Como se dijo en las secciones anteriores, las bombas centrífugas son optimizadas para un caudal y presión determinados denominado Punto de Mejor Eficiencia o en inglés “Best Efficinecy Point”, “BEP”.
La mejor Eficiencia de la bomba se logra cuando el equipo opera a la presión y caudal de diseño. Sí la bomba opera fuera de este punto se inicia la recirculación interna de parte del fluido manejado por el equipo y una serie de fenómenos en la bomba que favorecen el deterioro del rendimiento.
Los principales efectos desfavorables se generan cuando se opera una bomba centrífuga fuera del Punto de Mejor Eficiencia, específicamente a flujo reducido son:
- Aumenta la temperatura en el líquido bombeado, debido a la reducción del caudal que entrega la bomba y a la reducción de la Eficiencia, transformando en calor parte de la energía que aporta el elemento motriz.
- Se produce recirculación en la succión y en la descarga de la bomba, debido a la baja velocidad de transporte, que propicia la formación de remolinos y de turbulencia.
- Se reduce la vida de los sellos mecánicos y de los cojinetes debido al incremento de las fuerzas axiales y radiales, lo cual origina deflexión en el eje y altas cargas sobre los cojinetes.
- Se erosionan las superficies metálicas dando la apariencia de estar roído, debido a la recirculación y a los remolinos locales lo cual incrementa la tasa de erosión.
- Se pueden producir sobrecargas en los motores de las bombas de alta Velocidad Específica (NS), debido a las características de sus curvas de potencia que consumen mayor energía a bajo flujo. Las bombas de baja y media Velocidad Específica (NS), tienen curvas de consumo de potencia que decrecen con la reducción del flujo por tanto al reducirse el flujo también se reduce el consumo de potencia y por lo que ellas no se sobrecargan a bajos flujos.
- Se producen en el interior de la bomba ruidos dando la apariencia de estar moliendo piedras, acompañado de vibración e inestabilidad, causado por la variación del empuje axial, recirculación y fluctuación de las cargas.
La figura N° 8-1 muestra cómo afecta a los accesorios de las bombas centrífugas el trabajar a bajo flujo, es decir a la derecha del Punto de Mejor Eficiencia. Desplazarse a la derecha del (BEP) produce los fenómenos descritos anteriormente.
Fuente: www.pumpfundamental.com
En la figura se observa que el primer fenómeno que se presenta es la recirculación a la descarga de la bomba (indicado con el N° 6), si el flujo se continua reduciendo se inicia la recirculación a la succión (indicado con el N° 5 en la figura), si el flujo se continua desplazando a la izquierda se reduce la vida del impulsor (indicado con el N° 4, en la figura), a muy bajos flujos se reduce la vida de los sellos y cojinetes (indicado con el N° 3)y finalmente se incrementa la temperatura del fluido (indicado con el N° 1), hasta causar la evaporación del fluido bombeado de acuerdo con la magnitud de la reducción del flujo y de la energía del equipo.
La figura N° 8-2 muestra el diagrama de dos impulsores en corte donde se representa, por medio de líneas de flujo, la recirculación tanto a la succión como a la descarga debido a la operación de la bomba a flujos parciales, es decir a caudales menores al caudal en el Punto de Mejor Eficiencia.
Fuente: Pump HandBook-Igor J. Karassik, Joseph P. Messina, Paul Cooper, Charles C. Heald-McGraw Hill-Third Edition-2001.
La recirculación a la succión es más frecuente que la recirculación a la descarga, el resultado de esta recirculación es el incremento de las pulsaciones de presión en la bomba. La circulación tanto a la succión como a la descarga puede producir daños que por lo general son confundidos con los daños causados por la cavitación.
La figura N° 8-3 muestra un impulsor con los alabes erosionados en el área de descarga debido a recirculación.
Fuente: http://www.pumpfundamentals.com/pump_glossary.htm
Los remolinos locales causados por la recirculación causan erosión y desgaste en las superficies del alabe que transmiten la energía y la severidad de los daños dependerá de las características del material de fabricación del impulsor y de los niveles de energía que tenga la bomba. Cuando se habla de Flujo Mínimo en una bomba centrífuga se debe hacer una clara separación entre el flujo mínimo térmico y el flujo mínimo continuo estable de una bomba.
