¿Cuál es el principio físico de una bomba de agua?

Según diferentes principios de funcionamiento, se puede dividir en bombas de agua volumétricas, bombas de paletas y otros tipos. Las bombas de desplazamiento positivo utilizan cambios en el volumen de sus cámaras de trabajo para transferir energía. Incluyen principalmente bombas de pistón, bombas de émbolo, bombas de engranajes, bombas de diafragma, bombas de tornillo y otros tipos. Las bombas de paletas utilizan la interacción entre las palas giratorias y el agua para transferir energía. Existen tipos como bombas centrífugas, bombas de flujo axial y bombas de flujo mixto. La parte del cuerpo de la bomba eléctrica sumergible es una bomba de paletas. Otros tipos de bombas de agua incluyen bombas de chorro, bombas de golpe de ariete, bombas de agua de combustión interna, etc., que funcionan según los principios de golpe de ariete y deflagración de combustible, respectivamente. La bomba hidráulica es una combinación de una turbina hidráulica y una bomba de paletas. Entre los tipos de bombas de agua anteriores, los siguientes tipos son más representativos. Una bomba centrífuga es una bomba que utiliza la fuerza centrífuga para aumentar la presión del agua y hacerla fluir. Consta de carcasa de bomba, impulsor, eje giratorio, etc. La máquina eléctrica impulsa el eje giratorio, y el eje giratorio impulsa el impulsor para que gire a alta velocidad en la carcasa de la bomba. El cuerpo de agua en la bomba se ve obligado a girar con el impulsor para generar fuerza centrífuga. La fuerza centrífuga obliga a que el líquido sea expulsado desde la periferia del impulsor, formando agua a alta velocidad y alta presión que fluye a través de la carcasa de la bomba y se descarga fuera de la bomba. Se forma una baja presión en el centro de la bomba. Impulsor, aspirando así nuevo flujo de agua y formando un efecto de transporte de agua continuo. El impulsor tiene palas curvadas en sentido contrario de rotación. Hay tres tipos estructurales: cerrado, semicerrado y abierto. La mayoría de los impulsores agrícolas son impulsores cerrados, con ambos lados de las palas cerrados por discos. El cuerpo de la bomba se expande gradualmente en forma de voluta a lo largo de la dirección de la tubería de salida de agua. Una bomba centrífuga que succiona agua de un lado del impulsor se llama bomba centrífuga de succión simple, y una bomba centrífuga que succiona agua de ambos lados del impulsor se llama bomba centrífuga de doble succión. Para aumentar la altura, se pueden montar varios impulsores en el mismo eje para formar una bomba centrífuga de etapas múltiples. El agua descargada del impulsor anterior ingresa a la entrada de agua del último impulsor, se presuriza y luego se descarga del último impulsor. Por lo tanto, cuantos más impulsores, mayor será la presión. Algunas bombas centrífugas están equipadas con un dispositivo que puede eliminar automáticamente el aire de la tubería de succión y del cuerpo de la bomba. No es necesario llenar el cuerpo de la bomba con agua antes de arrancar. Se llama bomba centrífuga autocebante, pero su eficiencia sí lo es. a menudo inferior al de las bombas centrífugas ordinarias. Las bombas centrífugas se utilizan más ampliamente en el drenaje y riego de tierras agrícolas y en el suministro de agua para agricultura y ganadería. Se utiliza principalmente en ocasiones con gran altura y flujo pequeño. La altura de una bomba centrífuga de una sola etapa es de 5 a 125 metros, el caudal de descarga es uniforme, generalmente de 6,3 a 400 metros por hora, y la eficiencia puede alcanzar alrededor del 86 al 94%. Las bombas de flujo axial se componen de carcasa de bomba, impulsor, eje giratorio y otras partes. También llamada bomba de hélice. Hay varias palas en forma de hélice en el