Princípio de construção e funcionamento da bomba centrífuga
De acordo com a física, um objeto em movimento circular está sujeito à força centrífuga. Se a força centrípeta for insuficiente ou perdida, o objeto voará ao longo da direção tangente da circunferência devido à inércia, formando o chamado movimento centrífugo. As bombas centrífugas funcionam utilizando esse movimento centrífugo inercial.
Diagrama esquemático da estrutura básica de bombas centrífugas de estágio único comumente usadas em engenharia de abastecimento de água e drenagem. Seus principais componentes de trabalho são o impulsor 1, a carcaça da bomba de voluta 2 e o eixo da bomba 3 que aciona a rotação do impulsor. A porta de sucção da carcaça da bomba em forma de caracol está conectada ao tubo de sucção 4 da bomba de água e a saída está conectada ao tubo de pressão 7 da bomba de água. O impulsor com pás curvas é instalado em uma carcaça fixa da bomba e a entrada do impulsor é conectada ao tubo de sucção da bomba d'água. Antes de iniciar o bombeamento, encha a bomba e o tubo de sucção com água. Quando a máquina elétrica aciona o impulsor para girar em alta velocidade através do eixo da bomba,
A água no impulsor gira em alta velocidade junto com o impulsor. Devido à coesão insuficiente da água e à força de atrito entre as pás e a água para formar uma força centrípeta que mantém o movimento rotacional do fluxo de água, o fluxo de água no impulsor flui gradualmente em direção à borda externa do impulsor, é jogado para fora do impulsor e entra na carcaça da bomba e, em seguida, flui para o tubo de pressão da bomba de água através do tubo do cone de difusão. É transportado para a rede de dutos através do tubo de pressão. Ao mesmo tempo, um vácuo é formado no centro do impulsor devido à saída da água e a pressão atmosférica atua na superfície da piscina de sucção. A água no tubo de sucção flui continuamente para o impulsor ao longo do tubo de sucção sob esta diferença de pressão. A rotação contínua do impulsor faz com que a água seja constantemente expulsa e sugada, formando o fornecimento contínuo de água da bomba centrífuga.
Conforme mencionado acima, o processo de funcionamento de uma bomba centrífuga é na verdade um processo de transferência e conversão de energia. Ele converte a energia mecânica da máquina em energia cinética e energia de pressão do fluido que está sendo transportado. No processo de transferência e conversão de energia, há inevitavelmente muitas perdas de energia, e quanto maior a perda, menor será a eficiência do trabalho e pior será o desempenho da bomba.
Principais componentes da bomba centrífuga
Uma bomba centrífuga é composta por muitos componentes. Tomando como exemplo uma bomba centrífuga de sucção única de estágio único, discutiremos as funções, materiais e composição de cada componente principal.
1, impulsor
O impulsor, também conhecido como roda de trabalho ou roda rotativa, é utilizado para transferir a energia mecânica da máquina para o líquido que está sendo bombeado, aumentando a energia do fluido que flui através do impulsor. Ao selecionar os materiais do impulsor, além de considerar a resistência mecânica sob força centrífuga, a resistência ao desgaste e à corrosão do material também deve ser levada em consideração. Atualmente, os impulsores são feitos principalmente de ferro fundido, aço fundido e bronze.
O impulsor é dividido em dois tipos de acordo com sua estrutura: sucção simples e sucção dupla. Ele absorve água de um lado e as placas de cobertura dianteira e traseira do impulsor são assimétricas. O impulsor de sucção única é usado para bombas centrífugas de sucção única. Impulsor de dupla sucção, absorve água em ambos os lados e a tampa do impulsor é simétrica. As bombas centrífugas de sucção dupla usam impulsores de sucção dupla, que possuem uma grande vazão e podem equilibrar automaticamente as forças axiais.
