo más estrecho en comparación con los diseños de bomba de velocidad específica de succión más baja. Las malas condiciones de succión pueden provocar una separación del flujo y un flujo distorsionado en la entrada del impulsor, lo que puede afectar negativamente el NPSHA de la bomba.
Para obtener más información sobre el margen NPSH para bombas rotodinámicas, consulte ANSI/HI 9.6.1 Bombas rotodinámicas: guía para el margen de NPSH.
P. ¿Qué es la velocidad de fuga inversa de una bomba rotodinámica?
UNA. Un fallo repentino de la válvula de control y de alimentación durante el funcionamiento de la bomba contra una cabeza estática dará como resultado una rotación inversa de la bomba. Si la bomba es impulsada por un motor principal que ofrece poca resistencia mientras funciona hacia atrás, la velocidad inversa puede acercarse a su máximo consistente con un par cero. Esta velocidad se llama velocidad de embalamiento inverso.
Si la cabeza, bajo la cual puede ocurrir tal operación, es igual o mayor que la desarrollada por la bomba en su punto de mayor eficiencia durante la operación normal, entonces la velocidad de embalamiento puede exceder la correspondiente a la operación normal de la bomba. Este exceso de velocidad puede imponer grandes esfuerzos mecánicos a las partes giratorias de la bomba y al motor primario.
Por lo tanto, el conocimiento de esta velocidad es fundamental para salvaguardar el equipo de posibles daños.
Es práctico expresar la velocidad de descontrol como un porcentaje de la velocidad de funcionamiento normal. Se supone que la cabeza consistente con la velocidad de fuga en este caso es igual a la desarrollada por la bomba en el punto de mejor eficiencia.
Las condiciones transitorias, durante las cuales puede tener lugar una velocidad desbocada, a menudo dan como resultado variaciones considerables de altura debido a la sobretensión en la línea de presión.
Debido a que la mayoría de las unidades de bomba tienen una inercia relativamente pequeña, la sobrecarga puede causar fluctuaciones rápidas de velocidad. La velocidad de desbocamiento puede, en tal caso, ser consistente con la cabeza más alta resultante de la marejada.
Por lo tanto, el conocimiento de la característica de oleaje de la tubería es esencial para determinar la velocidad de fuga, y esto es particularmente importante en el caso de líneas largas.
Para una revisión más detallada, consulte ANSI/HI 2.4 Bombas rotodinámicas (verticales) para manuales que describen la instalación, el funcionamiento y el mantenimiento.
Figura A.7. Relación de velocidad de embalamiento inverso versus velocidad específica (métrica)
Figura A.8. Relación de velocidad de embalamiento inverso versus velocidad específica (unidades de EE. UU.)