Bombeo Hidraúlico

BOMBEO HIDRÁULICOBOMBEO HIDRÁULICO

M. C. Manuel Soto Meneses

M. I. Saúl Bautista Fragoso

Historia

• El principio basico del bombeo hidráulico fue utilizado para producir petróleo desde 1846

cuando Faucett desarrollo una bomba de fondo accionada por vapor, pero debido a que

la bomba requeria un pozo de gran diámetro no tuvo mucho éxito.

• En 1923 fue fundada la compañía Kobe, Inc. por C.J. Coberly dedicada a diseñar y

fabricar productos necesarios en la producción de aceite.

• En 1926 la compañía inicio un programa para mejorar los métodos y equipos de bombeo

de aceite, uno de los proyectos fue la bomba hidráulica de pistón diseñada para eliminar

por completo el uso de las varillas de succión aplicando fuerza hidraulica para operar

una bomba con motor integral instalados en el fondo del pozo.

• Este tipo de bomba fue utilizada por primera vez en campo en 1932 y representó

grandes ventajas en capacidad, profundidad y eficiencia, tanto que los demás trabajos

para desarrollar otros métodos fueron abandonados.

Historia

• Las bombas jet por su parte fueron diseñadas como alternativa a las bombas de pistón y se

pueden encontrar referencias técnicas desde 1832, pero no fue hasta 1933 que se publicó una

representación matemática, Gosline y O’Brien, que hacía sugerencias de aplicación para pozos

de aceite.

• En 1930 Jacuzzi recibio una patente para bombas jet que se utilizaron existosamente en pozos

someros de agua.

• En el mismo año Mc Mahon recibio la primera de seis patentes en bombas jet para pozos de

aceite. Aparentemente Mc Mahon fabricó y comercializó las bombas pero como no se

aplicaban a un amplio rango no tuivieron éxito.

• Las mejoras en el diseño y la introducción de modelos en computadora para dimensionamiento

de la aplicación correcta hicieron que en 1970 se comercializará exitosamente las bombas jet

en pozos de aceite.

Generalidades

El bombeo hidráulico es un sistema artificial donde se transmite energía al

fondo del pozo mediante la inyección de un fluido presurizado a través de las

tuberias del pozo. A este fluido presurizado se le llama fluido motriz o de

inyección y puede ser agua, aceite o una mezcla de estos.

La energía es adicionada a los fluidos del yacimiento mediante una bomba

instalada en el fondo, esta bomba puede ser de tipo pistón o jet y es accionada

hidraulicamente por el fluido motriz.

Funcionamiento

El sistema funciona de la siguiente manera:

• En el o los tanques de la unidad superficial se recibe el fluido, el cual

dependiendo del tipo de sistema sera una mezcla del fluido del pozo con el

fluido inyectado o unicamente fluido de inyección. De aquí una vez limpio de

sólidos el fluido necesario de acuerdo a las condiciones de operación y

diseño es succionado por la bomba múltiple para ser inyectado hacia el pozo,

el fluido restante se envía a la batería de producción.

• Una vez en el fondo el fluido presurizado entra a la bomba de fondo para que

esta proporcione el incremento de energia a los fluidos del pozos y se repite

el ciclo.

• Las presiones superficiales de operación, presión de inyección, de los

sistemas hidráulicos usualmente varían de 2,000 a 4,000 psi.

• Para generar estas presiones se utilizan bombas triplex o quintuplex de

desplazamiento positivo cuya fuerza motriz puede ser proporcionada por

motores eléctricos o de combustión interna.