impulsor. Cuando la máquina motriz impulsa el impulsor para que gire junto con el eje giratorio, cada pala empuja el agua hacia un extremo y al mismo tiempo absorbe agua de la fuente de agua en el otro. extremo, haciendo que el agua produzca un flujo continuo a lo largo de la dirección paralela al eje de rotación para lograr el propósito de transportar continuamente el flujo de agua. La presión del flujo de agua aumenta debido a la rotación del impulsor. Después de que el flujo de agua giratorio del impulsor pasa a través de la paleta guía fija, se elimina la velocidad del componente rotacional y parte de su energía cinética se convierte en energía de presión debido a la difusión, lo que empuja el flujo de agua en la carcasa de la bomba a elevarse axialmente y sale del tubo de salida. Las bombas de flujo axial se utilizan principalmente en situaciones con baja altura y gran caudal. El rango de altura es de aproximadamente 1 a 25 metros, el caudal es de 2,7 a 60,0 m3/s y la eficiencia puede alcanzar del 85 al 90,5%. Existen tres métodos de instalación: vertical, horizontal e inclinada, entre los cuales las bombas de flujo axial vertical son las más utilizadas (Figura 2). El ángulo de instalación de las palas de la hélice en el cubo del impulsor de una bomba de flujo axial grande se puede ajustar, o el eje accionado hidráulicamente se puede ajustar con el tiempo durante la operación para adaptarse a los requisitos de cambios en la elevación y el flujo y obtener una mayor productividad, de modo que se llama bomba de flujo ajustable. La bomba de flujo tubular es un tipo de bomba de flujo axial horizontal. Está compuesto por un motor, un dispositivo reductor y una bomba de agua. Se instala en el foso de la máquina dentro de la presa submarina. Sus canales de entrada y salida de agua están ubicados en línea recta, aproximadamente en forma de cilindro recto. baja pérdida hidráulica, alta eficiencia de elevación de agua y estructura compacta. Es fácil de instalar y mantener, y la ingeniería de la estación de bombeo es simple. La bomba de mampostería es una bomba de flujo axial de baja elevación. A excepción del impulsor y su carcasa periférica de la bomba, que están hechos de materiales metálicos, los canales de entrada y salida están hechos de estructuras de mampostería u hormigón y la elevación es inferior a 2 metros. el caudal es grande, de estructura simple, de bajo costo y alta eficiencia. Adecuado para drenaje y riego de zonas bajas. La estructura y principio de funcionamiento de una bomba de flujo mixto es un tipo de bomba de agua que combina las características de las bombas centrífugas y de las bombas de flujo axial. Cuando una máquina eléctrica hace girar el impulsor, las palas empujan el cuerpo de agua por un lado y al mismo tiempo hacen que el cuerpo de agua gire para producir una acción centrífuga. El cuerpo de agua genera flujo y aumenta la presión bajo la acción del empuje y la fuerza centrífuga de las palas. El agua fluye hacia el impulsor axialmente y luego sale oblicuamente a lo largo de las palas. A menudo se usa en situaciones donde el desplazamiento de transporte es grande y la presión es media. Generalmente hay dos tipos: tipo voluta y tipo paleta guía. La estructura de la bomba de voluta de flujo mixto es similar a la de la bomba centrífuga. Utiliza el canal de flujo en forma de voluta para convertir la energía cinética obtenida después de que el flujo de agua pasa a través del impulsor en energía de presión mixta media y pequeña. -Las bombas de flujo adoptan principalmente la estructura tipo voluta. La bomba de flujo mixto de paletas guía también se llama bomba de flujo diagonal. Su estructura es similar a la de una bomba de flujo axial. Tiene las características de tamaño radial pequeño y estructura simple y liviana.

