Curso de Bombas 2005
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-
1Curso de Seleccin y Operacin de
Bombas para la Industria del Petrleo
Presentado por: Ing. Fernando Dvila T., MBA
Agosto del 2005
-
2Primera Parte
-
3CENTRIFUGA
CINETICAS
TURBINA
REGENERATIVA
EFECTOS
ESPECIALES
HORIZONTAL
RECIPROCANTES
BOMBAS VERTICAL
PALETA O ALABE
PISTON
MIEMBRO FLEXIBLE
ROTATIVAS LOBULO
ENGRANAJE
PISTON
CIRCUNFERENCIAL
TORNILLO
Clasificacin General De Bombas
-
4Definiciones
Bombas cinticas: Son las que convierten energa mecnica en energa hidrulica, por aplicacin de la fuerza
centrfuga en el interior de su carcaza.
Bombas reciprocantes: Son las bombas que utilizan un movimiento recproco para impulsar una masa de fluido
desde la cmara hacia la tubera de descarga.
Bombas rotativas: Son bombas de desplazamiento positivo con uno o varios elementos giratorios en su carcaza,
y que trabajan sin auxilio de vlvulas.
-
5Bombas Cinticas
SUCCION AL EXTREMO
(INCLUYENDO SUMERGIBLES)
ACOPLE INTEGRAL UNA
O DOS ETAPAS
EN-LINEA
IMPULSOR FLOTANTE
EN-LINEA ANSI B79.2
CENTRIFUGAACOPLE SEPARADO
UNA O DOS ETAPAS
INSTALADA EN CARCAZA
SOPORTADA EN LA LINEA
CENTRAL API-610
INSTALADA EN CARCAZA ANSI
B79.1
VOLUTA DE POZO HUMEDO
IMPULSOR DE FLUJO AXIAL
(PROPULSOR) (HORIZ. O VERT.)
CINETICAS MOTOR HERMETICOSIN SELLO
ACOPLE MAGNETICO
AXIAL (HORIZ.) TAPAS
SEPARABLES
ACOPLE INTEGRAL UNA
O DOS ETAPAS
RADIAL (VERT.) TAPAS
SEPARABLES
IMPULSOR ENTRE
COJINETES AXIAL (HORIZ.) TAPAS
SEPARABLES
ACOPLE SEPARADO
MULTIETAPAS
RADIAL (VERT.) TAPAS
SEPARABLES
ETAPA SIMPLE
PERIFERICA
TURBINA
REGENERATIVA
MULTIETAPAS
CANAL LATERAL
CENTRIFUGA REVERSIBLE
EFECTOS
ESPECIALES CAJA ROTATIVA (TUBO PITOT)
-
6Bombas Cinticas
-
7Definiciones
Bombas centrfugas: Son las ms populares de las bombas cinticas, pueden ser de varios tipos como se
puede apreciar en la grfica anterior.
Bombas de turbina regenerativa: El fluido pasa por el impulsor formando una hlice entre los alabes con un
incremento de presin uniforme. Son de bajo flujo y alta
presin.
Bombas de efectos especiales: Tienen diferentes caractersticas, como impulsores abiertos, motores
fraccionarios, acople magntico, revestimiento interno, etc.
-
8Componentes de una Bomba Componentes de una Bomba CentrCentrfugafuga
-
9Componentes de una Bomba Componentes de una Bomba CentrCentrfugafuga
-
10
Componentes de una Bomba Componentes de una Bomba CentrCentrfugafuga
-
11
Bomba Centrifuga Con Impulsor Flotante
-
12
Bombas Cinticas
-
13
Bomba Cintica De Gran Capacidad
-
14
Bombas Reciprocantes
HORIZONTAL SIMPLE-EFECTO PISTON SIMPLEX
RECIPROCANTESDUPLEX
VERTICAL DOBLE-EFECTO EMBOLO MULTIPLEX
-
15
Bombas Reciprocantes
-
16
Bombas Reciprocantes
-
17
Definiciones
Bomba reciprocante: Es la combinacin de movimiento rotativo con longitudinal con ayuda de una
biela.
