Fluctuaciones de presión en bombas centrífugas. Medidas experimentales de sus efectos estáticos y dinámicos

Resumen

El flujo en turbomáquinas constituye uno de los problemas industriales de mayor actualidad en cuanto a las aplicaciones de la Mecánica de Fluidos. En particular, el estudio del flujo en máquinas centrífugas se ha desarrollado mucho en las últimas décadas para la mejora en el transporte de agua u otros líquidos. La conducción del agua, tanto en su aplicación industrial como de distribución a poblaciones, presenta múltiples problemáticas y ha dado lugar a través de los tiempos a soluciones muy variadas. En particular, centrando el análisis en las bombas o máquinas generadoras de la energía necesaria para afrontar las diferencias de cota, las variaciones de presión y el intercambio de energía cinética, también se han estudiado numerosos aspectos. Desde un punto de vista práctico, y debido a la natural evolución buscando equipos más compactos y con mayores prestaciones, uno de los problemas más importantes que aparecen en el funcionamiento de las bombas y cuyo interés creciente ha dado lugar a extensas íneas de investigación es la interacción del flujo que sale del rodete (parte móvil) con la voluta (parte fija). En este artículo se presenta un estudio experimental sobre las consecuencias en cuanto a fluctuaciones de presión del flujo en el interior de una bomba centrífuga. Partiendo de las prestaciones globales y de las distribuciones de presión a la salida del rodete se analizan los valores de las fuerzas estáticas que se derivan de dichas distribuciones. Estas cuestiones se analizan para una geometría de una bomba comercial con flujo centrífugo o radial, sin álabes fijos en la voluta, de simple aspiración y con una única lengüeta. Como colofón, se analizan para varios puntos de funcionamiento las componentes dinámicas de las fuerzas sobre el eje del rodete. La composición de estas fuerzas dinámicas con las estáticas proporciona un dato muy valioso para el dimensionamiento, mantenimiento, diagnóstico de posibles problemas e, incluso, la fabricación del eje de la máquina.