No campo de máquinas de fluidos, bombas de fluxo misto ebombas centrífugassão dois tipos comuns de bombas. Eles desempenham papéis importantes em muitos campos industriais e civis. Compreender suas diferenças essenciais é crucial para selecionar e usar esses dispositivos corretamente.
1, Diferenças estruturais
(1) Estrutura do impulsor
Bomba de fluxo misto
O formato do impulsor de uma bomba de fluxo misto está entre o de uma bomba centrífuga e o de uma bomba de fluxo axial. Suas pás são torcidas, tanto com a extensão radial das pás da bomba centrífuga quanto com a extensão axial das pás da bomba de fluxo axial. Este formato de lâmina faz com que o fluido da bomba de fluxo misto seja submetido a forças centrífugas e axiais durante a operação. Por exemplo, alguns impulsores comuns de bombas de fluxo misto têm ângulos de posicionamento de saída das pás geralmente entre 20 graus e 60 graus, o que pode afetar as características de desempenho da bomba de fluxo misto.
As pás do impulsor das bombas centrífugas são geralmente radiais ou curvadas para trás. As pás geram principalmente força centrífuga, que lança o fluido do centro do impulsor em direção à borda do impulsor. O ângulo de colocação da saída da lâmina do impulsor da bomba centrífuga é geralmente superior a 90 graus, e alguns até próximo de 180 graus, o que permite que o fluido obtenha uma grande força centrífuga no impulsor.
(2) Estrutura do corpo da bomba
Bomba de fluxo misto
O corpo da bomba das bombas de fluxo misto é principalmente uma estrutura de voluta, mas em comparação com a voluta das bombas centrífugas, sua área de garganta é maior. Esta estrutura ajuda a equilibrar melhor as forças radiais e axiais durante o fluxo de fluido, ao mesmo tempo que se adapta às características do fluxo de fluido radial e axial em bombas de fluxo misto. Além disso, a entrada e a saída das bombas de fluxo misto geralmente estão no mesmo eixo ou possuem um determinado ângulo para se adaptarem aos diferentes requisitos de instalação e operação.
O corpo da bomba centrífuga também é principalmente uma estrutura em voluta, mas a área da garganta é relativamente pequena. A entrada de uma bomba centrífuga geralmente está localizada na lateral do corpo da bomba e a saída está localizada na parte superior ou lateral do corpo da bomba, o que é diferente do layout das tubulações de entrada e saída de uma bomba de fluxo misto.
2, Diferenças nos Princípios de Trabalho
(1) Princípio de funcionamento da bomba de fluxo misto
Conversão de energia
Quando uma bomba de fluxo misto está em operação, o impulsor gira para impulsionar o movimento do fluido. Devido ao formato torcido das pás, o fluido sofre um efeito combinado de forças centrífugas e axiais no impulsor. A força centrífuga faz com que o fluido se mova em direção à borda do impulsor, enquanto a força axial empurra o fluido para fluir na direção axial. Durante este processo, tanto a energia cinética quanto a energia de pressão do fluido aumentam. À medida que o fluido flui do centro para a borda do impulsor, sua velocidade aumenta gradualmente e a pressão também aumenta gradualmente.
Trajetória de fluxo
A trajetória do fluxo de fluido em uma bomba de fluxo misto é um fluxo oblíquo entre as direções radial e axial. Depois de entrar no impulsor pela entrada, o fluido flui ao longo do canal inclinado da pá. Ao fluir para fora do impulsor, existem componentes de velocidade radial e axial.
(2) Princípio de funcionamento da bomba centrífuga
Conversão de energia
As bombas centrífugas dependem principalmente da força centrífuga gerada pela rotação do impulsor para funcionar. Quando o impulsor gira em alta velocidade, o fluido é lançado em direção à borda do impulsor sob a ação da força centrífuga. Durante este processo, a velocidade do fluido aumenta e a pressão também aumenta de acordo. As bombas centrífugas convertem principalmente a entrada de energia mecânica do impulsor em energia cinética e energia de pressão do fluido, com o aumento da energia cinética sendo responsável por uma grande proporção, e então convertem a energia cinética em energia de pressão através de componentes como a voluta.
Trajetória de fluxo
A trajetória do fluxo de fluido dentro de uma bomba centrífuga é radial. O fluido é lançado do centro do impulsor em direção à borda do impulsor e, em seguida, muda gradualmente de direção ao longo do canal voluta do corpo da bomba, fluindo para fora da saída.
3, Diferenças nas características de desempenho
(1) Características de fluxo e altura manométrica
Bomba de fluxo misto
A vazão das bombas de fluxo misto é relativamente grande, geralmente entre 100-10.000 metros cúbicos por hora, dependendo do modelo e das especificações da bomba. O alcance da cabeça é relativamente estreito, geralmente entre 10-100 metros. A curva da altura manométrica de uma bomba de fluxo misto é relativamente plana e, dentro de uma certa faixa de altura manométrica, o impacto das mudanças de fluxo na altura manométrica é relativamente pequeno.