Pistn: Es cuando el elemento que impulsa al fluido tiene ranuras con anillos que hacen el sello de este
elemento contra las paredes del cilindro o el liner.
Embolo: Es la varilla o eje slido con sello estacionario, el eje se desliza entre los anillos.
-
18
Bombas de Pistn
-
19
Bombas de Embolo
-
20
Bombas Centrfugas Sin Sello
Succin al Extremo
Acople Integral
En Lnea
Motor EstndarSeparado
Bomba y Motor
Vertical
Sumergida
Centrfuga
sin Sello
Acople
Separado
Mando Magntico Acople integral
Vertical
Sumergida
Tipos de Bombas Centrfugas sin sello
-
21
Bombas Centrfugas Sin Sello
-
22
Bombas Rotativas
DESPLAZAMIENTO
CONTINUO
PALETAS EN EL ROTOR
PALETA O ALABE
HOJA, BALDE,
RODILLO O
DESLIZADOR
DESPLAZAMIENTO
VARIABLE
PALETAS EN EL ESTATOR
DESPLAZAMIENTO CONSTANTE
AXIAL
DESPLAZAMIENTO VARIABLE
PISTON PISTON SIMPLE
DESPLAZAMIENTO CONSTANTE
RADIAL MULTI-PISTON
DESPLAZAMIENTO VARIABLE
TUBO FLEXIBLE
MIEMBRO FLEXIBLE ALETA FLEXIBLE
ROTATIVAS LINER FLEXIBLE
SIMPLE
LOBULO
MULTIPLE
CILINDRICO SINCRONIZADO
EXTERNO HELICOIDAL
DOBLE HELICOIDAL NO-SINCRONIZADO
ENGRANAJE
CRECIENTE
INTERNO
NO CRECIENTE
SIMPLE
PISTON
CIRCUNFERENCIAL
MULTIPLE
CAVIDAD PROGRESIVA
SIMPLE
TORNILLO Y RUEDA
TORNILLO
SINCRONIZADO
MULTIPLE
NO-SINCRONIZADO
-
23
Bombas de Desplazamiento PositivoBombas de Desplazamiento Positivo
Factores de seleccin:
Capacidad
Presin Diferencial
Viscosidad
NPSHA
Eficiencia volumtrica
Deslizamiento
-
24
Bombas de Desplazamiento PositivoBombas de Desplazamiento Positivo
Potencia
Abrasin
Corrosin
Temperatura
-
25
Bombas Rotativas
-
26
Bombas Rotativas
-
27
Bombas Rotativas
Bombas de cavidad progresiva
-
28
Bombas Rotativas
-
29
Bombas Rotativas
Bomba de tornillo
interno
Bomba de solidos
-
30
Bombas Rotativas
Bomba de engranajes
-
31
Bombas Rotativas
Bomba de engranaje
interno
-
32
Bombas Rotativas
Bomba de engranajes
helicoidales
-
33
Bombas Rotativas
Bomba de lbulos Bomba de alabes
-
34
Bombas Verticales
Eje Abierto
Pozo
Profundo
Eje Encerrado
Eje Abierto
Descarga sobre el
piso
Con Eje
Eje
Encerrado
Poca
Profundidad
Eje Abierto
Descarga bajo la
superficie
Verticales Eje
Encerrado
Boquillas En-lnea
Barril o
Cilindro
Boquilla de Sucin
en el Barril
Pozo
Sumergible
Montaje en Caja
Abierta
Poca
Profundidad
Montaje de Barril
Montaje Horizontal
En-lnea
-
35
Bombas Verticales
-
36
Bombas Verticales
-
37
Bombas Verticales
-
38
Bombas Verticales
-
39
Bombas Verticales
-
40
Bombas Verticales
-
41
Bombas Verticales
-
42
Bombas Verticales
-
43
PARTE 2
-
44
Teora y Frmulas
-
45
Teora y Frmulas
-
46
Teora y Frmulas
Carga de velocidad: Presin debida a la velocidad del fluido
hv = v2/2g
v = 0.3205 x Q/A
v = 278 x Q/A (mtrico)
Donde:
hv = pies (de liquido)
v = pies/seg. (cm./seg.)
