Suas perguntas respondidas: Projeto de cárter de turbina vertical

Jimmy Scroggins, especialista em treinamento técnico da Grundfos Pumps Corp. em Lubbock, Texas, abordou questões não respondidas do webcast "Vertical Turbine Sump Design" de 21 de outubro de 2015.

P: Qual é a sua experiência em testes de análise de vibração para bombas de turbina vertical quando o motor é montado na lateral do conjunto da bomba vertical?

Jimmy Scroggins: Em meus mais de 20 anos de experiência, nunca vi um motor montado na lateral de uma bomba de turbina vertical. Já vi aplicações horizontais em que tanto o motor quanto a bomba são horizontais e, nisso, os cálculos de frequência reed foram bastante diretos. A melhor aposta seria usar uma análise de elementos finitos (FEA) para determinar as frequências de ressonância natural da combinação driver/bomba em comparação com as velocidades de trabalho. Eu me certificaria de ter bons modelos 3D (formatos IGS ou STP) da bomba, fundação, motor e tubulação anexada com suportes para dar ao engenheiro ou empresa que conduz o FEA (economiza tempo e dinheiro).

P: Nos cálculos disponíveis de NPSH, quais são os valores típicos para Ha, Hst e Hfs que garantem o NPSH ideal necessário?

Scroggins: Esses valores variam amplamente com base em vários fatores:

P: Que etapas você recomendaria ao adaptar uma nova bomba a uma instalação existente, onde a instalação está em operação há muitos anos e as mesmas bombas não estão mais disponíveis?

Scroggins: Esta é uma situação complicada. Esperançosamente, você pode obter uma lista de materiais - especialmente um desenho de arranjo geral - e qualquer outra coisa que seria fornecida em um pacote de envio típico. Observe que muitos fabricantes de bombas fornecem impulsores e rolamentos de bronze vermelho com chumbo em um passado não muito distante, mas podem não oferecer mais esses mesmos materiais. Se você não tiver os dados de envio, convém tratá-lo como um novo aplicativo e solicitar dados de instalação, como dimensões do poço, dados elétricos, informações de bombeamento (para obter os materiais corretos da bomba) e quaisquer requisitos especiais de projeto (paralelo operação, VFD, pontos de projeto secundários e terciários, cabeça de fechamento e limites de fluxo de saída, etc). Boa sorte.

P: A Grundfos possui software de análise de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para auxiliar os engenheiros na análise do projeto da estrutura de admissão?

Scroggins: Sim, temos. Contacte o seu vendedor ou distribuidor.

P: Em quais casos devemos usar uma bomba de lata?

Scroggins: As bombas de lata são fantásticas para aplicações de baixo NPSHA e alta pressão. Você pode (trocadilho intencional) aumentar o NPSHA simplesmente alongando o conjunto lata-e-coluna para espremer mais Hst do aplicativo quando confrontado com aplicativos de baixo NPSH. Além disso, a lata serve como um dispositivo de pressão secundária, poupando material especial e tigelas de geometria em aplicações de alta pressão (a pressão dentro da lata ajuda a compensar a pressão produzida pelo conjunto da tigela).

P: Por que sempre usamos um supressor de vórtice como filtro nas bombas de lata?

Scroggins: A quantidade de espaço entre o fundo da lata e a borda do sino é muito limitada em uma aplicação do tipo lata. Um filtro de cesta comum geralmente é muito longo e projetado para caber em um reservatório aberto. Além disso, ANSI/HI e AWWA determinam o tamanho do filtro de cesta, tornando-os incômodos em uma aplicação do tipo lata. ANSI/HI permite que um filtro de cesta muito curto seja usado em aplicações de latas - o que você chamou corretamente de supressor de vórtice. Aplicações de latas, sem palhetas de endireitamento, tendem a permitir que o bombeamento gire durante a operação e alimentará o dispositivo de sucção em uma área, o que cria problemas hidraulicamente para a bomba com vórtices subterrâneos e pré-redemoinho. O supressor de vórtice interrompe o fluxo ao entrar na sucção da bomba, reduzindo ou eliminando vórtices e redemoinhos (menos ruído, menos desperdício de movimento, melhor fluxo, melhor eficiência, menos vibração, etc.).

P: Qual é a análise preferida do poço da bomba: modelagem em escala física ou CFD?

Scroggins: Se o dinheiro não é problema e há muito tempo para um modelo em escala física, é o melhor. Caso contrário, a análise CFD funciona muito bem com líquidos claros como água sem sólidos suspensos. Um CFD não é barato (geralmente $ 5 a $ 15.000), mas é muito mais barato do que um modelo em escala. Espero que ajude.