Quais são os fatores que afetam o tempo de escorvamento da água da bomba autoescorvante

O tempo de preparação de um bomba autoescorvante refere-se ao tempo que leva desde a inicialização da bomba até o fornecimento estável de líquido. Este tempo não é apenas um indicador crítico do desempenho da bomba, mas também tem impacto direto na eficiência do sistema, no consumo de energia e na vida útil dos selos mecânicos e rolamentos da bomba. O tempo de escorva excessivo pode levar a um aquecimento excessivo por fricção durante o funcionamento a seco, potencialmente danificando os componentes.

Parâmetros Geométricos e Físicos do Sistema de Tubulação de Sucção

A tubulação de sucção é a área central de uma bomba autoescorvante, desempenhando sua função de escorvamento. Seus parâmetros de projeto desempenham um papel decisivo no tempo de preparação.

Comprimento e diâmetro da tubulação de sucção: O processo de escorva de uma bomba autoescorvante envolve essencialmente a descarga de ar da tubulação de sucção. Tubulação mais longa e maior volume aumentam a quantidade total de ar que precisa ser deslocada, aumentando naturalmente o tempo de escorva. Da mesma forma, diâmetros de tubos maiores aumentam o volume, impactando negativamente o tempo de preparação. Ao selecionar uma bomba, é crucial equilibrar os requisitos de vazão e o tempo de escorva, escolhendo o diâmetro de tubo apropriado e o comprimento mais curto possível.

Elevação estática: Quanto maior a elevação de sucção vertical, maior será a energia potencial gravitacional que a bomba autoescorvante deve superar e mais tempo levará para estabelecer um vácuo eficaz. Fisicamente, a elevação vertical de sucção é limitada pela pressão atmosférica local. Quanto mais perto a altura de sucção se aproxima do limite teórico (por exemplo, aproximadamente 10,3 metros ao nível do mar), mais difícil e demorado se torna a preparação da água.

Perda por fricção: Acessórios da tubulação, como cotovelos, válvulas e filtros, geram perda de carga, aumentando a resistência do sistema. Esta resistência aumentada enfraquece o vácuo gerado no lado de sucção da bomba, retardando a expulsão do gás e prolongando o tempo de escorva.

Características de projeto de bombas autoescorvantes

Ao contrário das bombas centrífugas padrão, as bombas autoescorvantes possuem uma estrutura interna otimizada para separação gás-líquido e circulação de água. Estas características internas determinam diretamente a sua eficiência de preparação.

Volume de armazenamento de líquido na câmara da bomba: As bombas autoescorvantes devem reter uma certa quantidade de líquido (água escorva) na câmara da bomba antes de iniciar. Durante a partida, esse líquido se mistura com o ar na linha de sucção, formando uma mistura gás-líquido que é expelida pela rotação em alta velocidade do impulsor. Um volume de armazenamento de líquido insuficiente impede que o ciclo de escorva seja estabelecido de forma eficaz, resultando numa fraca capacidade de escorva. O volume de armazenamento excessivo aumenta o volume da bomba e a carga durante a inicialização.

Eficiência da câmara de separação gás-líquido: Este é o componente principal de uma bomba autoescorvante. Durante o processo de escorva, a mistura gás-líquido entra nesta câmara. O líquido assenta devido à gravidade ou à ação de um defletor e flui de volta para a entrada do impulsor para recirculação, enquanto o gás é descarregado através da ventilação de ar. Maior eficiência de separação significa expulsão de gás mais rápida e menor tempo de escorva.

Folga da placa de desgaste do impulsor: A capacidade de escorvamento de uma bomba autoescorvante é altamente sensível à folga entre o impulsor e a placa de desgaste frontal ou voluta. A folga excessiva pode fazer com que o líquido da área de alta pressão vaze de volta para a área de baixa pressão, reduzindo significativamente a capacidade de geração de vácuo e a eficiência de escorva da bomba. Esta é a principal razão para o tempo de escorva prolongado após o desgaste prolongado da bomba.

Projeto da porta de recirculação: O tamanho e a localização da porta de recirculação que conecta as zonas de alta e baixa pressão afetam a vazão do ciclo de escorva da água. Um projeto inadequado pode levar a uma mistura ineficiente de gás e líquido ou a vazamento excessivo de líquido, retardando o processo de escorva.

Influência do meio e do ambiente operacional

As propriedades físicas do líquido bombeado e as condições ambientais restringem significativamente o desempenho de escorvamento de uma bomba autoescorvante.

Temperatura do líquido e pressão de vapor: À medida que a temperatura do líquido aumenta, sua pressão de vapor saturado aumenta. No ambiente de baixa pressão no lado de sucção da bomba, os líquidos em alta temperatura têm maior probabilidade de vaporizar. Esta cavitação, ou flashing, consome o volume efetivo da bomba, dificultando a descarga do gás, prolongando o tempo de escorva e potencialmente causando falha na escorva.

Viscosidade do meio: Líquidos de alta viscosidade, como certos óleos ou lamas, apresentam alta resistência ao fluxo nas tubulações e separação lenta do ar dentro da câmara da bomba. Isto impacta a formação e separação da mistura gás-líquido, aumentando significativamente o tempo de preparação.

Altitude: Quanto maior a altitude de operação, menor será a pressão atmosférica. Isto reduz diretamente a elevação teórica máxima de sucção de uma bomba autoescorvante e diminui a força motriz que impulsiona o líquido para cima, retardando o processo de estabelecimento de vácuo e elevação do líquido.

Otimizar o tempo de escorva de uma bomba autoescorvante é uma questão complexa que envolve mecânica dos fluidos, projeto estrutural e engenharia de sistemas. O controle meticuloso e a previsão precisa desses fatores são essenciais para garantir a operação eficiente e confiável do sistema de bomba.