Q = galones/minuto (metros3/hora)
A = pulgadas2 (cm2)
-
47
Teora y Frmulas
Altura de succin: Es igual a la altura esttica de succin sea esta positiva o negativa, ms la altura equivalente debida a las prdidas por friccin.
Altura total de descarga: Es la suma algebraica de la altura esttica de descarga mas todas las prdidas mas la presin final en el lado de descarga.
Altura dinmica total TDH: Es la energa impartida por la bomba al fluido, y es la diferencia entre la altura total de descarga y la altura total de succin.
-
48
Posicin de Lneas de Succin
Altura Esttica de Succin
-
49
Posicin de Lneas de Succin
Presin Esttica de Succin
-
50
Succin Negativa
Altura Esttica de Succin
Presin Esttica
Altura Esttica de descarga
-
51
Succin Positiva
Altura Esttica dedescarga
Altura Esttica
Presin deSuccin
-
52
Teora y Frmulas
Carga neta de succin positiva: Es el resultado de la carga de succin menos la presin de vapor absoluta.
NPSH = Ha Hvpa Hst Hfs
Ha = Presin absoluta sobre la superficie del liquido en pies.
Hvpa = Presin de vapor en pies de liquido equivalentes.
Hst = Altura esttica en pies sobre la lnea de centro de la bomba
Hfs = Prdidas totales en la succin en pies
-
53
Teora y Frmulas
PP
PP
+ Z+ Z
-- ZZ
L = PL = Prdida por Friccirdida por Friccinn
G.S.G.S.
G.S.G.S.
PV = PresiPV = Presin de Vapor del fluidon de Vapor del fluido
(P (P -- PV) 2.31PV) 2.31G.S.G.S.
NPSHA =NPSHA = ++ Z Z -- LL
P = PresiP = Presin en la superficie del fluidon en la superficie del fluido
G.S. = Gravedad EspecG.S. = Gravedad Especficafica
(1 psi = 2.31 ft. de agua)
-
54
Teora y Frmulas
NPSHA: Es la altura neta de succin disponible en nuestro sistema, o en nuestro equipo de bombeo, es lo que tenemos en la realidad instalada.
NPSHR: Es la altura neta de succin requerida, este es un dato del fabricante para el caudal y altura que debe suministrar la bomba en ese punto.
NPSHA > NPSHR
-
55
NPSHA
P
r
e
s
i
n
a
b
s
o
l
u
t
a
(
H
a
)
Altura de Presin de Vapor (Hvpa)
Prdidas totales en la succin (Hfs)
Altura esttica de succin (Hst)
NPSHAAltura Neta de Succin Disponible
NPSHA=2.31(Ha Hvpa)/Sp.Gr. + (Hst-Hfs)
-
56
NPSHA
LsPa
NPSHA=Pa (Vp + Ls + hf )
Fuente de fluido abierta a la atmsfera
con succin negativa
-
57
NPSHA
Pa
Lh
NPSHA=Pa + Lh (Vp + hf)
Fuente de fluido abierta a la
atmsfera con succin positiva
-
58
NPSHA
Ls
P
NPSHA = P (Ls + Vp + hf)
Fuente de suministro cerrado presurizado, y
succin negativa
-
59
NPSHA
P
Lh
NPSHA = P + Lh (Vp + hf)
Suministro cerrado y presurizado
con succin positiva
-
60
NPSHA
Si la NPSHA es insuficiente
CAVITACION
-
61
NPSHA
CAVITACION
-
62
NPSHA
CAVITACION
-
63
PARTE 3
IMPULSORES
-
64
Impulsores
Clasificacin
Con alabes rectos
Con alabes Francis o de tornillo
De flujo mixto
De flujo axial o de hlice
-
65
Impulsores Rectos
-
66
Impulsores
-
67
Impulsores de Bombas y Ventiladores
-
68
Impulsores
-
69
Impulsores
-
70
Impulsor Tipo Francis
-
71
Impulsor de flujo mixto
-
72
Impulsor de flujo axial
-
73
Impulsores
-
74
Teora
Velocidad especfica: Es la velocidad a la que un impulsor reducido de forma geomtrica igual al nuestro debera girar para suministrar un galn por
minuto a una altura de un pie.
