Erosión de sedimentos de una bomba centrífuga durante los procesos de arranque y parada considerando el flujo transitorio en la estación de bombeo
Autores: Zhao, Weiguo; Fan, Yahui; Fan, Honggang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Erosión de sedimentos de una bomba centrífuga durante los procesos de arranque y parada considerando el flujo transitorio en la estación de bombeo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Erosión
Bomba centrífuga
Tasas de flujo
Impulsor
Sedimento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio empleó el método de Euler-Lagrange y el modelo de erosión de Oka para simular numéricamente la erosión de sedimentos en una bomba centrífuga durante los procesos de arranque y apagado. Con un tamaño de partícula de sedimento de 0.25 mm y una concentración de 0.135 kg/m3, se analizaron las características de distribución de la erosión considerando el flujo transitorio en la estación de bombeo. Los resultados revelan que el impulsor sufre la erosión más severa, y el área de erosión se ve afectada por la tasa de flujo. A altas tasas de flujo, debido a las fuerzas inerciales y centrífugas, la erosión se concentra cerca de la cubierta en la salida de las palas. A bajas tasas de flujo, los vórtices generados dentro de los pasajes del impulsor hacen que las partículas impacten en la sección media de las palas, resultando en erosión en esa área. En la sección de entrada, la erosión ocurre principalmente en la superficie de la pared exterior con una severidad relativamente baja a altas tasas de flujo, mientras que los vórtices que ocurren en la salida a bajas tasas de flujo intensifican la erosión localizada. Además, debido al efecto de histéresis del flujo, la erosión durante el proceso de arranque es más severa que durante el proceso de apagado. En la zona de palas guía fijas, a altas tasas de flujo, la erosión se concentra principalmente en el borde de ataque y cerca de las cubiertas. A bajas tasas de flujo, los vórtices generados entre las palas guía fijas provocan impactos de partículas en las superficies de las palas cerca de la entrada, causando una erosión localizada severa en esta área. En la voluta, la erosión exhibe un patrón de distribución en espiral a altas tasas de flujo. Cuando la tasa de flujo cambia rápidamente, el campo de flujo alrededor de la región de la lengua se vuelve inestable, induciendo erosión local allí.
Descripción
Este estudio empleó el método de Euler-Lagrange y el modelo de erosión de Oka para simular numéricamente la erosión de sedimentos en una bomba centrífuga durante los procesos de arranque y apagado. Con un tamaño de partícula de sedimento de 0.25 mm y una concentración de 0.135 kg/m3, se analizaron las características de distribución de la erosión considerando el flujo transitorio en la estación de bombeo. Los resultados revelan que el impulsor sufre la erosión más severa, y el área de erosión se ve afectada por la tasa de flujo. A altas tasas de flujo, debido a las fuerzas inerciales y centrífugas, la erosión se concentra cerca de la cubierta en la salida de las palas. A bajas tasas de flujo, los vórtices generados dentro de los pasajes del impulsor hacen que las partículas impacten en la sección media de las palas, resultando en erosión en esa área. En la sección de entrada, la erosión ocurre principalmente en la superficie de la pared exterior con una severidad relativamente baja a altas tasas de flujo, mientras que los vórtices que ocurren en la salida a bajas tasas de flujo intensifican la erosión localizada. Además, debido al efecto de histéresis del flujo, la erosión durante el proceso de arranque es más severa que durante el proceso de apagado. En la zona de palas guía fijas, a altas tasas de flujo, la erosión se concentra principalmente en el borde de ataque y cerca de las cubiertas. A bajas tasas de flujo, los vórtices generados entre las palas guía fijas provocan impactos de partículas en las superficies de las palas cerca de la entrada, causando una erosión localizada severa en esta área. En la voluta, la erosión exhibe un patrón de distribución en espiral a altas tasas de flujo. Cuando la tasa de flujo cambia rápidamente, el campo de flujo alrededor de la región de la lengua se vuelve inestable, induciendo erosión local allí.