Es necesario FUERZA IMPULSORA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA UNIDAD CURRICULAR: OPERACIONES UNITARIAS I PROF: ING. MAHULI GONZALEZ

2 Es necesario FUERZA IMPULSORA BOMBAS Dispositivo mecánico, que suministra la energía o fuerza impulsora que incrementa la energía mecánica del fluido. BOMBAS CENTRÍFUGAS Adicionan energía al fluido acelerándolo a través de la acción de una o mas impulsores giratorios en la forma de un incremento de velocidad, que se convierten presión, es decir la generación de presión se logra con la conversión del cabezal de velocidad en cabezal estático.

3 Brida de Descarga Carcasa o boluta Eje Cojinetes de bola Impeler Shaft seal Brida de succión Sello del eje

4 Brida de Descarga y Succión Impeler Sello del eje Cojinetes de bola Eje

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6 Radial Axial Mixto Eje horizontal Eje vertical Dirección del flujo Posición del eje Número de etapas Tipo de difusor Simple Multietapas Difusor de voluta Difusor de álabes fijos

7 Bomba de flujo radial Cuando el fluido se mueve e perpendicular al eje de rotación Bomba de flujo axial Cuando el fluido se mueve paralelo al eje de rotación

8 CORTE DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA HORIZONTAL DE UNA SOLA ETAPA

9 CORTE DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA HORIZONTAL DE MULTIPLES ETAPAS

10 CORTE DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA VERTICAL DE UNA SOLA ETAPA

11 Bomba vertical multietapas Bomba horizontal multietapas

12 Bomba vertical multietapas Bomba horizontal multietapas

13 Es un índice, que se utiliza para clasificar el tipo de impulsor, las características típicas de la bomba yel rango de eficiencia. (GPM) (HB) / NS = N 3/4 Ns = velocidad específica del impulsor N = velocidad de rotación en RPM GPM = galones por minuto de fluido bombeado en el punto de máxima eficiencia. HB = cabezal total en pies para la capacidad a máxima eficiencia. NS COMENTARIOS Impeler totalmente centrífugo Impeler de flujo mixto Impeler de flujo axial o propela

14 Es un índice descriptivo que relaciona solo las características de cavitación de la bomba alas condiciones de entrada (GPM) (NPSH) / S = N 3/4 S = velocidad específica de succión N = velocidad de rotación en RPM GPM = galones por minuto de fluido bombeado en el punto de máxima eficiencia. NPSH = cabezal neto de succión positivo para la capacidad a máxima eficiencia. S DEPENDE Diseño del impulsor Velocidad Capacidad Naturaleza del liquido Condiciones de servicio Grado de cavitación

15 CABEZAL DE SUCCIÓN (hs) Cabezal estático total Cabezal estático de succión Cabezal estático de descarga Ps γ Vs g P γ hs = + = + z - hl

16 CABEZAL DE LEVANTAMIENTO (hs) Cabezal estático total Cabezal estático de descarga Cabezal estático de levantamiento hs P = γ z h - L

17 CABEZAL DE DESCARGA P γ 0 V P V + + Z h = + - Z + L- g γ g P Hd + γ = - Z h L

18 POTENCIA DE LA BOMBA O POTENCIA HIDRAÚLICA (PB) Es la potencia que la bomba le suministra al fluido P B = H T Q γ POTENCIA AL FRENO Es la potencia suministra a la bomba desde una fuente externa EFICIENCIA DE LA BOMBA (η) η = Potencia Hidráulica Potencia al Freno

19 CABEZAL NETO DE SUCCIÓN POSITIVO REQUERIDO Cabezal necesario para que el líquido fluya sin vaporizarse desde la entrada de la bomba hasta el centro del impulsor, donde los álabes comienzan aimpartir energía al líquido. Es función: Diseño del impulsor, cuerpo de la bomba b y la velocidad d de rotación CABEZAL NETO DE SUCCIÓN POSITIVO DISPONIBLE (NPSHD) Es la diferencia entre la presión actual en la succión de la bomba yla presión de vapor a la temperatura de bombeo convertido en cabezal de líquido bombeado. NPSHD = 5 pie Diseño practico y económico NPSHD > 5 pie NPSHD < 7 pie

20 NPSHD = Cabezal de Succión Presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo Ala capacidad de diseño, el margen entre el NPSHR yel NPSHD debe ser no menor a3pie. NPSHD>NPSHR Si el NPSHD es (-) la bomba Cavita. La CAVITACIÓN es un fenómeno que ocurre cuando en la succión de la bomba b se produce un cambio de estado producto de la igualación de la presión de vapor del fluido yla presión del sistema, formándose burbujas de aire las cuales explotan dentro de la bomba causando problemas dentro de las partes mecánicas.