Ns = Q1/2/H3/4
= rpm de la bomba
Q = capacidad de diseo en el punto mas eficiente
H = carga o altura en pies por etapa
-
75
Teora
Velocidad especfica de succin: ndice de la capacidad de succin y caractersticas del impulsor de la primera etapa.
S = Q1/2/NPSHR3/4
= rpm de la bomba
Q = capacidad de diseo en el punto mas eficiente
NPSHR = carga de succin neta positiva en pies en el punto de mayor eficiencia
-
76
Impulsores vs Velocidad Especfica
-
77
Impulsores vs Velocidad Especfica
-
78
Eficiencia vs. Velocidad Especfica
-
79
MODULO 2MODULO 2
-
80
PARTE 4PARTE 4
CURVAS CARACTERISTICAS DE CURVAS CARACTERISTICAS DE BOMBASBOMBAS
-
81
CARGA CARGA TOTALTOTALPIESPIES
GPMGPM
CAPACIDAD DE CARGACAPACIDAD DE CARGA
-
82
GPMGPM
CABEZACABEZADINAMICA DINAMICA TOTALTOTALPIESPIES POTENCIA POTENCIA
AL FRENOAL FRENOHPHP
CAPACIDAD DE CARGACAPACIDAD DE CARGA
-
83
TRES CLASES DE CABALLOS DE FUERZATRES CLASES DE CABALLOS DE FUERZA
ELECTRICOELECTRICOHPHP POTENCIA AL FRENOPOTENCIA AL FRENO
HPHP LIQUIDOLIQUIDOHPHP
-
84
POTENCIA POTENCIA AL FRENOAL FRENO
HPHP
GPMGPM
CABEZA CABEZA DINAMICADINAMICATOTALTOTAL(PIES)(PIES)
%%EFEF
CAPACIDAD DE CARGACAPACIDAD DE CARGA
BEPBEP
-
85
GPMGPM
CABEZA CABEZA DINAMICADINAMICATOTALTOTAL(PIES(PIES
%%EFEF
POTENCIA POTENCIA AL FRENOAL FRENO
HPHP
NPSH
CAPACIDAD DE CARGACAPACIDAD DE CARGA
-
86
LEYES DE LA AFINIDADLEYES DE LA AFINIDAD
Se aplican nicamente a bombas centrfugas
-
87
D Q H BHPD Q H BHP
D Q H BHPD Q H BHP== == == 33 22111 1 1111 2 2 2222
]DDDD
==11
22
BHPBHPBHPBHP
11
22[
33
DDDD
==11
22
HHHH
11
22[
22
]
CAMBIOS EN EL DIAMETRO DEL IMPULSORCAMBIOS EN EL DIAMETRO DEL IMPULSOR
-
88
IMP GPM CARGA BHPIMP GPM CARGA BHP
IMP GPM CARGA BHPIMP GPM CARGA BHP== == == 33 22111 1 1111 2 2 2222
]IMPIMPIMPIMP
==11
22
BHPBHPBHPBHP
11
22[
33
IMPIMPIMPIMP
==11
22
CARGACARGACARGACARGA
11
22[
22
]
CAMBIOS EN EL DIAMETRO DEL IMPULSORCAMBIOS EN EL DIAMETRO DEL IMPULSOR
-
89
Q H BHPQ H BHP
Q H BHPQ H BHP== == == 33 2211111111 222222
] ==11
22
BHPBHPBHPBHP
11
22[
33
==11
22
HHHH
11
22[22
]
CAMBIOS DE VELOCIDADCAMBIOS DE VELOCIDAD
-
90
RPM GPM CARGA BHPRPM GPM CARGA BHP
RPM GPM CARGA BHPRPM GPM CARGA BHP== == == 33 2211111111 222222
]RPMRPMRPMRPM ==11
22
BHPBHPBHPBHP
11
22[
33
RPMRPMRPMRPM
==11
22
CARGACARGACARGACARGA
11
22[
22
]
CAMBIOS DE VELOCIDADCAMBIOS DE VELOCIDAD
-
91