La mayoría de las bombas grandes de flujo mixto son del tipo de paletas guía y el ángulo de instalación de las paletas generalmente se puede ajustar. El rango de altura de las bombas de flujo mixto es generalmente de 3 a 10,5 metros, la potencia de arranque es baja y puede adaptarse a los cambios en el nivel del agua. El caudal es de 0,1 a 50 m3/s y la eficiencia puede alcanzar del 64 al 86%. . Desde la década de 1970, las bombas de flujo mixto de gran escala se han desarrollado rápidamente y tienden a reemplazar a las bombas de flujo axial de gran escala en muchas ocasiones. La mayoría de las bombas para pozos profundos de eje largo son bombas centrífugas verticales de succión simple. El impulsor está instalado debajo del nivel dinámico del agua en el pozo. La máquina eléctrica está instalada en el pozo. El eje largo hace que el impulsor gire en el desvío. El agua fluye a lo largo del espacio entre la carcasa de desvío y el impulsor. El canal de flujo se eleva hacia el suelo a través de la tubería de agua. Cuando la altura es alta, se puede utilizar una bomba centrífuga multietapa con múltiples impulsores conectados en serie. Debido a los requisitos de alta precisión para la fabricación e instalación del eje largo de transmisión, la eficiencia disminuye significativamente con el aumento de la profundidad del pozo, por lo que generalmente solo se usa en pozos profundos de no más de 100 metros. Una bomba eléctrica sumergible es un tipo de bomba de agua en la que tanto el impulsor del cuerpo de la bomba como el motor que acciona el impulsor están sumergidos en el agua. Existen dos tipos de bombas para pozos profundos y superficies de trabajo. La bomba eléctrica sumergible para pozos profundos suministra energía al motor a través de un cable que se extiende hacia el interior del pozo, eliminando la necesidad de un eje de transmisión largo. Por lo tanto, tiene una estructura compacta, liviana y es fácil de instalar, usar y transferir. Tiene tendencia a reemplazar las bombas de pozos profundos de eje largo en áreas con suministro de energía, pero no es adecuado para pozos con gran contenido de arena y áreas sin suministro de energía. Los motores utilizados en las bombas sumergibles incluyen el tipo seco (el motor está completamente sellado), el tipo semiseco (el estator del motor está sellado y el rotor funciona en el agua), el tipo lleno de aceite (el interior del motor está llenos de aceite para evitar que la humedad entre en el devanado), y de tipo húmedo (el interior del motor está lleno de agua, tanto el estator como el rotor funcionan en agua) y otros tipos. Los primeros tres tipos deben sellarse y requieren una alta precisión de fabricación e instalación. Por lo tanto, las bombas eléctricas sumergibles agrícolas para pozos profundos suelen utilizar motores húmedos y los devanados del estator están hechos de cables aislados resistentes al agua o se vierte resina sintética en los extremos. y las ranuras de los devanados del estator. El agua que ingresa al motor afectará el interior No es grande, la estructura de sellado se puede simplificar enormemente y solo se requiere control de arena. Algunas bombas eléctricas sumergibles para pozos profundos tienen una altura de hasta 1.400 metros y un caudal máximo de 1,4 m3/s. Las bombas de chorro para pozos profundos suelen constar de una bomba de chorro y una bomba centrífuga con sus correspondientes carcasas. Se utiliza para extraer agua de pozos profundos a menos de 30 metros. El principio de funcionamiento de la bomba de chorro es rociar presión a través de la boquilla hasta la entrada de la garganta. Debido a la turbulencia lateral y la difusión del chorro, se extrae el aire del tubo de succión, provocando un vacío en el tubo. El agua del pozo es aspirada y se mezcla con el agua del chorro en la garganta. Se mezcla, se intercambia energía. En la salida de la garganta, las velocidades de flujo de los dos son casi iguales, y luego la mayor parte de la energía cinética se convierte en energía de presión a través del tubo de difusión, lo que aumenta aún más la presión del agua y finalmente se descarga del drenaje. tubo. Hay dos tipos de combinaciones de bombas de chorro para pozos profundos: ① Conecte la bomba de chorro en paralelo con la bomba centrífuga. La bomba centrífuga envía agua presurizada a la bomba de chorro a través de la tubería. La bomba de