21 RELACIÓN DEL CAUDAL CON EL NPSH NPSHR Caudal (Q) V hl NPSHD P hs = + γ z - h L EVITANDO LA INSUFICIENCIA DE NPSH Aumentar la altura del recipiente de succión Usar un tamaño de línea de succión sobredimensionado para baja velocidad Colocar un enfriador en la línea de succión de la bomba para reducir la presión de vapor del liquido Minimizar el numero de codos en la línea de succión

22 .- Nivel de líquido por debajo del eje central de la bomba NPSHD = P - Z - h - P O L L) T 0 ft Presión atmosférica 68 ºF Agua

23 .- Nivel de líquido por encima del eje central de la bomba Presión atmosférica NPSHD = P + Z - h - P O L L) T 68 ºF Agua 0 ft

24 DIAMETRO DEL IMPULSOR CONSTANTE VELOCIDAD DEL IMPULSOR CONSTANTE CAPACIDAD CARGA POTENCIA AL FRENO Q Q H H = N N BHP BHP = N N = N N Q Q H H 3 BHP BHP = D D = D D = D D 3 Nota: El subíndice para condiciones de diseño original El subíndice para condiciones de nuevo diseño

25 RELACIÓN ENTRE EL CABEZAL Y LA PRESIÓN DE DESCARGA DE BOMBAS IDENTICAS MANEJANDO LIQUIDOS DE DIFERENTES DENSIDADES Cabezal de liquido en pie = Psi.3 Sg

26 RELACIÓN ENTRE EL CABEZAL Y LA PRESIÓN DE DESCARGA DE BOMBAS IDENTICAS MANEJANDO LIQUIDOS DE DIFERENTES DENSIDADES Presión en Psi = Cabezal de liquido Sg.3

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28 B.H.P. - P. % d de eficiencia H - Q Punto de máxima eficiencia Q P - Q Capacidad x 00 GPM cabezal total en pie

29 CURVA CABEZAL VS CAPACIDAD Curva de aumento continuo Curva de caída en la pendiente Cabe ezal Capacidad Capacidad Curva de pendiente pronunciada Cabezal Curva plana Capacidad Capacidad

30 CURVA POTENCIA VS CAPACIDAD l en pie % Eficiencia Cabezal tota Cabezal Eficienciacia BHP Capacidad x.000 G.P.M. B..H.P. Eficiencia % Ca abezal total en pie Eficiencia BHP Cabezal Capacidad x.000 G.P.M B.H.P. Curva característica de una bomba que no sobrecarga el motor Curva característica de una bomba que sobrecarga el motor

31 PUNTO DE OPERACIÓN DE LA BOMBA Curva H vs Q Curva del sistema ezal Cabe Capacidad Curvas H vs Q y del sistema

32 Curva del Sistema Curva del Sistema Curva del Sistema Curva del Sistema ( ) L B h g V V Z Z P P H = γ H B = f (Q) ( ) g KV g V V Z Z P P H B = γ. 4 Q V D Q A π = = sustituyendo

33 BOMBAS EN SERIES Succión H H T Q Descarga H Cabezal H T Hvs Q Bombas H H Hv s Q Bomba H Q Capacidad

34 BOMBAS EN PARALELO H Cabezal H Q Q H-vs- Q Bomba Q Q Capacidad

35 40 0 D 40 0 EFICIENCIA 00 B.H.P. 80 B.H.P. Y EFICIENCIA PARALELO E B.P.H. SER ERIE A G H F 60 B.H.P UNA BOMBA PORCENTAJE DE J B % DE PORCENAJE C K PORCENTAJE DE CAPACIDAD NOMINAL INAL Y BHP CABEZA NOM PORCENTAJE DE