Funcionamiento

Componentes del Bombeo Hidráulico

• Característica de “Bomba Libre”, común en la mayoría de los diseños

– Permite que la bomba sea fácilmente recuperada del pozo

•Flexibilidad de rango de bombeo

•Se pueden inyectar productos químicos con el fluído de potencia

– Control de parafinas, corrosión y emulsiones

•Fluidos de producción ligeros pueden actuar como diluentes

• No requiere varillas = aplicable a pozos desviados

• Adaptable a instalaciones existente

• Solución económica de levantamiento

Beneficios claves

Bombeo Hidráulico

Profundidad de Operación

Piston: 17,000 pies verticales (5,100 m aprox) Jet: 20,000 pies verticales (6,000 m aprox)

Volumen Operación

Piston: 50 - 1,000 BFPD Jet: >15,000 BFPD

Temperatura de Operación.

0 - 500° F (260 ° C )

Manejo en Corrosion

Bueno a Excelente

Manejo de Gas

Razonable

Manejo de sólidos

Pobre

Densidad de Fluido

8 - 45° API

Servicio

Removido Hidraulicamente o con línea de acero

Angulo de desviación

0 - 90° Colocacion de la Bomba. <15°/100’ (Piston) <24°/100’ (Jet)

Flexibilidad del tipo motor

Excelente

Aplicación costa fuera

Buena a excelente

• Bombas Jet

– El fluido de potencia a alta velocidad, acelera el fluido del pozo y levanta el fluido mezclado a la superficie para separación

– Las bombas Jet llenan el rango intermedio de capacidad de levantamiento entre el BM de bajo gasto y el BEC de alto gasto

Primer tipo de Bombas Hidráulicas

Ventajas de las bombas Jet

Aplicaciones difíciles

– Pozos Profundos

– Arena y sólidos

– Fluidos corrosivos

– Gas y Agua

– Aceites pesados y parafinas

– Terminaciones complejas

– Pozos desviados

– Zonas Múltiples

Bajo / Fácil mantenimiento

– Reparable en campo

– No contiene partes móviles

Método flexible

– Localidades remotas y urbanas

– Plataformas costa afuera

– Equipo superficial de bajo perfil

– Amplio rango de capacidad de producción

– Múltiples pozos de un solo sistema superficial = Menos costos por pozo

Ecológico

– Sistemas autocontenidos para

recirculación del fluido de potencia

• Baja eficiencia del sistema mecánico (hasta 30%)

Altos costos de combustible/energía

• Tradicionalmente tenía altos costos de mantenimiento superficial cuando se utilizaban bombas reciprocantes para el fluido de potencia

El mantenimiento se minimiza utilizando bombas REDAHPS para el fluido de potencia

• Desconocimiento y baja promoción del sistema

Desventajas de las bombas Jet

• Bomba Hidráulica de Pistón

– El fluido de potencia proporciona la fuerza motriz al ensamble de bomba de pistón de fondo que levanta el fluído a la superficie. Se requiere separación.

– Pueden ser bombas sencillas o en tandem

– Pueden ser de uno o dos pistones para mayor levantamiento

– Es una alternativa a las bombas Jet

– Mayores eficiencias (Hasta 95%)

• Recuperable hidráulicamente

– Flexibilidad similar de diseño y aplicaciones a las bombas Jet

Segundo tipo de Bombas Hidráulicas

Bomba Hidráulica de Pistón

Ventajas de las Bombas de Pistón

Método flexible para:

– Localidades remotas y urbanas

– Plataformas costa afuera

– Equipo superficial de bajo perfil

– Capacidad de producción flexible

– Múltiples pozos de un solo

sistema superficial = Menos

costos por pozo

– Maxima la caída de presión

– Maximiza la eficiencia (Hasta

95%)

– Recuperable hidráulicamente

• Para aplicaciones difíciles:

– Pozos profundos

– Fluidos corrosivos

– Gas y Agua

– Crudos pesados (Tan bajos como 8° API)

– Completaciones complejas

– Aplicaciones de “doble terminación”

– Pozos desviados

– Producción de zonas múltiples

• Requiere fluidos limpios

– Tolerancias mínimas en partes móviles

• El mantenimiento no es tan sencillo como en una Bomba Jet

– El personal de campo requiere entrenamiento especializado

– Reconstrucción en fábrica o taller especializado solamente

• Desconocimiento y baja promoción del sistema

Desventajas de Bombas de Pistón

Comparación de capacidades

Los sistemas de inyección del fluido motriz pueden manejarse mediante

dos tipos de circuitos:

cerrado.

abierto.

