Para la manipulaci\u00f3n de l\u00edquidos, las bombas de turbina regenerativas satisfacen una necesidad entre los dise\u00f1os centr\u00edfugos y de desplazamiento positivo. Combinan una alta presi\u00f3n de descarga de tipos de desplazamiento con el funcionamiento flexible de las centr\u00edfugas. Son del tipo de cabezal alto y baja capacidad que se utilizan en cabezales de hasta 5400 pies (1645 m) y en capacidades de hasta 150 gpm (34 m3\/h). Las bombas de turbina regenerativas se conocen con varios nombres, como vortex, perif\u00e9ricas y regenerativas. Ninguno de estos proporciona una descripci\u00f3n real de la bomba, pero la turbina regenerativa es la m\u00e1s cercana. Varios tipos de bombas rotativas han sido denominadas \u201cturbinas\u201d. Entre ellos se encuentran el tipo difusor de eje horizontal y el centr\u00edfugo de pozo profundo de eje vertical. Aqu\u00ed se analiza el funcionamiento de la bomba peque\u00f1a con cabezal grande, la bomba de turbina regenerativa.<\/p>\n\n\n\n
Muestra secciones transversales a trav\u00e9s de una bomba de turbina regenerativa. Muestra que la construcci\u00f3n general se parece bastante a muchos dise\u00f1os centr\u00edfugos peque\u00f1os. Su eje, a menudo de acero inoxidable, est\u00e1 sostenido por dos rodamientos de bolas. El impulsor est\u00e1 en voladizo, una construcci\u00f3n com\u00fan en las bombas centr\u00edfugas. La bomba generalmente se suministra de serie con un sello mec\u00e1nico. La principal diferencia entre las bombas de turbina centr\u00edfugas y regenerativas est\u00e1 en el impulsor. En la bomba de turbina regenerativa se corta una doble fila de paletas en el borde del impulsor. Estas paletas giran en un canal. El l\u00edquido fluye por la succi\u00f3n y es recogido por las paletas del impulsor. Despu\u00e9s de realizar casi una revoluci\u00f3n en el canal anular, el fluido tiene una alta velocidad que lo env\u00eda hacia la descarga. El l\u00edquido que ingresa al impulsor de una bomba centr\u00edfuga puede pasar entre sus paletas solo una vez. Se le agrega energ\u00eda solo mientras va desde el ojo del impulsor hasta su borde. En una bomba de turbina regenerativa, el l\u00edquido recircula entre las paletas del impulsor. Debido a esta acci\u00f3n, el fluido fluye en una trayectoria similar a la de una rosca (helicoidal) a medida que avanza. En consecuencia, las paletas del impulsor a\u00f1aden energ\u00eda al fluido en un movimiento regenerativo a medida que viaja desde la succi\u00f3n hasta la descarga. Esta acci\u00f3n regenerativa tiene el mismo efecto que la acci\u00f3n multietapa en una bomba centr\u00edfuga. En una centr\u00edfuga multietapa, la presi\u00f3n del fluido es el resultado de la energ\u00eda agregada en las diferentes etapas. De la misma manera, en una bomba de turbina regenerativa, la presi\u00f3n en su descarga es el resultado de la energ\u00eda agregada al fluido por una serie de paletas del impulsor.<\/p>\n\n\n\n
La principal diferencia entre una bomba de turbina centr\u00edfuga y una regenerativa es que el fluido solo viaja a trav\u00e9s de un impulsor centr\u00edfugo una vez, mientras que en una turbina, realiza muchos viajes a trav\u00e9s de las paletas. Con referencia al diagrama de secci\u00f3n transversal, las paletas del impulsor se mueven dentro del \u00e1rea de flujo del pasaje del canal de agua. Una vez que el l\u00edquido ingresa a la bomba, se dirige hacia las paletas, que empujan el fluido hacia adelante e imparten una fuerza centr\u00edfuga hacia la periferia del impulsor. Por lo tanto, la paleta del impulsor impone un flujo circulatorio ordenado, lo que crea la velocidad del fluido. La velocidad del fluido (o energ\u00eda cin\u00e9tica) est\u00e1 entonces disponible para su conversi\u00f3n en flujo y presi\u00f3n dependiendo de la resistencia al flujo del sistema externo, como se diagrama en una curva del sistema.<\/p>\n\n\n\n
