BOMBAS-GOULDS-Introduccion-a-Curvas

Ejemplo 8
continuación
Principios de bombas centrífugas
ALTURA NETA POSITIVA DE SUCCIÓN (NPSH) Y CAVITACIÓN
El Instituto Hidráulico define
la NPSH como la altura total
de la succión en pies absolutos
determinada en la boca de succión
y corregida por el nivel de
comparación, menos la presión de
vapor del líquido en pies absolutos.
En otras palabras, es un análisis
de las condiciones de energía en el
lado de succión de una bomba para
determinar si el líquido se evapora
en el punto de presión mínima
dentro de la bomba.
La presión que ejerce un líquido
sobre lo que lo rodea depende
de su temperatura. Esa presión,
llamada presión de vapor, es una
característica propia de cada fluido,
y aumenta con la temperatura.
Cuando la presión del vapor dentro
del fluido llega a la presión del
medio que lo rodea, el fluido se
comienza a evaporar, o a hervir. La
temperatura a la que empieza esa
evaporación disminuye a medida que
disminuye la presión del medio que
la rodea.
Un líquido aumenta mucho de
volumen al evaporarse. Un pie
cúbico de agua a temperatura
ambiente se transforma en 1700
pies cúbicos de vapor a la misma
temperatura.
Es obvio entonces que si se quiere
bombear un fluido de manera eficaz,
se debe mantenerlo en su estado
líquido. La NPSH es simplemente
una medida de la cantidad de altura
que hay en la succión para evitar esa
evaporación en el punto de presión
mínima que haya en la bomba.
La NPSH requerida es una función
del diseño de la bomba. Cuando
el líquido pasa de la succión de la
bomba al ojo del impulsor, aumenta
su velocidad y disminuye su presión.
También hay pérdidas de presión
debidas a choques y turbulencias,
cuando el líquido pega contra el
impulsor. La fuerza centrífuga de las
aspas del impulsor aumenta más la
velocidad del líquido y disminuye
su presión. La NPSH requerida es
la altura positiva, en pies absolutos,
requerida en la succión de la bomba
para superar esas caídas de presión
en misma, y mantener al líquido
arriba de su presión de vapor. Su
valor varía con la velocidad y la
capacidad para cada bomba en
particular. Las curvas del fabricante
de la bomba suelen mostrar esta
información.
La NPSH disponible (NPSH A
),
es una función del sistema en el
que trabaja la bomba. Es el exceso
de presión del líquido, en pies
absolutos, sobre su presión de
vapor, cuando llega a la succión de
la bomba. La Fig. 4 muestra cuatro
sistemas típicos de succión, con las
fórmulas correspondientes de NPSH
disponible. Es importante corregir
los valores por la gravedad específica
del líquido, y convertir todos los
términos a “pies absolutos” cuando
se usan esas fórmulas.
En un sistema existente se puede
determinar la NPSH disponible
con un manómetro instalado en
la succión de la bomba. Aplica la
fórmula siguiente:
NPSH A
= P B
− V p
± Gr + h v
En donde
Gr = Indicación del manómetro
en la succión de la bomba,
expresada en pies (más, si
la presión es mayor que
la atmosférica, menos si
es menor) corregida al eje
central de la bomba.
h v
= Altura de la velocidad en
el tubo de succión en la
conexión del manómetro,
expresada en pies.
Cavitación es un término con el
que se describe el fenómeno que
se presenta en una bomba cuando
hay insuficiente NPSH disponible.
La presión del líquido se reduce
hasta un valor igual o menor que su
presión de vapor, y se comienzan
a formar pequeñas burbujas o
bolsas de vapor. Al pasar esas
burbujas de vapor por las aspas
del impulsor, y llegar a una zona
de mayor presión, colapsan de
inmediato. El aplastamiento, colapso
o “implosión” es tan rápido que se
puede oír como un golpeteo, como
si se estuviera bombeando grava.
Las fuerzas durante el colapso en
general son suficientemente grandes
como para causar la formación de
bolsas diminutas de falla por fatiga
sobre las superficies de las aspas
del impulsor. Esta acción puede ser
progresiva, y bajo condiciones graves
puede causar grandes daños por
picaduras en el impulsor.
El ruido que se produce es la forma
más fácil de reconocer la cavitación.
Además de dañar al impulsor, la
cavitación suele reducir la capacidad
debido al vapor que hay en la
bomba. También puede reducir la
altura, ser inestable, y el consumo de
potencia volverse errático. Además,
se pueden presentar vibraciones y
daños mecánicos, como por ejemplo
falla de cojinetes, al operar con
cavitación.
La única forma de evitar los efectos
indeseables de la cavitación es
asegurarse de que la NPS disponible
en el sistema sea mayor que la NPSH
requerida por la bomba.
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