¿Qué es la cavitación en la bomba?
La cavitación de la bomba se refiere a la situación en la que, al disminuir la presión del líquido en la bomba, este se vaporiza, generando numerosas burbujas. Estas burbujas se agrandan gradualmente.
En el momento en que la burbuja colapsa, el fluido a alta velocidad de la bomba impacta dentro de ella. Esta fuerza de impacto daña la bomba, erosiona su cuerpo, genera cavitación y reduce su vida útil.
¿Por qué se produce la cavitación de la bomba?
Para entender por qué bombear cavitación Cuando ocurre una reacción química, primero debemos comprender las propiedades físicas del agua. Como todos sabemos, el agua y el vapor pueden transformarse. Cuando la temperatura del agua permanece constante y la presión desciende a un valor crítico, el agua se vaporiza. Esta presión se denomina presión de vapor.
Cuando se produce la vaporización, el agua emite vapor y burbujas. Este proceso se denomina vaporización del agua y es la causa de la cavitación.
Proceso de cavitación de la bomba
Primero, la presión del agua en la bomba disminuye y el agua se vaporiza. Durante este proceso, se produce una gran cantidad de vapor y el gas disuelto en el agua forma burbujas.
A medida que las burbujas fluyen desde la zona de baja presión a la de alta presión en la bomba con el agua, se condensan y colapsan rápidamente bajo la acción de la alta presión. En ese momento, el agua a alta presión fluye rápidamente al espacio previamente ocupado por las burbujas.
Entonces, el gas en la burbuja aún no se ha condensado. El agua a alta velocidad se precipita hacia ella, rompiéndola y formando más burbujas pequeñas. Estas burbujas continuarán condensándose y colapsando bajo alta presión.
Finalmente, la reacción de vaporización se repite. Las burbujas en la superficie del canal de flujo y cerca del impulsor tendrán un fuerte impacto en el material y, en casos graves, se producirá cavitación en panal o incluso la fractura de las piezas de desgaste. El gas activo de las burbujas entrará en contacto con el metal durante un tiempo prolongado, lo que provocará su corrosión.
¿Qué causa la cavitación de la bomba?
Animación de cavitación de bomba
La cavitación de las bombas es un problema común. Muchas operaciones incorrectas pueden provocarla.
La cavitación está determinada por la propia capacidad anticavitación de la bomba y del dispositivo del extremo de succión.
Las siguientes son varias razones importantes para la cavitación de la bomba.
1. La velocidad del motor es demasiado alta
Cuando la velocidad del motor de la bomba es demasiado alta, el caudal en el puerto de succión del impulsor aumenta. Según el principio de Bernoulli, al aumentar la velocidad, la presión disminuye. Cuando la presión es inferior al valor crítico de la presión de vapor, el líquido se vaporiza, lo que eventualmente provoca la cavitación de la bomba.
2. La resistencia de la tubería de succión es demasiado grande.
Cuando la tubería de succión de la bomba es demasiado larga, tiene demasiados codos o tiene bloqueos en la tubería, la presión del líquido disminuirá al fluir a través de la tubería, lo que puede causar cavitación en la bomba.
3. La altura de instalación de la bomba es demasiado alta.
Cada bomba tiene un parámetro importante: la NPSH. Si la bomba se instala a una altura excesiva respecto al nivel del líquido, su NPSH (altura de succión neta positiva disponible) será menor que su NPSHr (altura de succión neta positiva requerida), lo que provocará una disminución de la presión de succión y la cavitación de la bomba.
4. La temperatura del líquido es demasiado alta.
Cuando la temperatura del líquido que transportamos es demasiado alta, una pequeña cantidad de líquido puede vaporizarse antes de llegar al extremo de succión, lo que hace que sea más probable que se produzca cavitación en la bomba.
5. Varias bombas en paralelo
Cuando nuestras condiciones de trabajo son más complicadas y utilizamos múltiples bombas en paralelo para transportar líquidos, si las bombas paralelas están configuradas de manera desigual, el caudal de una bomba será demasiado pequeño, la presión en el extremo de succión disminuirá y se producirá cavitación de la bomba.
¿Cómo identificar la cavitación? Daños por cavitación en la bomba.
Daños a las piezas de desgaste
La cavitación de la bomba afectará la piezas de desgaste, provocando cavitación en forma de panal en las piezas de desgaste, e incluso rompiendo o corroyendo dichas piezas.
Vibración
Cuando la frecuencia de pulsación de cavitación de la bomba está cerca de la frecuencia natural de la bomba durante el funcionamiento, también hará que la bomba vibre violentamente.
Cuando se produce vibración, el manómetro fluctuará.
Aumento de la temperatura del cojinete
La cavitación de la bomba provoca vibraciones fuertes, aumenta la fricción y la temperatura de los cojinetes. Utilice un termómetro para medir la temperatura de los cojinetes.
Si la temperatura del cojinete es más alta de lo normal, es posible que se haya producido cavitación.
Ruido
Cuando se produce cavitación en la bomba, una gran cantidad de burbujas colapsan y el flujo de agua a alta velocidad impacta, causando un ruido severo.
El sonido de la cavitación es similar al sonido de una piedra al golpear un metal, y el sonido aumentará o disminuirá con el caudal.
Disminución de la eficiencia
La gran cantidad de burbujas producidas por la cavitación de la bomba obstaculizará el flujo de agua, lo que provocará una disminución en el caudal, una altura de la bomba inestable y una reducción en la eficiencia de la bomba.
