Bombas de fluxo axial função com base no princípio de transmitir momento ao fluido principalmente na direção axial usando impulsores do tipo hélice. Ao contrário das bombas centrífugas, que geram a cabeça através da força centrífuga, as bombas de fluxo axial geram cabeça levantando o fluido ao longo do eixo do eixo. Por esse motivo, a cabeça desenvolvida é relativamente baixa e até pequenos aumentos na pressão de descarga (contrapressão) afetam significativamente a taxa de fluxo. Um aumento repentino da resistência a jusante - como uma válvula de fechamento parcialmente ou acúmulo de detritos - pode resultar em uma queda acentuada na taxa de transferência. Isso torna as bombas de fluxo axial menos perdoador em sistemas onde a contrapressão pode mudar rapidamente.
A característica do fluxo de pressão (também conhecida como curva da bomba) de uma bomba de fluxo axial é quase horizontal em uma ampla gama de taxas de fluxo. Embora isso permita que a bomba opere em diferentes demandas de fluxo sem mudança de pressão drástica em condições estáveis, apresenta desafios quando as condições flutuam imprevisivelmente. Em resposta a quedas repentinas de demanda ou surtos, a planicidade da curva fornece uma faixa mínima de ajuste da cabeça, levando potencialmente à oscilação, instabilidade ou operação de fluxo em pontos fora do projeto, onde a eficiência e a confiabilidade se degradam. Esse comportamento contrasta fortemente com as bombas radiais ou de fluxo misto, cujas curvas mais íngremes de tampones inerentemente transitórios do sistema.
Alterações rápidas de contrapressão podem levar a fenômenos transitórios, como surtos hidráulicos, especialmente em sistemas de tubulação longos, onde os efeitos do martelo de água podem se propagar. As bombas de fluxo axial são especialmente vulneráveis a esses eventos devido às suas grandes lâminas de impulsor e design de fluxo aberto. Se o fluxo for repentino restrito ou revertido, as lâminas do impulsor podem sofrer separação ou interrupção do fluxo, produzindo turbulência grave e carga assimétrica. Em casos extremos, quando a pressão de descarga excede a pressão de entrada, a reversão do fluxo pode ocorrer, girando o impulsor para trás e prejudica as vedações, rolamentos ou componentes motores. Para evitar esses efeitos, os prisioneiros de pula, as câmaras de expansão ou as válvulas de verificação anti-reversa devem ser projetadas adequadamente no sistema.
O impulsor da bomba de fluxo axial foi projetado para operar sob condições de fluxo equilibrado. No entanto, quando ocorrem mudanças rápidas na pressão ou na taxa de fluxo do sistema, o torque exigido pelo motor muda quase instantaneamente. Isso impõe cargas elétricas flutuantes no motor e pode resultar em superaquecimento, fator de potência reduzido e instabilidade elétrica se não forem adequadamente mitigadas. A variação da carga mecânica também se manifesta como flutuações de empuxo axial no eixo, que enfatizam os rolamentos e as vedações mecânicas. Nas configurações verticais, onde o eixo da bomba é longo e pode incluir rolamentos de linha, mudanças repentinas de carga axial podem causar deflexão ou desalinhamento do eixo.
Para garantir uma operação confiável durante os transientes do sistema, as bombas de fluxo axial são frequentemente acopladas com arquiteturas de controle automatizadas. Isso inclui unidades de frequência variável (VFDs) que regulam a velocidade do motor com base no feedback do sistema em tempo real, permitindo o ajuste gradual da saída de fluxo em resposta à mudança de demanda. Em sistemas mais complexos, os PLCs (controladores lógicos programáveis) e os sistemas SCADA se integram a transdutores de pressão, medidores de fluxo e sensores de temperatura para fornecer controle de circuito fechado. Esses controles impedem a sobrecarga da bomba, minimizam o uso de energia e estabilizam as características de descarga. A adição de controladores de PID aumenta ainda mais as transições suaves durante os eventos de rampa, desligamento ou troca de carga.