Ambos sistemas son iguales en cuanto al manejo del fluido de la parte

de los tanques a la unidad de bombeo pero difieren en la forma de

manejar el fluido motriz que retorna a la superficie. El ensamble de

fondo tambien es diferente dependiendo del tipo de circuito pero las

bombas subsuperficiales pueden ser utilizadas para ambos casos.

Sistema Superficial de Inyección

Circuito AbiertoCircuito Abierto..

El sistema de inyeción con circuito abierto fue el primero que se utilizó y su aplicación es la más sencilla y económica ya que el fluido motriz regresa a la superficie mezclado con el fluido producido por el espacio anular de las tuberías de revestimiento, producción o inyección, dependiendo del equipo subsuperficial que se tenga.

Sistema Superficial de InyecciónSistema Superficial de Inyección

Circuito Cerrado.

La principal ventaja de este tipo de

circuito es que solo el fluido de

producción necesita pasar a traves de

las instalaciones de separación, el

fluido motriz permanece en un sistema

por separado, por lo que las

instalaciones de separación pueden ser

más pequeñas, lo que en ocasiones se

requiere para aplicaciones en

plataformas o en zonas pobladas. En

principio tambien se tiene que el fluido

motriz se mantiene mas limpio ya que

no entra en contacto con otros fluidos

Sistema Superficial de InyecciónSistema Superficial de Inyección

Circuito Abierto

Linea de descarga

Tanque Acumulador

Valvula dePresion Diferencial

A Linea de descarga

Control delCabezal

Bypass

Valvula de contrapresion

PulsationDampener

Bomba Multiplex de Piston

Motor Electrico

Separador Almacenamiento

Reservoir GravityDump Piping

EstranguladorCiclone

Alta PresionFluido Inyeccion

Fluido deProduccion

Mezcla deFluido

Fluido de Inyeccion limpio

Gas deProduccion

Sistemas Superficiales de Inyección

Tipo de instalaciones de fondo.Tipo de instalaciones de fondo.

Existen dos tipos de instalaciones subsuperficiales basicas :

• Instalaciones fijas: Cuando la bomba va fija conectada al final de una tubería.

• Instalaciones libres. las bombas libres no van conectadas a la tubería y estan diseñadas para ser recuperadas o insertadas mediante la circulación de fluido en las tuberías.

Bombas Subsuperficiales FijasBombas Subsuperficiales Fijas

Bomba Fija de Inserción.

La bomba se conecta a una zapata colocada en la

tubería cuyo diámetro interior es mayor que el diámetro

exterior de la bomba. El fluido motriz es inyectado a través de

tubería interior y el fluido producido regresa por el espacio

anular entre las dos tuberias. En este tipo de conexiones se

crea un espacio que permite el venteo de gas por el espacio

anular entre la tubería de revestimiento y la de producción.

Para incrementar la ventaja del paso del venteo de gas

normalmente se utilizan tuberias interiores o de inyección de

¾”, 1” ó 1 ¼” dependiendo del diámetro de la tubería de

producción.

Bombas Subsuperficiales FijasBombas Subsuperficiales Fijas

Bomba Fija de Tuberia

Este tipo de bombas se utilizan para producciones altas ya que la bomba va conectada a la tubería de producción por lo que pueden ser de mayor diámetro. En la parte inferior despues de la bomba debe llevar un empacador recuperable que le permita fijar la sarta aislando al mismo tiempo el espacio anular. El fluido motriz es inyectado por la tubería de producción y la mezcla de fluidos, inyectado y producido, regresa por el espacio anular de la tubería de revestimiento