Cuando se encuentra que el valor del medidor de flujo es 10% menor que el valor esperado, se puede inferir que se ha producido cavitación.
¿Cómo evitar la cavitación de la bomba?
1. Reducir la velocidad del motor de la bomba
Ajuste de la velocidad del motor a la velocidad adecuada según la tabla de parámetros de la bomba o curva de rendimiento de la bomba evitará eficazmente la cavitación.
2. Diseño de tuberías
Mejore el diseño de la tubería de succión, reduzca la cantidad de codos, permita que el agua fluya siempre con una mayor eficiencia y reduzca la pérdida por fricción del agua en la tubería.
3. Instale la bomba correctamente
Cada bomba tiene un margen de cavitación NPSH determinado. Antes de instalar la bomba, debe instalarse según los parámetros predeterminados para garantizar que el NPSHr sea mayor que el NPSHa.
4. Mantenimiento regular
Después de instalar la bomba, se debe realizar un mantenimiento regular de acuerdo con el manual de funcionamiento proporcionado por el fabricante de la bomba, como verificar la temperatura de los cojinetes, la inspección regular del desgaste del impulsor, la vibración de la bomba, etc.
5. Cómo elegir la bomba adecuada
Antes de comenzar tu proyecto, debes preguntar a la fabricante de bombas Diseñe su proyecto para garantizar que la bomba elegida cumpla con el diseño esperado. Esta es la mejor manera de prevenir la cavitación y minimizar su probabilidad.
Tipos de cavitación
| Tipos de cavitación | Causa | Sitios comunes de cavitación |
| Cavitación vaporosa | La presión del líquido disminuye, vaporizándose para formar burbujas. | Impulso entrada |
| Turbulencia Cavitación | El caudal en la voluta o bomba es demasiado alto, lo que provoca una disminución de la presión y la formación de burbujas. | Superficie de voluta |
| Cavitación inercial | El caudal es demasiado alto, lo que provoca impacto en la bomba y formación de burbujas. | Impulso |
| Cavitación de vórtice | El flujo de agua tiene forma de vórtice y el gas es aspirado por la bomba. | Entrada de la bomba |
| Cavitación gaseosa | La presión del líquido disminuye y el gas disuelto en el líquido forma burbujas. | Bombas químicas |
Preguntas frecuentes sobre la cavitación de la bomba
¿Qué es la cavitación en la bomba centrífuga?
1. Causas de la cavitación en la bomba centrífuga
Las bombas centrífugas son más propensas a la cavitación que otras bombas (bombas de desplazamiento positivo), lo que está determinado por el principio de funcionamiento de las bombas centrífugas.
El principio de funcionamiento de una bomba centrífuga es que la rotación a alta velocidad del impulsor genera fuerza centrífuga para succionar fluido. Debido a esta rotación, se genera una presión negativa alrededor del impulsor. Cuando la presión del fluido en la entrada de la bomba es insuficiente, parte del líquido se vaporiza, provocando la entrada de vapor de agua en la bomba.
Cuando el vapor de agua pasa de la entrada al impulsor, es decir, de un estado de presión negativa a un estado de alta presión, las burbujas estallarán, provocando que la bomba centrífuga vibre y se produzca cavitación en la bomba.
2. ¿Cómo prevenir la cavitación en la bomba centrífuga?
Ⅰ. Asegúrese de que la bomba centrífuga tenga suficiente NPSH para evitar una presión de entrada demasiado baja.
Ⅱ. Generalmente, cuando el caudal de la bomba centrífuga es inestable, es probable que se produzca cavitación, por lo que se debe controlar su estabilidad.
Ⅲ. Antes de instalar la bomba centrífuga, se debe realizar un diseño completo de las tuberías para evitar demasiados codos o tuberías demasiado estrechas.
¿Al cambiar la bomba se produce cavitación?
Cuando se produce cavitación, no es necesario reemplazar la bomba inmediatamente. Primero debemos comprender la causa real de la cavitación y tratar de resolverla.
Por ejemplo, podemos controlar la velocidad de la bomba de acuerdo con el manual de funcionamiento de la bomba o la curva de rendimiento para cambiar el caudal o la altura de la bomba para garantizar que la bomba mantenga un rendimiento óptimo.
Solo cuando la cavitación erosiona los componentes centrales de la bomba, como el impulsor y el sello, lo que hace que la bomba reduzca su eficiencia o no funcione correctamente, debemos considerar reemplazar la bomba o contactar al ingeniero de posventa del fabricante de la bomba para obtener un mantenimiento y reparación profesional.
¿Qué es la cavitación de la bomba de desplazamiento positivo?
En comparación con las bombas centrífugas, las bombas de desplazamiento positivo son menos propensas a la cavitación porque el principio de funcionamiento de las bombas de desplazamiento positivo es diferente al de las bombas centrífugas.
El principio de funcionamiento de una bomba de desplazamiento positivo es comprimir el fluido a través del volumen de la bomba, es decir, a través del movimiento alternativo del émbolo o pistón, y cambiar periódicamente el volumen de la bomba para lograr la función de transportar el fluido.
Debido a que su caudal y presión son más estables y no provocarán grandes cambios de presión en la entrada de la bomba, las bombas de desplazamiento positivo básicamente no cavitarán.
Sin embargo, esto no significa que las bombas de desplazamiento positivo no caviten. Cuando una bomba de desplazamiento positivo transporta lodo de espuma, si no puede disipar mejor la espuma, podría cavitar.
