Quais são as razões comuns para a atenuação da eficiência da bomba de eixo longa

Bombas de eixo longo são amplamente utilizados em sistemas de água de resfriamento por usina, projetos de drenagem municipal, processos de água circulantes da indústria petroquímica e projetos de entrada de água em larga escala. Durante a operação de longo prazo, uma preocupação comum para os usuários é a degradação da eficiência. A eficiência diminuída não apenas aumenta o consumo de energia, mas também reduz a vida útil do equipamento e pode até afetar a estabilidade geral do sistema. Numerosos fatores contribuem para a degradação da eficiência da bomba de eixo longo, com causas comuns, incluindo desgaste de componentes hidráulicos, escala e danos ao impulsor, desgaste do rolamento, desalinhamento, cavitação e condições operacionais que se desviam do ponto de design.

Desgaste de componentes hidráulicos

Os principais componentes hidráulicos de uma bomba de eixo longo incluem o impulsor, as palhetas guia e a carcaça da bomba. Durante a operação de longo prazo, partículas sólidas, lodo e impurezas microscópicas no fluxo de água podem causar erosão e desgaste desses componentes.

Quando a superfície da lâmina do impulsor é usada, sua geometria muda, causando a curvatura da lâmina e o ângulo hidráulico para se desviar dos valores de projeto, resultando em redução da eficiência da conversão de energia. A limpeza e o desgaste das palhetas guia podem causar correntes de Foucault e aumentar as perdas hidráulicas, reduzindo ainda mais a eficiência geral da bomba.

O desgaste é particularmente grave nas estações de bombeamento de ingestão de água do rio ou do mar. Durante a operação de longo prazo, a rugosidade da superfície interna da bomba aumenta, levando ao aumento das perdas hidráulicas e uma diminuição significativa na eficiência.

Escala de impulsor e dano

A escala do impulsor é um fator importante na eficiência reduzida de bombas de eixo longo. Em condições com alta dureza da água, os carbonatos na água formam depósitos de escala facilmente no impulsor e guiam as superfícies da palhetas ao longo do tempo.
A escala altera a suavidade do caminho do fluxo, impedindo o fluxo de água lisa e aumentando as perdas de atrito hidráulico. Em casos graves, os depósitos de escala podem reduzir a seção transversal do caminho do fluxo, reduzindo o fluxo da bomba e a cabeça.

Além disso, em alguns meios corrosivos, a perfuração de corrosão, rachaduras ou corrosão pode se desenvolver na superfície do impulsor. Esse dano interrompe a estrutura hidráulica do impulsor, causando turbulência e perdas parasitárias, levando a uma eficiência reduzida.

Desgaste do rolamento

As bombas de eixo longo possuem uma estrutura longa e geralmente requerem vários rolamentos. Durante a operação de longo prazo, os rolamentos são suscetíveis ao desgaste devido ao desequilíbrio hidráulico, vibração e atrito. Quando os rolamentos se desgastam, o eixo da bomba se torna menos estável, causando balanço e desalinhamento. Isso aumenta a lacuna entre o impulsor e as palhetas guia, levando a uma maior perda de energia. A instabilidade do eixo também causa perdas de atrito adicionais, reduzindo ainda mais a eficiência da bomba.

Particularmente com rolamentos de borracha lubrificados à água ou de borracha, resfriamento ou lubrificação insuficiente podem levar a atrito ou erosão a seco na superfície do rolamento, acelerar o desgaste e, consequentemente, a perda de eficiência.

Desalinhamento

As bombas de eixo longo requerem alta precisão de instalação e o desalinhamento entre o motor e o eixo da bomba pode afetar diretamente a eficiência operacional.

Durante a instalação ou operação de longo prazo, a coaxialidade dos eixos da bomba e do motor pode se desviar devido a fatores como assentamento da fundação, expansão e contração térmica ou choque mecânico. Esse desalinhamento causa operação de acoplamento desequilibrado, aumenta a perda de energia do sistema do eixo e acelera o rolamento e o desgaste do selo.

Desalinhamento not only increases mechanical energy loss but can also cause the impeller to operate outside optimal hydraulic conditions, leading to a gradual decrease in pump efficiency.

Cavitação

As bombas de eixo longo são propensas a cavitação se as condições de sucção não atenderem aos requisitos de projeto. A cavitação faz com que as bolhas se formem e colapsem na superfície da lâmina do impulsor, gerando impacto e ruído que danificam gradualmente a superfície da lâmina.

Danos semelhantes a favo de mel ou picada na superfície da lâmina aumentam a rugosidade da superfície do caminho do fluxo, aumentando a resistência ao fluxo do fluido e levando a uma diminuição na eficiência hidráulica.

Além disso, a vibração e o ruído gerado pela cavitação podem afetar a operação estável da bomba, aumentar o consumo de energia e reduzir significativamente a eficiência.

Condições operacionais desviando -se do ponto de design

As bombas de eixo longo são normalmente otimizadas para taxas de fluxo específicas e cabeça durante a fase de projeto. Quando as condições de operação se desviam do ponto de design por um longo período, a eficiência pode diminuir significativamente.

Ao operar com baixas taxas de fluxo, o fluxo de água gera forte refluxo e vórtice dentro da bomba, aumentando as perdas hidráulicas. Ao operar com altas taxas de fluxo, o ângulo de saída do impulsor e o ângulo de entrada da palheta guia não correspondem, resultando em perdas hidráulicas adicionais.

A operação de longo prazo que se desvia do ponto de design não apenas reduz a eficiência, mas também aumenta o desgaste no impulsor, guia as palhetas e rolamentos, acelerando o processo de degradação da eficiência da bomba.

Falha de vedação

As bombas de eixo longo geralmente usam vedações de embalagem ou mecânicas. Quando uma vedação falha, o vazamento de fluido pode causar perda de energia do eixo. A vedação de embalagem deve manter uma força de compressão razoável durante a operação de longo prazo. Muito solto causará vazamento, enquanto muito apertado aumentará a perda de atrito, os quais levarão a uma eficiência reduzida. Uma vez que o selo mecânico seja usado ou mal lubrificado, o par de fricção esquenta severamente, o que também levará à perda de eficiência.