Bombas Subsuperficiales LibresBombas Subsuperficiales Libres

En este tipo de arreglos la bomba no esta enroscada a ninguna tubería

y es una de las ventajas mas significantes del bombeo hidráulico ya

que permite circular el fluido motriz con la bomba hacia abajo para

iniciar a producir el pozo y circular el fluido en forma inversa para

regresarla a la superficie para su reparación, redimensionamiento o

cambio, Las instalaciones de bomba libre requieren un ensamble de

fondo que debe ser introducido con la tubería de producción. El

ensamble de fondo consiste basicamente de un niple de asiento y de

uno o varios puntos de sello arriba de este que a su vez sirven como

receptáculo para la bomba.

Arreglos de fondo Basicos de Arreglos de fondo Basicos de Sistema AbiertoSistema Abierto

Instalacion y Extraccion de bombas libresInstalacion y Extraccion de bombas libres

BOMBEO BOMBEO HIDRÁULICO TIPO HIDRÁULICO TIPO

PISTÓNPISTÓN

Bombeo Hidráulico Tipo PistónBombeo Hidráulico Tipo Pistón

El final de una bomba hidráulica tipo

pistón es similar a una bomba para

bombeo mecánico porque usa un sistema

actuado por un vástago-émbolo (también

llamado bomba pistón) y dos o más

válvulas check. Este tipo de bombas estan

integradas por pistones que mediante la

presión del fluido motriz realizan un

movimiento reciprocante adicionando así

la presión necesaria para elevar los fluidos

a la superficie. Estan dividas en dos

secciones la del “motor” y la de la bomba.

Pistón del “motor”

Pistón de la bomba

Tipos de Bombas de PistónTipos de Bombas de Pistón

Las bombas Tipo Pistón se clasifican en

dos tipos:

Acción Simple.

Doble Acción.

Acción simple:

Se llama de acción simple porque desplaza

el fluido a la superficie en cada movimiento

del émbolo ya sea en la carrera ascendente

o carrera descendente (pero no en ambas).

Tipos de Bombas de PistónTipos de Bombas de Pistón

Doble acción:

Las bombas de acción doble tiene dos

válvulas de admisión y dos de escape

en el barril de la bomba que le permiten

realizar desplazamiento de fluido

durante la carrera ascendente y

descendente

Principio de OperaciónPrincipio de Operación

Esta basado en el principio de Pascal que

dice que la presión aplicada a un fluido se

transmitirá en todas direcciones con la

misma intensidad.

Además como la presión esta definida

como una fuerza que actua sobre un área,

si se modifica esta, la fuerza aumentará o

disminuirá.

En la figura. se ilustra la variación de la

fuerza en función del área, donde la fuerza

de 1 kg ejercida sobre la superficie líquida

de 1 cm2, equilibra la fuerza de 100 kg que

actúa sobre un área de 100 cm2.

Sin embargo la fuerza F1

debería de moverse 100 cm

para poder desplazar 1 cm la

fuerza F2, desplazando un

volumen de 100 cm3



La bomba consiste basicamente de dos

pistones unidos entre si por medio de un

vástago.

El pistón superior se denomina pistón motriz y

es el que impulsado por el fluido motriz

realizará el movimiento, por lo que se puede

considerar como el “motor”.

Debido a que se encuentra unido mediante un

vástago a un pistón inferior, tambien

denominado de producción, este se moverá

incrementando la presión de los fluidos

producidos, por lo que se considera esta parte

la “bomba”.

Restando el área del vástago que los une se

tienen las areas sobre las que actuará la fuerza

hidráulica.

Por lo tanto si el área del pistón del

“motor” es la mitad del de la “bomba”, se

tiene que ejercer 1 kg de fuerza en el

“motor” para vencer ½ kg de resistencia

de la “bomba”, pero desde el punto de

vista volumetrico se necesitará

unicamente ½ barril de fluido motriz por

cada barril de fluido producido



Las bombas tipo pistón son dispositivos hidrostáticos. Esto significa que el funcionamiento de la unidad depende de presiones actuando sobre las caras del pistón para generar fuerzas y que la velocidad del fluido sean lo bastante bajas para que puedan despreciarse los efectos dinámicos.

