Resumen

Objetivo: identificar y caracterizar fenómenos hidrodinámicos subsincrónicos en una bomba centrífuga de baja velocidad específica, tomando como referencia su curva característica de cuatro cuadrantes. Materiales: la bomba objeto de estudio se trató de una ITT Goulds de 1,5 HP, la cual fue instrumentada con sensores de presión, un acelerómetro, un sensor de torque y un tacómetro. La medición de flujo se hizo con un medidor de flujo ultrasonido. Métodos: análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia, en conjunto con análisis de fase, fueron usados para caracterizar componentes espectrales asociados a fenómenos hidrodinámicos como el rotating stall y el surge. Resultados y discusión: en esta investigación se propuso un método alternativo para el análisis de fase utilizando las señales de presión sin filtrar. En lo relacionado con los fenómenos hidrodinámicos, la evidencia recogida sugiere la existencia de rotating stall en varios puntos de la curva de cuatro cuadrantes, y, en el tercer cuadrante, la coexistencia de rotating stall y surge. Conclusiones: los resultados del método propuesto para el análisis de fase fueron coherentes con los del método basado en la correlación cruzada. La instrumentación y los métodos considerados en la investigación permitieron recoger evidencias para la identificación de algunos fenómenos subsincrónicos.

Introducción

Las bombas centrífugas son máquinas reversibles que, dependiendo del sentido de giro del impulsor, pueden funcionar como bombas o como turbinas. En esta última condición, las bombas se denominan Bombas funcionando como Turbinas o PaTs. Las PaTs son turbomáquinas versátiles que pueden tener muchos campos de aplicación, entre los que se pueden mencionar los siguientes: generación de electricidad en redes de distribución de acueductos y sistemas de riego, sustitución de válvulas reguladoras de presión, procesos de ósmosis inversa y sustitución de dispositivos de estrangulamiento en sistemas industriales y almacenamiento de energía en microescala. La caracterización de una bomba con la curva de cuatro cuadrantes permite conocer el comportamiento de la turbomáquina en todos sus modos de funcionamiento e identificar aquellas zonas de operación donde pueden producirse fenómenos hidrodinámicos.

Fenómenos hidrodinámicos como el Rotating Stall (RS) pueden afectar al rendimiento de las turbomáquinas en términos de reducción del rendimiento, presencia de pulsos de alta presión y aumento del nivel de vibraciones. A pesar de que el inicio de la entrada en pérdida rotativa no se ha comprendido completamente, el fenómeno muestra dos características ampliamente mencionadas en la literatura científica. En primer lugar, aparece en condiciones fuera de diseño y, en segundo lugar, es un fenómeno subsíncrono.

• Materias:Hidrodinámica Bombas centrí­fugas Simulación de fluidos
• Subjects:Hydrodynamics Centrifugal pumps Fluid simulation
• Palabras claves:análisis de fase, análisis espectral, fenómenos subsincrónicos, surge, rotating stall
• Keywords:Phase analysis, spectral analysis, subsynchronous phenomena, surge, rotating stall