O impulsor é dividido em três formas com base na sua placa de cobertura: fechado, aberto e semiaberto. Um impulsor com duas placas de cobertura é denominado impulsor fechado. Entre as placas de cobertura existem 6-12 lâminas que se dobram para trás. Este tipo de impulsor possui alta eficiência e é amplamente utilizado. Um impulsor com apenas uma placa de cobertura traseira e nenhuma placa de cobertura frontal é chamado de impulsor semiaberto. Um impulsor com apenas pás e sem placa de cobertura é chamado de impulsor aberto. Os impulsores semiabertos e abertos têm menos pás, geralmente apenas 2? 5 peças, estes dois tipos de impulsores têm menor eficiência em comparação com impulsores fechados e são adequados para 6
Descarga de líquidos contaminados ou que contenham grande quantidade de partículas sólidas.
2, eixo da bomba
A função do eixo da bomba é apoiar e fazer o impulsor girar, transferindo a energia da máquina para o impulsor. É necessário que a extremidade do eixo da bomba centrífuga horizontal seja reta e tenha resistência e rigidez suficientes para evitar oscilação do impulsor causada pela flexão do eixo durante a operação da bomba, o que pode causar danos ao impulsor e à carcaça da bomba devido ao desgaste. O eixo da bomba é geralmente feito de aço carbono ou aço inoxidável. Uma extremidade do eixo da bomba é fixada ao impulsor com uma chave plana e uma porca reversa, garantindo que o impulsor seja apertado durante a rotação; Em bombas d'água de grande e médio porte, a posição axial do impulsor é localizada por meio de buchas do eixo e porcas que apertam as buchas do eixo. Instale um acoplamento na outra extremidade do eixo da bomba.
3, Carcaça da bomba
A carcaça da bomba centrífuga tem o formato de uma concha de caracol que contém e transporta líquidos. Consiste em uma tampa de bomba e um corpo de caracol. A tampa da bomba é a câmara de sucção da bomba, que funciona para guiar uniformemente a água no tubo de sucção em direção ao impulsor com perdas mínimas. De acordo com a estrutura, as câmaras de sucção podem ser divididas em câmaras de sucção cônicas retas, câmaras de sucção anulares e câmaras de sucção semi-espirais. O corpo do caracol é composto por uma câmara de caracol e um cone difusor. A principal função da câmara do caracol é coletar o fluxo de água expelido pelo impulsor e manter uma velocidade constante do fluxo de água na câmara do caracol, aumentando continuamente sua seção transversal de fluxo, a fim de reduzir a perda de carga. Depois de ser descarregada da câmara do caracol, a água flui para o tubo de pressão através do tubo cônico de difusão. A função do tubo cônico de difusão é reduzir a velocidade do fluxo de água e converter parte da energia cinética do fluxo de água em energia de pressão.
Existem dois furos nos flanges de entrada e saída da carcaça da bomba, que são usados para instalar medidores de vácuo e medidores de pressão para medir a pressão de entrada e saída da bomba. A parte superior da carcaça da bomba está equipada com um orifício para enchimento de água (ou extração de ar), que é usado para encher água ou extrair ar da carcaça da bomba antes de ligar a bomba d'água. A parte inferior da carcaça da bomba está equipada com um orifício de drenagem para esvaziar a água acumulada no interior da bomba após a parada, para evitar congelamento no inverno. A parte inferior da carcaça da bomba está equipada com orifícios para parafusos para fixação na fundação. Exceto os orifícios dos parafusos que fixam a bomba d'água, outros orifícios dos parafusos precisam ser tapados com tampões roscados quando a bomba d'água não estiver em uso temporariamente.
Entre os componentes acima, o impulsor e o eixo da bomba são as partes rotativas de uma bomba centrífuga vertical, enquanto a carcaça da bomba é um componente fixo. Existem três junções entre estes dois: o dispositivo de vedação do eixo entre o eixo da bomba e a carcaça da bomba, o anel redutor de vazamento na junta entre o impulsor e a parede interna da carcaça da bomba e o rolamento na conexão rotativa entre a bomba eixo e a sede da bomba.