Un fluido sometido a presión ejerce una fuerza contra las paredes de su recipiente, esta fuerza es perpendicular a las paredes sin tener en cuenta su orientación.

Si el recipiente presurizado consiste en un cilindro cerrado de un lado y abierto del otro, con un émbolo movible como el mostrado en la Figura, una fuerza tendrá que ser aplicada al émbolo para vencer la fuerza ejercida por el fluido a presión.

Se requerirá una fuerza de 1,000 lbf para contener un émbolo en cuya área seccional sea del 1 pg2, si la presión en el cilindro es 1.000 psi.


Suponemos ahora que una línea de suministro se conecta al lado abierto del

cilindro, como es mostrado en la Figura y que una bomba proporciona al fluido

a una gasto de 1 pg3/ seg mientras se mantiene la presión a 1.000 psi. Esto

causará al émbolo moverse en el cilindro a una velocidad constante de 1 pg

por seg contra las 1.000 lbf de fuerza en contra.


En esta condición de equilibrio dinámico, el trabajo puede hacerse por el sistema porque el trabajo está definido como:

W = F * L

Donde:

W = trabajo (lbf-pg)

L = distancia (pg)

F = fuerza (lbf)

Por lo anterior, si el émbolo se mueve 12 pg hará 12.000 lbf-pg de trabajo (o 1.000 pie-lbf de trabajo). Porque el émbolo está moviéndose a 1 pg / seg, tomará 12 segundos para completar el viaje. La potencia está definida como la proporción de trabajo hecho con respecto al tiempo

P=W / t

donde

P = potencia (pie-lbf/sec)

t = tiempo (segundos)

W = trabajo (pie-lbf)

En este ejemplo, la potencia es 1,000 pie-lbf de trabajo en 12 segundos, o 83.3 pie-lbf/seg.

Sabemos que el caballo de fuerza está definido como 550 pie-lbf/seg.


Principio de OperaciónPrincipio de OperaciónEn el ejemplo:

83.3 pie-lbf/seg corresponde a 0.15 hp.

Si nosotros proporcionamos el fluido presurizado a 2 pg3 / seg, el émbolo se movería 12 pg en 6 segundos.

El trabajo hecho sería el mismo, pero como se haría en la mitad del tiempo, los hp requeridos serían de .30 hp (el doble)

Hemos interpretado los hp en términos de trabajo hecho por el émbolo por unidad de tiempo.

Esta potencia se proporciona por la bomba que presuriza el fluido.

El émbolo transforma la potencia hidráulica a mecánica. Ésta es la acción de un motor hidráulico.

El equivalente hidráulico de 0.15 hp es un gasto de flujo de 1 pg3 / seg a 1,000 psi. Si el gasto de flujo en pulgadas cúbicas por segundo se multiplica por la presión en libras fuerza por pulgada cuadrada, el producto tendrá unidades de pulgada-libra por segundo, que son las dimensiones de potencia. La conversión de unidades mostrará que 1 pg3/seg es igual a 8.905 B/D, por lo que si 8.905 B/D a 1,000 psi son 0.15 hp, se tiene que

Ph = q X p x 0.000017 (5) Donde

q = gasto de flujo, B/D p = presión, psi.

Principio de OperaciónPrincipio de Operación Dos émbolos de diámetros diferentes son conectados por una varilla. El área de la

cara del émbolo más grande es 2 pg2 y la cara del émbolo menor es de 1 pg2.

Un fluido a 1.000 psi es inyectoado al cilindro con mayor émbolo. Esto causa que el

émbolo empuje a la varilla contra el émbolo pequeño con una fuerza de 2,000 lbf.

