¿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 en la bomba impacta dentro de ella. Esta fuerza de impacto daña la bomba y reduce su vida útil.
¿Por qué se produce la cavitación?
Para entender por qué 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
Cuando la presión del agua en la bomba disminuye, esta se vaporiza. Durante este proceso, se produce una gran cantidad de vapor y el gas disuelto en el agua forma burbujas.
Cuando las burbujas fluyen de la zona de baja presión a la de alta presión en la bomba con el agua, se condensan y colapsan rápidamente debido a la alta presión. En ese momento, el agua a alta presión fluye rápidamente al espacio previamente ocupado por las burbujas.
Cuando el gas de 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.
Al repetirse la reacción de vaporización, las burbujas en la superficie del canal de flujo y cerca del impulsor impactan fuertemente el material y, en casos severos, se produce cavitación en panal o incluso la fractura de las piezas de desgaste. El gas activo en las burbujas entra en contacto con el metal durante un tiempo prolongado, lo que lo corroe.
¿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.
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 finalmente provoca cavitación.
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.
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.
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.
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.
¿Cómo identificar la cavitación? Efectos de la cavitación en las bombas.
Daños a las piezas de desgaste
La cavitación impactará 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 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 provoca vibraciones violentas en la bomba, 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, una gran cantidad de burbujas colapsan y el flujo de agua a alta velocidad impacta, provocando 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 obstaculizará el flujo de agua, lo que provocará una disminución en el caudal, una altura de 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?
Reducir la velocidad del motor de la bomba
Ajustar la velocidad del motor a la velocidad adecuada según la tabla de parámetros de la bomba o la curva de rendimiento de la bomba evitará eficazmente la cavitación.
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.
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.
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.
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 |