Es \u00fatil se\u00f1alar en este punto que para evitar la p\u00e9rdida interna de la capacidad de generaci\u00f3n de presi\u00f3n de una turbina regenerativa MTH, se requieren espacios libres internos estrechos. En muchos casos, dependiendo del tama\u00f1o de la bomba, la holgura entre el impulsor y la carcasa puede ser tan peque\u00f1a como una mil\u00e9sima de pulgada en cada lado. Por lo tanto, estas bombas son adecuadas para su uso \u00fanicamente en aplicaciones con fluidos y sistemas limpios. En algunos casos, se puede utilizar con \u00e9xito un filtro de succi\u00f3n para proteger la bomba.<\/p>\n\n\n\n
Luego, a medida que el flujo circulatorio se impone sobre el fluido y llega a la periferia del canal de fluido, es redirigido por los canales de fluido de forma especial, alrededor del costado del impulsor y de regreso al di\u00e1metro interior de las paletas del impulsor de la turbina, donde el el proceso comienza de nuevo. Este ciclo ocurre muchas veces a medida que el fluido pasa a trav\u00e9s de la bomba. Cada viaje a trav\u00e9s de las paletas genera m\u00e1s velocidad del fluido, que luego puede convertirse en m\u00e1s presi\u00f3n. Los m\u00faltiples ciclos a trav\u00e9s de las paletas de la turbina se denominan regeneraci\u00f3n, de ah\u00ed el nombre de turbina regenerativa. El resultado general de este proceso es una bomba con una capacidad de generaci\u00f3n de presi\u00f3n diez o m\u00e1s veces mayor que la de una bomba centr\u00edfuga con el mismo di\u00e1metro de impulsor y velocidad.<\/p>\n\n\n\n
En algunos dise\u00f1os competitivos, encontrar\u00e1 que s\u00f3lo se utiliza un impulsor de un solo lado. Ese dise\u00f1o sufre una carga de empuje en la direcci\u00f3n del motor que debe ser soportada por los cojinetes del motor. Las turbinas MTH utilizan un dise\u00f1o de impulsor flotante de dos lados que genera presi\u00f3n por igual en ambos lados. Esto tiene la ventaja de permitir que la presi\u00f3n de la bomba autocentre hidr\u00e1ulicamente el impulsor en la cavidad del impulsor con espacio reducido, sin sobrecargar los cojinetes del motor con cargas de empuje excesivas.<\/p>\n\n\n\n
La bomba tiene una caja dividida vertical. Quitando los pernos B, se pueden quitar la cubierta C y el revestimiento L1 para inspeccionar o quitar el impulsor. Para mantener peque\u00f1o el flujo de l\u00edquido desde las \u00e1reas de alta a baja presi\u00f3n de la bomba, el impulsor tiene un espacio reducido entre los revestimientos L1 y L2.<\/p>\n\n\n\n
Presi\u00f3n sobre el impulsor<\/p>\n\n\n\n
Alrededor de la mitad de la presi\u00f3n de descarga existe alrededor del cubo del impulsor, que es la presi\u00f3n sobre el sello mec\u00e1nico. Los orificios H a trav\u00e9s del impulsor evitan presiones desequilibradas sobre \u00e9l y extremos de empuje sobre los cojinetes. Tambi\u00e9n se produce un peque\u00f1o flujo de derivaci\u00f3n a trav\u00e9s de las superficies de sellado entre la descarga y la succi\u00f3n. El desgaste de estas superficies de sellado aumenta las holguras y el flujo de derivaci\u00f3n. Lo mismo ocurre con las juntas t\u00f3ricas de las bombas centr\u00edfugas. Este desgaste reduce en gran medida la capacidad de la bomba cuando se opera a una altura alta. La mayor\u00eda de las fallas de las bombas de turbina regenerativas se deben a este desgaste en las superficies de sellado. Un estudio de las causas del desgaste pertenece a un art\u00edculo aparte, donde se puede discutir en profundidad. Sin embargo, para evitar un desgaste grave, no permita que el impulsor toque los revestimientos L1 y L2 y aseg\u00farese de que el l\u00edquido bombeado est\u00e9 libre de material abrasivo. Las bombas de turbina regenerativas Roth con impulsores autocentrantes patentados reducen en gran medida el problema del desgaste.<\/p>\n\n\n\n
Las bombas centr\u00edfugas son el tipo m\u00e1s com\u00fan de bomba utilizada en la industria, la agricultura, las municipales (plantas de agua y aguas residuales), las plantas de generaci\u00f3n de energ\u00eda, el petr\u00f3leo y muchas otras industrias. Son el tipo de bomba principal en la clase de bombas llamadas bombas "cin\u00e9ticas" y son claramente diferentes a las bombas de "desplazamiento positivo".<\/p>\n\n\n\n