Para reprimir el movimiento del sistema del varilla-émbolo, debe aplicarse una fuerza

contraria de 2,000 lbf al émbolo menor. Esto puede lograrse con el fluido en el cilindro

menor a 2.000 psi.

Si estas presiones se mantienen y el fluido es proporcionado al cilindro más grande a

un gasto constante, el sistema varilla-émbolo se moverá a la derecha a un gasto

constante. El fluido se forzará fuera del cilindro menor a la mitad del gasto que se

proporciona al cilindro más grande, pero con el doble de presión.

Area= 1 pg2

Presión= 1000 psi

Area= 2 pg2

Fluido inyectado

Q ½ Q

Descarga 2000 psi

Este proceso de transformación hidráulica es reversible, pues proporcionaría fluido

con 2.000 psi al cilindro menor para hacer que fluya a 1.000 psi fuera del cilindro más

grande a dos veces el gasto proporcionado al cilindro menor. En cualquier caso, los

caballos de fuerza de la entrada y salida son los mismos porque ninguna pérdida ha

sido considerada.

Fluido inyectado a= 2000 psi

Area= 1 pg2

Presión= 1000 psi

Area= 2 pg2

Q2Q

Descarga

Presiones en una bomba de PistónPresiones en una bomba de Pistón

Aer = Area de la varilla del motorAer = Area de la varilla del motor

Aep = Area del Pistón del motorAep = Area del Pistón del motor

App = Area del Pistón de la bombaApp = Area del Pistón de la bomba

Apr = Area de la varilla de la bomba Apr = Area de la varilla de la bomba

Ppf = Presión fluido motrizPpf = Presión fluido motriz

Ped = Presión descarga motorPed = Presión descarga motor

Ppd = Presión descarga bombaPpd = Presión descarga bomba

Pps = Presión succión bombaPps = Presión succión bomba


En este diseño, las varillas superiores e inferiores son expuestas a la

presión del fluido motriz, Ppf. Al principio y fin de cada mitad de embolada,

breves períodos de desaceleración y aceleración ocurren, pero la mayoría

de la embolada es a velocidad constante. Para la condición de velocidad

constante, la suma de las fuerzas actuando hacia abajo debe igualar a la

suma de fuerzas actuando hacia arriba:

prpppsereppferpfd AAPAAPAPF

prpfprpppderepedu APAAPAAPF


(int)(max)max

PPps EENNqq

(int)(max)

maxPP

SP

EENN

qq

El gasto de succión de la bomba es:

El desplazamiento de la bomba requerido para cumplir con el gasto de succión deseado es como sigue:

donde, qs = gasto de succión de la bomba, B/D. qp = gasto de desplazamiento de la bomba, B/D.

N = Gasto de la bomba operando, emboladas / min.

Nmax = Máximo gasto de la bomba operando, emboladas/min Ept(max) = Máxima eficiencia de la bomba de la Fig. 2.11 Ept(int) = Eficiencia de la bomba considerando interferencia de gas y filtración la bomba.

EJEMPLO

Se requiere saber el gasto de

producción de una bomba de TR con la

siguiente información:

Gasto de succión: 250 b/día

Densidad del aceite: 40 °API

Presión de entrada a la bomba: 400 psi.

RGA: 500 ft3/bl

porcentaje de agua: 20%.

El desplazamiento requerido a 80% del

gasto y 85% de eficiencia debido a

fugas

SOLUCIÓN

De la Figura la eficiencia volumétrica teoríca es del 30%

Por lo tanto

qp = 250/(0.8 x0.3 x0.85)

= 1225 B/D.

Eficiencia volumetricas de una bomba de PistónEficiencia volumetricas de una bomba de Pistón

Sistema de Presiones y pérdidas en una Sistema de Presiones y pérdidas en una bomba de Pistónbomba de Pistón

• La presión del fluido motriz se incrementa con la profundidad porque se La presión del fluido motriz se incrementa con la profundidad porque se

incrementa la columna hidrostática en la TP, pero al mismo tiempo, se incrementa la columna hidrostática en la TP, pero al mismo tiempo, se

tienen algunas pérdidas de presión del fluido motriz por fricción en la TP y tienen algunas pérdidas de presión del fluido motriz por fricción en la TP y

las pérdidas en la bomba por fricción. las pérdidas en la bomba por fricción.