A faixa de vazão das bombas centrífugas também é muito ampla, variando de alguns metros cúbicos por hora a milhares de metros cúbicos por hora. A faixa de altura manométrica das bombas centrífugas é ampla, variando de alguns metros a várias centenas de metros. A curva da altura manométrica de uma bomba centrífuga geralmente apresenta um formato de protuberância, com alta eficiência próxima ao ponto excelente de operação. Depois de se desviar do ponto operacional excelente, a eficiência diminuirá rapidamente.
(2) Eficiência
Bomba de fluxo misto
As bombas de fluxo misto têm maior eficiência em condições de fluxo médio e altura manométrica elevada. Devido às características de sua estrutura e princípio de funcionamento, as bombas de fluxo misto podem efetivamente converter a energia de entrada em energia efetiva do fluido ao lidar com altas vazões e certos requisitos de altura manométrica, com uma eficiência geralmente atingindo cerca de 70% -85%.
A eficiência das bombas centrífugas na zona de alta-eficiência também é relativamente alta, geralmente atingindo cerca de 80% -90%. Mas quando a vazão e a altura manométrica se desviam do ponto operacional ideal, a eficiência diminui rapidamente. Por exemplo, quando a vazão está abaixo de 50% do ponto de operação ideal, a eficiência da bomba centrífuga pode diminuir para menos de 50%.
(3) Desempenho de cavitação
Bomba de fluxo misto
O desempenho de cavitação das bombas de fluxo misto é relativamente baixo. Devido à alta vazão de entrada e ao grande ângulo de entrada da pá das bombas de fluxo misto, é provável que ocorra cavitação na entrada da pá. Especialmente sob condições de baixa queda e alto fluxo, os problemas de cavitação são mais graves.
O desempenho de cavitação das bombas centrífugas é relativamente bom. O ângulo de entrada das pás da bomba centrífuga é relativamente pequeno e a vazão de entrada é relativamente lenta, o que pode reduzir a ocorrência de cavitação até certo ponto. No entanto, as bombas centrífugas também podem apresentar problemas de cavitação em grandes altitudes, altas temperaturas ou condições de sucção inadequadas.
4, Diferença no escopo de aplicação
(1) Escopo de aplicação da bomba de fluxo misto
Engenharia hidráulica
As bombas de fluxo misto são amplamente utilizadas em engenharia de irrigação e drenagem. Por exemplo, em sistemas de irrigação agrícola de grande-escala, as bombas de fluxo misto podem elevar a água da fonte para uma posição mais elevada e depois transportá-la para várias terras agrícolas através de canais. Em termos de drenagem, bombas de fluxo misto podem ser utilizadas para remover alagamentos, especialmente em áreas com terreno relativamente plano. As bombas de fluxo misto podem descarregar efetivamente a água acumulada.
Abastecimento urbano de água
Em alguns projetos de captação e desvio de água bruta de algumas cidades, as bombas de fluxo misto também podem ser usadas para transportar água da fonte de água para estações de tratamento de água ou redes urbanas de abastecimento de água. Especialmente quando são necessárias uma grande vazão e altura manométrica moderada, uma bomba de fluxo misto é uma escolha mais econômica.
(2) Escopo de aplicação da bomba centrífuga
Setor industrial
As bombas centrífugas são amplamente utilizadas em indústrias como química, petróleo e energia. Na indústria química, as bombas centrífugas podem ser usadas para transportar vários meios químicos, como ácidos, bases, soluções salinas, etc. Na indústria do petróleo, as bombas centrífugas podem ser usadas para processos como transporte de petróleo bruto e injeção de água. Na indústria de energia, bombas centrífugas podem ser usadas para fornecer água de resfriamento circulante, etc.
Campo de construção
As bombas centrífugas desempenham um papel importante na construção de sistemas de abastecimento de água e drenagem. Por exemplo, no sistema de abastecimento de água de edifícios-altos, as bombas centrífugas podem elevar a água da piscina no nível inferior até o tanque-de água do arranha-céu para atender às necessidades de água dos usuários. No sistema de proteção contra incêndio, as bombas centrífugas também são importantes equipamentos de abastecimento de água, capazes de fornecer volume e pressão de água suficientes em caso de incêndio.
Em resumo, existem diferenças essenciais entre bombas de fluxo misto e bombas centrífugas em termos de estrutura, princípio de funcionamento, características de desempenho e escopo de aplicação. Em aplicações práticas, é necessário escolher uma bomba de fluxo misto ou bomba centrífuga razoavelmente com base em condições operacionais específicas, como vazão, altura manométrica, propriedades do líquido e outros fatores. Para situações com vazões altas, altura manométrica média e requisitos não particularmente altos de desempenho de cavitação, as bombas de fluxo misto são uma boa escolha; Para condições de trabalho com uma ampla faixa de vazão e altura manométrica, requisitos de alta eficiência e sensibilidade ao desempenho de cavitação, as bombas centrífugas têm mais vantagens.