Causas de airlock em bombas centrífugas e medidas preventivas; a diferença entre airlock e cavitação.

As bombas centrífugas, como equipamentos cruciais para o transporte de fluidos, são essenciais para a estabilidade da produção industrial devido ao seu funcionamento eficiente e confiável. No entanto, a obstrução de ar muitas vezes leva à diminuição do desempenho da bomba ou até impede a partida normal. Airlock é um problema de dinâmica de fluidos causado pelo acúmulo de gás em uma área localizada dentro da bomba, manifestando-se normalmente como fluxo de fluido interrompido e perda de capacidade de bombeamento. Embora a câmara de ar seja relativamente comum em aplicações práticas, muitas vezes é confundida com cavitação. Para melhor compreender e abordar esta questão, este artigo analisa sistematicamente as causas da câmara de descompressão e as suas diferenças essenciais em relação à cavitação, e propõe medidas preventivas eficazes.

 

 

• Causas de bloqueio de ar em bombas centrífugas

Causas do bloqueio de ar em bombas centrífugas O bloqueio de ar ocorre quando o gás se acumula dentro da câmara da bomba, obstruindo o fluxo normal do líquido. As principais causas incluem:

 

1. Remoção incompleta de gás da bomba

Antes de ligar a bomba centrífuga, uma certa quantidade de gás pode permanecer dentro da bomba. Se este gás não for completamente removido durante a partida, ele se acumulará em pontos altos da bomba ou próximo ao impulsor, formando uma câmara de ar. Isto é particularmente comum durante a inicialização ou reinicialização após o desligamento.

2. Projeto inadequado do tubo de sucção

O design do tubo de sucção tem um impacto significativo na formação de eclusas de ar. Se houver pontos altos na tubulação de sucção, o gás tende a se acumular ali e entrar na câmara da bomba. Além disso, tubos excessivamente longos ou com diâmetro insuficiente podem reduzir a velocidade do fluxo de líquido, facilitando a precipitação e acumulação de gás.

3. Precipitação de gases dissolvidos no líquido

Quando a pressão local dentro da bomba cai abaixo da pressão na qual os gases dissolvidos precipitam, os gases dissolvidos precipitarão como bolhas. Estas bolhas podem acumular-se dentro da bomba, formando eventualmente uma câmara de ar.

4. Operação inadequada

A operação inadequada também pode causar uma eclusa de ar. Por exemplo, deixar de realizar a escorva adequada antes de ligar a bomba ou fechar repentinamente a válvula de sucção enquanto a bomba está funcionando pode fazer com que o gás entre na bomba e forme uma câmara de ar.

5. Altura de instalação da bomba muito alta

Se a bomba for instalada a uma altura que exceda a altura manométrica de sucção permitida da linha de sucção, a pressão de sucção negativa poderá causar a precipitação e o acúmulo de gás, criando assim uma câmara de ar.

 

• Medidas para evitar bloqueio de ar

Para prevenir eficazmente o airlock, as seguintes medidas podem ser tomadas:

 

1. Otimize o projeto da tubulação de sucção

O projeto da tubulação de sucção deve evitar pontos altos tanto quanto possível e garantir que a tubulação seja curta, reta e tenha um diâmetro suficientemente grande para reduzir a possibilidade de liberação de gás devido à diminuição da velocidade do fluxo.

2. Exauste completamente o gás

Antes de ligar a bomba, remova completamente todo o gás do corpo da bomba através da válvula de escape para garantir que a bomba esteja cheia de líquido. Além disso, durante o funcionamento da bomba, verifique e remova regularmente qualquer gás acumulado.

3. Controle a altura de instalação da bomba

A altura de instalação da bomba deve estar dentro da faixa de altura de sucção permitida para evitar pressão negativa de sucção excessiva que leve à liberação de gás.

4. Melhorar os procedimentos operacionais

Os operadores devem seguir rigorosamente os procedimentos operacionais para inicialização e operação da bomba. Por exemplo, certifique-se de que a válvula de sucção esteja totalmente aberta antes da inicialização e evite fechar repentinamente a válvula de sucção.

5. Use dispositivos anti-airlock

Em certas situações críticas, válvulas de exaustão automáticas ou outros dispositivos anti{0}}airlock podem ser instalados em pontos altos da bomba para remover automaticamente o gás da bomba e evitar airlock.

 

• A diferença entre airlock e cavitação

Embora a câmara de ar e a cavitação compartilhem algumas semelhanças em suas manifestações, suas causas e mecanismos de ação diferem significativamente.

 

1. Diferentes causas

Uma eclusa de ar é causada pelo acúmulo de gás em uma área localizada dentro da bomba, obstruindo o fluxo do líquido. A cavitação, por outro lado, ocorre quando a pressão local dentro da bomba cai abaixo da pressão de vapor do líquido, fazendo com que o líquido vaporize e forme bolhas. Quando essas bolhas estouram em áreas de alta-pressão, elas liberam energia, causando danos ao equipamento.

2. Diferentes áreas afetadas

A obstrução de ar normalmente ocorre em pontos altos na câmara da bomba ou perto do impulsor, afetando principalmente o fluxo do líquido. A cavitação ocorre principalmente na entrada do impulsor ou em outras áreas-de baixa pressão, e seu efeito destrutivo se manifesta principalmente como o impacto e a erosão das superfícies do equipamento pelo estouro de bolhas.

3. Diferentes Manifestações

A principal manifestação de uma eclusa de ar é a diminuição do fluxo da bomba ou a perda completa da capacidade de bombeamento. A cavitação, além de causar potencialmente uma diminuição no desempenho da bomba, também se manifesta como aumento do ruído e vibração da bomba, acompanhado de erosão e desgaste na superfície da pá do impulsor.

4. Diferentes métodos de tratamento

O principal método de tratamento para uma câmara de descompressão é remover o gás da bomba, por exemplo, ventilando-o através de uma válvula de escape. Para resolver a cavitação, é necessário aumentar a pressão de sucção da bomba, por exemplo, diminuindo a altura de instalação da bomba, reduzindo a velocidade da bomba, adicionando um indutor ou instalando uma bomba auxiliar.

 

A ocorrência de airlock em bombas centrífugas está intimamente relacionada ao acúmulo de gás dentro da bomba. Suas causas incluem remoção incompleta de gás da câmara da bomba, projeto inadequado da tubulação de sucção e precipitação de gases dissolvidos do líquido. A obstrução de ar pode ser efetivamente evitada projetando-se uma tubulação de sucção adequada, garantindo ventilação adequada e controlando a altura de instalação da bomba. Embora a câmara de ar e a cavitação compartilhem algumas semelhanças em suas manifestações, suas causas e mecanismos de ação são significativamente diferentes. Distinguir corretamente entre airlock e cavitação e tomar medidas preventivas e corretivas direcionadas é crucial para garantir a operação confiável das bombas centrífugas.

Com base na análise acima e no apoio da literatura, este artigo fornece uma base teórica abrangente e orientação prática para a compreensão e solução do problema de airlock em bombas centrífugas, na esperança de fornecer uma referência para pesquisas e aplicações de engenharia em áreas relacionadas.