Carga fluidodinámica en bombas centrífugas por interacción rodete-voluta

Abstract

Las bombas centrífugas son máquinas utilizadas universalmente para el movimiento de fluidos. Estas máquinas constan esencialmente de un elemento móvil llamado rodete que proporcionan energía al fluido y de un elemento estacinario llamado voluta. El comportamiento del flujo en el interior de las bombas centrífugas es intrínsecamente no estacionario, debido tanto a su propio principio de operación como a otro tipo de fenómenos que pueden tener lugar en el flujo. Uno de estos fenómenos es el correspondiente a la interacción entre los álabes del rodete y la lengüeta de la voluta. En esta memoria se presenta un estudio de la interacción entre el rodete y la voluta en una bomba centrífuga convencional, con el objetivo final de evaluar los esfuerzos debidos a esta interacción. El trabajo incluye medidas experimentales en laboratorio y el desarrollo de un modelo numérico para la bomba estudiada. Los ensayos de laboratrio se realizaron en una bomba centrífuga convencional disponible en el laboratorio del área donde se desarrolló el trabajo, y que estaba equipada con un rodete de 0,21 m de diámetro. Se obtuvieron las curvas de prestaciones globales de la máquina y la distribución de presión estática en la cara frontal de la voluta. Para caracterizar su comportamiento no estacionario se realizaron ensayos para un amplio rango de puntos de operación y en un número suficientemente elevado de puntos de medida para obtener la distribución de presión no estacionaria alrededor del rodete. Posteriormente estas señales de presión se analizaron para determinar sus componentes frecuenciales predominantes. De forma paralela se llevaron a cabo ensayos para determinar el valor del caudal de fuga que circulaba entre la impulsión y la aspiración del rodete.