Las bombas centrífugas son dispositivos cinéticos que imparten energía continuamente al fluido que pasa a través de ellas, nominalmente diseñadas alrededor de un flujo deseado y un punto de altura llamado el punto de mejor eficiencia (BEP). Dado que el BEP es un punto específico, es poco probable que encuentre una aplicación que coincida exactamente con él. Por lo tanto, existen pautas para establecer un rango operativo preferido (ventana) a cada lado del BEP. Para la mayoría de las situaciones, el rango operativo preferido está entre el 70% y el 110% del BEP con un rango adicional permisible a tasas de flujo bajas.
Los factores que contribuyen a estos límites ampliamente aceptados incluyen límites térmicos, estrés mecánico, recirculación de flujo y requisitos de altura neta de succión positiva.
Límites térmicos
El diseño físico del impulsor y la carcasa, que están fijos en su diseño, logran una eficiencia óptima en el BEP. A medida que la bomba opera fuera de este punto, la eficiencia disminuye a medida que se acumulan las pérdidas. La mayor parte de esta energía perdida se convierte en calor, lo que puede convertirse en un problema importante en condiciones de ausencia de flujo. En particular, las bombas de mayor velocidad y tamaño más pequeño son particularmente propensas a condiciones de flujo muy bajo o nulo que aumentan rápidamente la temperatura del fluido.
Estres mecanico
Para mantener una huella compacta, la mayoría de las bombas centrífugas utilizan un diseño de voluta única. Si bien es ventajoso por el tamaño y, por lo tanto, el costo, el diseño de una sola voluta está naturalmente desequilibrado en el desarrollo de la presión y, por lo tanto, crea una carga radial neta en el elemento giratorio. Esta carga o fuerza radial neta aumenta significativamente a medida que el punto de operación se desvía del BEP.
Recirculación de flujo
El fluido siempre sigue el camino de menor resistencia. Cuando la bomba está funcionando en el BEP, el fluido pasa a través de las paletas del impulsor con una interrupción mínima. A medida que el punto de operación cambia a condiciones más bajas que las de diseño, las interrupciones aumentan con áreas de recirculación que comienzan dentro de los conductos del impulsor. En líquidos limpios, esta condición puede tolerarse. Cuando hay sólidos presentes, estas bolsas de recirculación aceleran el desgaste y el impulsor falla prematuramente.
Altura de succión positiva neta requerida (NPSHr)
NPSHr es un tema a menudo incomprendido y merece una discusión por sí solo (para una publicación posterior). En resumen, es el exceso de presión por encima de la presión de vapor del fluido que se requiere en el ojo del impulsor para evitar la cavitación. Todas las bombas centrífugas tienen un perfil de NPSHr, que aumenta a medida que se empuja más flujo a través de la bomba, lo cual es ampliamente conocido y apreciado. Lo que se informa o comenta con menos frecuencia es que la NPSHr también aumenta significativamente a medida que el flujo cae hacia cero.
Flujo bajo