Las bombas centr\u00edfugas son m\u00e1quinas accionadas hidr\u00e1ulicamente que se caracterizan por su capacidad de transmitir energ\u00eda a fluidos (en particular a l\u00edquidos) mediante el trabajo de un campo de fuerzas centr\u00edfugas. Su objetivo principal es transferir fluidos mediante un aumento de presi\u00f3n. Las bombas centr\u00edfugas pueden tener diferentes estructuras, pero su principio de funcionamiento y caracter\u00edsticas fluidodin\u00e1micas son siempre las mismas. Esquem\u00e1ticamente, las bombas centr\u00edfugas est\u00e1n formadas por un impulsor que gira dentro de la carcasa. El impulsor comprende una serie de palas, preferiblemente de dise\u00f1o radial, que transmiten energ\u00eda cin\u00e9tica al fluido que se bombea. La carcasa est\u00e1 equipada con boquillas de aspiraci\u00f3n y descarga del fluido bombeado. La boquilla de succi\u00f3n tiene un eje que corresponde con el eje de rotaci\u00f3n del impulsor, mientras que la boquilla de descarga tiene un eje normal al eje del impulsor, pero a\u00fan se encuentra en el plano que pasa por el propio eje.<\/p>\n\n\n\n
El fluido que se bombea ingresa continuamente a trav\u00e9s de la boquilla de succi\u00f3n de la bomba en el centro del impulsor. Desde aqu\u00ed se acelera en direcci\u00f3n radial hasta el borde del rodete, donde desemboca en la carcasa. La corriente de fluido se acelera por el empuje que las palas del impulsor, gracias a su curvatura, transmiten a la propia corriente. De esta forma el fluido adquiere energ\u00eda, principalmente en forma de aumento de su velocidad media (energ\u00eda cin\u00e9tica). Dentro de la carcasa, el l\u00edquido se frena adecuadamente gracias a la secci\u00f3n que crece gradualmente en la direcci\u00f3n del movimiento.<\/p>\n\n\n\n
La bomba de turbina regenerativa tiene paletas de doble fila cortadas en el borde. El impulsor gira dentro de dos revestimientos en los que se han fresado canales anulares. El l\u00edquido fluye por la succi\u00f3n y es recogido por las paletas del impulsor. Al completar casi una revoluci\u00f3n en el canal anular, el fluido desarrolla una alta velocidad y la presi\u00f3n aumenta dram\u00e1ticamente antes de ser enviado a la descarga. El l\u00edquido recircula entre las paletas del impulsor y la c\u00e1mara anular. Debido a esta acci\u00f3n, el fluido fluye siguiendo una trayectoria similar a la de un resorte helicoidal colocado en cada una de las ranuras anulares a medida que el fluido avanza. Se agrega energ\u00eda al fluido mediante una serie de impulsos de v\u00f3rtice en las paletas del impulsor, a medida que viaja desde la succi\u00f3n hasta la descarga.<\/p>\n\n\n\n
Estos impulsos tienen el mismo efecto que las etapas m\u00faltiples en una bomba centr\u00edfuga. En una bomba centr\u00edfuga multietapa, la presi\u00f3n es el resultado de la energ\u00eda agregada en cada etapa. En una bomba de turbina, se agrega presi\u00f3n a la corriente de fluido al hacerla circular muchas veces a trav\u00e9s de las paletas de un solo impulsor.<\/p>\n\n\n\n
Una de las caracter\u00edsticas m\u00e1s destacables de la bomba de turbina regenerativa son sus caracter\u00edsticas de rendimiento al bombear l\u00edquidos altamente vol\u00e1tiles. La manera en que el impulsor de la turbina imparte velocidad\/energ\u00eda al fluido, como se describi\u00f3 anteriormente, es bastante diferente de los dise\u00f1os centr\u00edfugos o de desplazamiento positivo convencionales. La acumulaci\u00f3n continua y progresiva de presi\u00f3n en una bomba de turbina regenerativa elimina esencialmente el colapso repentino de las burbujas que es la cavitaci\u00f3n destructiva.<\/p>\n\n\n\n
Una bomba de turbina puede desarrollar aproximadamente diez veces la presi\u00f3n de descarga de una bomba centr\u00edfuga con el mismo di\u00e1metro y velocidad del impulsor. La presi\u00f3n aumenta casi uniformemente alrededor del borde del impulsor. En el cubo del impulsor, la presi\u00f3n es aproximadamente la mitad de la presi\u00f3n de descarga. Esta presi\u00f3n m\u00e1s baja, m\u00e1s la presi\u00f3n de succi\u00f3n, es la que se ve en el prensaestopas. Los orificios a trav\u00e9s del impulsor mantienen el impulsor centrado para reducir el desgaste, evitar presiones desequilibradas en el impulsor y reducir el empuje final sobre los cojinetes.<\/p>\n\n\n\n
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