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O impulsor desempenha um papel central na operação de bombas de fluxo axial. Para minimizar o risco de cavitação, o projeto do impulsor é meticulosamente projetado para controlar o fluxo de fluido e a distribuição de pressão. Bombas de fluxo axial Normalmente, apresentam lâminas que ajudam a manter um fluxo constante de fluido, o que reduz a ocorrência de zonas de baixa pressão nas bordas principais das lâminas. Os ângulos da lâmina também são cuidadosamente calculados para garantir transições de fluxo suave, minimizando a turbulência e o potencial de formar bolhas de cavitação. A escolha de materiais para o impulsor, como ligas resistentes à corrosão ou materiais compostos, garante que o impulsor possa suportar as forças geradas pela cavitação sem sofrer desgaste ou danos.
O NPSH é um fator crítico na prevenção da cavitação. Representa a diferença entre a pressão no lado da sucção da bomba e a pressão de vapor do fluido que está sendo bombeada. Se a pressão no lado da sucção da bomba cair muito baixa (ou seja, abaixo da pressão do vapor do fluido), ocorrerá a cavitação. Para mitigar isso, os sistemas de bomba de fluxo axial são projetados com requisitos específicos de NPSH para garantir que sempre haja pressão suficiente na entrada para evitar a cavitação. Os engenheiros do sistema avaliam cuidadosamente o NPSH disponível na sucção da bomba e selecionam as bombas de acordo para evitar a cavitação. Otimizar componentes do sistema, como tubulação de sucção e válvulas, pode ajudar a manter a margem NPSH necessária para a operação eficiente da bomba.
O design do lado da sucção é crucial no controle da entrada do fluido na bomba. Uma entrada suave e simplificada é essencial para evitar a turbulência, o que pode diminuir a pressão e promover a cavitação. Os difusores de sucção ou palhetas guia são comumente empregados para garantir que o fluido flua suavemente para a bomba, reduzindo a potencial turbulência e mantendo a pressão necessária para evitar a cavitação. O posicionamento da entrada de sucção também é crítico; Deve ser colocado em um local onde o fluxo é uniforme e estável, sem obstrução ou distúrbios que possam causar gotas de pressão localizada. O ângulo de abordagem e distância da ingestão da bomba também foi projetado para otimizar o padrão de fluxo e impedir que a cavitação ocorra.
Nas bombas de fluxo axial, o fluido é direcionado paralelo ao eixo da bomba, o que significa que a manutenção da velocidade de fluxo direito é essencial. As velocidades excessivas na entrada podem resultar em uma rápida queda de pressão, aumentando a probabilidade de cavitação. Os engenheiros garantem que as velocidades de sucção sejam mantidas dentro dos limites ideais usando tubos de entrada de diâmetro maior, curvas lisas e seções cônicas para reduzir os distúrbios do fluxo. Ao selecionar cuidadosamente o tamanho apropriado do tubo e minimizar a resistência nas linhas de sucção, o sistema pode manter um fluxo constante e de baixa velocidade que impeça a pressão de cair para o ponto de vaporização. Isso, por sua vez, minimiza o risco de cavitação e aumenta o desempenho da bomba.
Válvulas de alívio de pressão ou unidades de frequência variável (VFDs) são usadas para manter pressão consistente em toda a operação da bomba. Os VFDs permitem o ajuste da velocidade da bomba com base nas condições do sistema, permitindo que a bomba mantenha o fluxo e a pressão ideais, mesmo quando a demanda flutua. Ao impedir grandes oscilações em pressão, esses dispositivos ajudam a evitar casos em que a pressão do fluido pode cair abaixo da pressão do vapor, impedindo a cavitação. As ferramentas de monitoramento de pressão dentro do sistema de bomba ajudam os operadores a identificar e abordar qualquer anomalia em tempo real, permitindo ações corretivas imediatas se o risco de cavitação se tornar uma preocupação.
Os danos induzidos por cavitação geralmente se manifestam como vibrações e ruído, o que pode não apenas danificar a bomba, mas também reduzir a eficiência do sistema. Muitas bombas de fluxo axial estão equipadas com sistemas de monitoramento de vibração para detectar oscilações incomuns causadas pela cavitação. Esses sistemas podem desencadear alarmes ou iniciar ações corretivas, como ajustar a velocidade da bomba ou abrir válvulas de alívio de pressão. Os amortecedores de vibração e os amortecedores são integrados ao design da bomba para reduzir a transmissão de vibrações induzidas por cavitação a outros componentes, como rolamentos e eixos. Essas medidas ajudam a garantir a longevidade e a operação suave da bomba mitigando os efeitos adversos das tensões induzidas por cavitação.3
