Vá devagar, você está indo rápido demais (talvez), Parte 2 de 2

Na parte 1 da minha coluna na edição de novembro de 2022, cobrimos as primeiras partes da tomada de decisão se você deveria comprar uma bomba mais lenta. Abordamos a medição, o processo de decisão e muito mais.

A velocidade específica (Ns), em sua definição mais simples, aborda a geometria do impulsor, incluindo os ângulos das palhetas e o número de palhetas. Na bomba, as forças dinâmicas e estáticas e sua relação são funções da velocidade específica (F dinâmica ÷ F estática).

Observe que velocidades específicas de aproximadamente 3.000 produzirão a bomba mais eficiente e, em uma comparação entre coeficiente de altura manométrica versus velocidade específica, atinge picos em torno de 1.000. Você pode gerar cabeça de bomba mais facilmente em velocidades específicas mais baixas, mas não tão eficientemente em velocidades específicas mais altas.

À medida que a velocidade específica de sucção (Nss) aumenta, o envelope operacional estável/permitido para a bomba diminui. A condição de sucção da bomba é realmente o fator mais importante a ser examinado ao considerar a velocidade da bomba. Embora a margem NPSH seja fundamental, você pode fazer um favor a si mesmo determinando a região operacional permitida da bomba (janela de estabilidade) para sua seleção a partir das curvas de desempenho de amostra propostas.

A partir disso, você pode estimar a velocidade específica máxima de sucção com a qual decide operar. Conhecendo a velocidade específica máxima de sucção, você pode então determinar a velocidade máxima da bomba utilizando a fórmula de velocidade específica de sucção resolvida algebricamente para velocidade (N). Por exemplo, suponha uma velocidade específica de sucção máxima de 8.500. Não confunda a velocidade específica de sucção de 8.500 no máximo; Este é apenas um exemplo.

A energia de sucção (SE) é outro parâmetro frequentemente esquecido. SE é, em essência, uma medida do momento líquido no olho do impulsor. O espaço da coluna não permite uma explicação completa aqui, portanto, consulte minha coluna de maio de 2020 para obter mais detalhes.

Ao observar a velocidade do líquido na sucção, observe também a velocidade no bocal de descarga e 6 diâmetros a jusante. Consulte a norma 9.6.6 do American National Standards Institute (ANSI)/Hydraulic Institute (HI) para obter as melhores práticas, mas saiba que mais de 8 a 10 pés por segundo no lado da sucção está se aproximando de possíveis problemas. Aqui, mais devagar é melhor. Entendo que as velocidades da ponta das palhetas do impulsor seriam semelhantes em ambos os casos (uma bomba maior e mais lenta versus uma bomba menor e mais rápida), mas estou sugerindo a ideia alternativa de que pode ser melhor adicionar outro estágio à bomba, se você precisar altura manométrica adicional e para alterar a largura do impulsor, se precisar de mais vazão. Outra solução poderia ser duas bombas em série.

Os limites nominais para o diâmetro máximo do impulsor são normalmente 27 polegadas para limites de velocidade de 4 pólos e 13 polegadas para limites de velocidade de 2 pólos. Este fator limitante é independente das propriedades do líquido e baseia-se mais na resistência do material do impulsor (revestimentos e palhetas). O excesso de velocidade da ponta se manifestará como vibração inaceitável. As forças radiais são uma função da geometria do impulsor para um determinado projeto de carcaça e aumentarão diretamente com a velocidade. As forças radiais terão um impacto direto na deflexão do eixo, afetando diretamente a vida útil do rolamento e do selo mecânico. Observe que um eixo de deflexão em velocidades de 4 pólos desviará 3.550 vezes por minuto e 7.100 vezes por minuto em velocidades de 2 pólos. A qualidade do processo de fabricação do impulsor afetará o equilíbrio hidráulico e mecânico. O desgaste dos rolamentos, a vida útil do selo mecânico e o alinhamento do acionador se tornarão mais críticos com o aumento da velocidade.

As forças axiais são função da geometria do impulsor, pressão de sucção, folgas e altura manométrica desenvolvida. Os efeitos deletérios das forças axiais podem ser exacerbados por um ajuste frouxo do impulsor ao eixo. O impulso axial aumenta proporcionalmente à velocidade. As frequências das forças dinâmicas do rotor dependem da velocidade e do fluxo e reagem proporcionalmente.

Bombas com impulsores maiores e massa rotativa maior possuirão maior inércia. Uma inércia mais alta se traduz em uma desaceleração mais longa em caso de perda de potência e em um tempo mais longo para atingir a velocidade máxima durante a partida. Esta propriedade de reação retardada é benéfica para controlar pressões transitórias do sistema, pois a bomba desacelerará lentamente após um disparo da bomba ou reposicionamento da válvula de controle, mas continuará a mover o fluido. A reação mais lenta da mudança hidráulica minimizará a separação da coluna na tubulação a jusante, o que reduz o golpe de aríete e outras ações negativas relacionadas.