Como funciona uma bomba centrífuga de polpa?

Como a maioria das bombas, uma bomba centrífuga converte a energia mecânica de um motor em energia de um fluido em movimento; parte da energia vai para a energia cinética do movimento do fluido e parte para a energia potencial, representada pela pressão do fluido ou pela elevação do fluido contra a gravidade para um nível mais alto.

Para obter mais detalhes sobre este tópico, consulte Compressor centrífugo.
A transferência de energia da rotação mecânica do impulsor para o movimento e pressão do fluido é geralmente descrita em termos de força centrífuga, especialmente em fontes mais antigas escritas antes do conceito moderno de força centrífuga como uma força fictícia em um referencial rotativo. bem articulado. O conceito de força centrífuga não é realmente necessário para descrever a ação da bomba centrífuga.

Na bomba centrífuga moderna, a maior parte da conversão de energia se deve à força externa que as pás curvas do rotor transmitem ao fluido. Invariavelmente, parte da energia também empurra o fluido em um movimento circular, e esse movimento circular também pode transmitir alguma energia e aumentar a pressão na saída. A relação entre esses mecanismos foi descrita, com a típica concepção mista de força centrífuga conhecida como aquela época, em um artigo de 1859 sobre bombas centrífugas, para chegar assim por um método mais simples do que aquele dado a uma ideia geral do modo de ação. do redemoinho externo para melhorar a eficiência da bomba centrífuga, é necessário apenas considerar que a massa de água girando na câmara do redemoinho, em torno da circunferência da roda, deve necessariamente exercer uma força centrífuga, e que esta força centrífuga pode prontamente deve se somar à força externa gerada dentro da roda; ou, em outras palavras, ir aumentar a potência de bombeamento da roda. A força externa gerada dentro da roda deve ser entendida como sendo produzida inteiramente pelo meio da força centrífuga se as palhetas da roda forem retas e radiais; mas se forem curvas, como é mais comumente o caso, a força externa é parcialmente produzida por meio da força centrífuga e parcialmente aplicada pelas palhetas à água como um componente radial da pressão oblíqua, que, em consequência de sua obliquidade ao raio, eles se aplicam à água conforme ela se move para fora ao longo deles. Sobre este assunto, é bom observar que enquanto a quantidade de água feita para passar por uma determinada bomba com palhetas curvas é perfeitamente variável no prazer, quanto menor se torna a quantidade, mais próxima será a força gerada dentro da roda para impulsionar a água para fora se tornará força puramente centrífuga, e mais próxima se tornará a bomba do que o nome normalmente dado a ela pareceria indicar - uma bomba puramente centrífuga. Quando, no entanto, uma bomba centrífuga com palhetas curvadas para trás nas formas que são normalmente usadas em exemplos bem construídos da máquina, é acionada a uma velocidade consideravelmente acima do requisito meramente para superar a pressão da água e causar elevação ou propulsão para começar, o componente radial da força aplicada à água pelas palhetas se tornará considerável, e a água que sai da circunferência da roda terá uma velocidade menor do que a da circunferência da roda em um grau com alguma importância real em prática.

A afirmação "a massa de água ... deve necessariamente exercer uma força centrífuga" é interpretável em termos da força centrífuga reativa - a força não é uma força externa na água, mas sim uma força externa exercida pela água, na carcaça da bomba (a voluta) e na água no tubo de saída. A pressão de saída é um reflexo da pressão que aplica a força centrípeta que curva o caminho da água para se mover circularmente dentro da bomba (no espaço logo fora do rotor, o redemoinho externo como este autor o chama). Por outro lado, a afirmação de que a "força externa gerada dentro da roda deve ser entendida como sendo produzida inteiramente pelo meio da força centrífuga" é melhor entendida em termos de força centrífuga como uma força fictícia no quadro de referência do impulsor rotativo; as forças reais na água são internas ou centrípetas, uma vez que essa é a direção da força necessária para fazer a água se mover em círculos. Essa força é fornecida por um gradiente de pressão que é formado pela rotação, onde a pressão externa, na parede da voluta, pode ser tomada como uma força centrífuga reativa. Isso é típico da escrita do século 19 e do início do século 20, misturar essas concepções de força centrífuga em descrições informais de efeitos como o da bomba centrífuga.


Horário da postagem: 23 de janeiro de 2021