chorro eleva esta parte del agua hacia arriba junto con la. el agua succionada, lo que hace que el caudal pequeño El agua de alta presión se convierta en agua de baja presión de gran caudal, que se utiliza principalmente para el riego de suelos y el dragado de canales. ② Conecte la bomba de chorro y la bomba centrífuga en serie y en paralelo, de modo que que la bomba de chorro presuriza la bomba centrífuga para aumentar su altura de succión, mientras que la bomba centrífuga Una parte de la salida de agua se suministra a la bomba de chorro y el resto se envía a la piscina de presión o tubería de presión La salida de agua tiene una alta. presión y se utiliza principalmente para equipos de riego por aspersión y suministro de agua para la agricultura y la ganadería. En comparación con las bombas eléctricas sumergibles y las bombas para pozos profundos de eje largo, las bombas de chorro para pozos profundos tienen las características de estructura simple, operación confiable, fabricación conveniente y bajo costo; sin embargo, tienen menor eficiencia y mayor consumo de energía en las mismas condiciones de trabajo; La bomba de tornillo es una bomba volumétrica que depende del cambio en el volumen de la cavidad de la bomba cuando el tornillo gira para aspirar y transportar agua. Hay tipos de tornillo simple, de doble tornillo y de múltiples tornillos. Las bombas de un solo tornillo se utilizan en agricultura. La cámara de la bomba consta de un tornillo de acero y una carcasa de goma instalada de forma fija en la carcasa de la bomba. El tornillo de paso único gira en la carcasa con una hélice interior de paso doble, y la cavidad formada entre los dos se mueve desde el extremo de succión hasta el extremo de salida, formando así un flujo de agua continuo. Debido a su estructura simple, tamaño pequeño, fácil desmontaje y montaje, operación confiable y buen rendimiento autocebante, se utiliza principalmente en sistemas de riego por aspersión móviles. La bomba de diafragma manual se utiliza para operaciones de elevación de agua con altura baja y flujo pequeño. Consta de un cuerpo de bomba, tuberías de entrada y salida, válvulas de entrada y salida, diafragma y varilla de vaivén. El cuerpo de la bomba puede estar compuesto por una o dos cámaras de bomba. Para una bomba de diafragma con dos cámaras de bomba, el diafragma se coloca en el centro del cuerpo de la bomba o los dos diafragmas se instalan fuera de las dos cámaras de bomba separadas. Durante el funcionamiento, dos personas accionan manualmente la varilla de vaivén conectada al diafragma para empujar el diafragma en un movimiento alternativo de presión y apertura, de modo que los volúmenes de las dos cámaras de la bomba se expandan y contraigan alternativamente. Cuando la cavidad de la bomba se expande, la presión disminuye, la válvula de entrada de agua se abre, la válvula de salida de agua se cierra y el agua fluye desde la tubería de entrada de agua hacia la cavidad de la bomba cuando la cavidad de la bomba se contrae, la presión aumenta y la válvula de entrada de agua se cierra; , la válvula de salida de agua se abre y el agua en la cavidad de la bomba sale de la tubería de drenaje, las dos cámaras de la bomba absorben y drenan agua alternativamente y pueden levantar de 10 a 20 toneladas de agua por hora.

Las bombas de pistón con tirantes son impulsadas por motores primarios impulsados ​​por animales, turbinas eólicas o motores de combustión interna y, a menudo, se utilizan para extraer agua de pozos en pastos. Consta de un cilindro de bomba, un pistón, tubos de entrada y salida, válvulas de entrada y salida, tirantes y dispositivos de transmisión. El pistón es impulsado por el tirante conectado a él y oscila hacia arriba y hacia abajo en el cilindro de la bomba. Cuando el pistón se mueve hacia arriba, la válvula de entrada de agua se abre y el agua en la tubería de entrada de agua ingresa al cilindro de la bomba. Al mismo tiempo, la válvula de salida de agua se cierra y el agua sobre el pistón se impulsa hacia arriba cuando el pistón se mueve. hacia abajo, la válvula de entrada de agua se cierra y la válvula de salida de agua se abre. El agua en el cilindro de la bomba sube a la parte superior del pistón desde la válvula de salida de agua y el agua se alimenta y eleva repetidamente, de modo que el agua se descarga continuamente. desde la tubería de drenaje.