• Después que la unidad de fondo está operando el fluido motriz deberá Después que la unidad de fondo está operando el fluido motriz deberá

retornar hacia la superficie. La presión de fluido motriz a la salida de la retornar hacia la superficie. La presión de fluido motriz a la salida de la

unidad de fondo depende de la columna hidrostática de fluido en la unidad de fondo depende de la columna hidrostática de fluido en la

tubería de retorno arriba de la bomba. tubería de retorno arriba de la bomba.

• En suma ademas de esta presión las pérdidas de presión por fricción en En suma ademas de esta presión las pérdidas de presión por fricción en

el viaje a la superficie y la contrapresión en la cabeza del pozo deberá ser el viaje a la superficie y la contrapresión en la cabeza del pozo deberá ser

considerada. considerada.

• En un sistema abierto, el fluido producido del pozo saldrá de la En un sistema abierto, el fluido producido del pozo saldrá de la

unidad de fondo y se mezclará con el sobrante del fluido motriz por unidad de fondo y se mezclará con el sobrante del fluido motriz por

consiguiente encontrando la misma presión que el fluido motriz. consiguiente encontrando la misma presión que el fluido motriz.

• En un sistema cerrado la producción tendrá su propia presión En un sistema cerrado la producción tendrá su propia presión

hidrostática, pérdida de presión por fricción y contrapresión en la hidrostática, pérdida de presión por fricción y contrapresión en la

cabeza del pozo y la línea de descarga. cabeza del pozo y la línea de descarga.

• En ambos casos, la succión de la bomba será en una presión que En ambos casos, la succión de la bomba será en una presión que

variará con el gasto producido de acuerdo a la IPR del pozo. variará con el gasto producido de acuerdo a la IPR del pozo.

• La siguiente Figura muestra el sistema de presiones y las pérdidas La siguiente Figura muestra el sistema de presiones y las pérdidas

para una instalación abiertapara una instalación abierta..

Sistema de Presiones y pérdidas en una Sistema de Presiones y pérdidas en una bomba de Pistónbomba de Pistón

Sistema de Presiones en un sistema abiertoSistema de Presiones en un sistema abierto

Sistema de Presiones en un sistema cerradoSistema de Presiones en un sistema cerrado

Perdidas de Presión por fricciónPerdidas de Presión por fricción

donde,

P fr= Presión por fricción, psi.

K = Constante particular de la bomba, determinada

experimentalmente.

N = Gasto de la bomba operando, emboladas / min.

Nmax= Máximo gasto de la bomba operando,

emboladas/min.

La Pfr(min) es 50 psi, la cual ocurre a cero emboladas por

minuto. El valor de Pfr(rnax) Ocurre cuando N=Nmax.

max50 NNK

fr eP


Aquí A y B son constantes que dependen del tamaño de la TP para la cual la bomba es diseñada, y qtm es el máximo gasto total que pasa a través del motor y la bomba en una unidad en particular. Combinando las 2 ecuaciones anteriores tenemos:

tmBqfr AeP max

max)50(50 NNBq

frTMAeP

El valor de A es el mismo para todos los tamaños de TP, por ejemplo A =355. Por lo tanto puede escribirse como :

max)1.7(50 NN

Bqfr

tmeP


Para corregir por diferencias de densidad, el valor de Ppf deberá ser multiplicada por la gravedad específica del fluido motriz, Υ. Un factor de multiplicación Fv, el cual corrige para varias viscosidades, está dado por:

Con ambas correcciones, la ecuación queda:

99.0100

pf

v

vF

max)1.7)(50( NN

Bqvfr

tmeFP

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