AplicaciAplicacin de las Leyes de la n de las Leyes de la AfinidadAfinidad
-
92
CABEZA CABEZA DINAMICADINAMICATOTALTOTAL(PIES(PIES
GPMGPM
CAPACIDAD DE CARGACAPACIDAD DE CARGA
-
93
Curvas Caractersticas de Bombas
-
94
Curvas Caractersticas de Bombas
-
95
Curvas Detalladas de Bombas
-
96
Curvas Detalladas de Bombas
-
97
Curvas Detalladas de Bombas
-
98
Curvas Detalladas de Bombas
-
99
Curvas Detalladas de Bombas
-
100
Curvas Detalladas de Bombas
-
101
Curvas Detalladas de Bombas
Interpolando el tamao del impulsor
-
102
Curvas Detalladas de Bombas
-
103
Curva de Bomba de Flujo RadialCurva de Bomba de Flujo Radial
-
104
Curva de Bomba de Flujo AxialCurva de Bomba de Flujo Axial
-
105
PARTE PARTE 55
CURVAS EN SISTEMAS DE BOMBEOCURVAS EN SISTEMAS DE BOMBEO
-
106
Sistemas de Bombeo
-
107
Sistemas de Bombeo
-
108
Sistemas de Bombeo
Para iniciar el diseo de un Sistema:
Preparar un bosquejo general del sistema de bombeo.
Dibujar un diagrama del sistema con todos sus componentes.
Poner referencias de niveles, alturas, presiones.
Calcular prdidas en lneas de succin y descarga.
Dibujar la curva del sistema Caudal vs. Presin.
Los caudales utilizados son los mismos que usaremos para seleccionar la bomba.
-
109
Esquemtico del Sistema
Altura Esttica dedescarga
Altura Esttica = Z
Ps
Pd
Altura fija del sistema = [(144Pd/w)+Z] (144Ps/w)
-
110
Curva de un Sistema
90
90
A
l
t
u
r
a
F
i
j
a
d
e
l
S
i
s
t
e
m
a
=
[
(
1
4
4
P
d
/
w
)
+
Z
]
-
(
1
4
4
P
s
/
w
)
Curva de la Presin Total
de la Bomba
Curva de la Presin Total
del Sistema
11/25/2001
CURVA DE UN SISTEMA
1
1
/
2
5
/
2
0
0
1
A
L
T
U
R
A
O
P
R
E
S
I
O
N
11/25/2001
RATA DE FLUJO00
-
111
Anlisis del Sistema
Determinar el inicio de la curva de acuerdo a la
presin que debemos tener al final de nuestro sistema
mas las alturas que varen en el recorrido (suma
algebraica).
Poner valores de presin con el correspondiente
caudal que necesitaremos en ese punto y vamos
graficando la curva del sistema.
Insertamos en el mismo cuadro la curva de la bomba
que vamos a utilizar, y observamos el punto donde se
cruzan las dos lneas.
-
112
Anlisis del Sistema
El punto donde se cruzan las dos curvas deber estar
coincidiendo o muy cerca del punto BEP de la bomba.
Si no nos coincide o est muy alejado, reiniciar el
procedimiento con la curva de otra bomba que se
ajuste mejor a nuestras necesidades.
-
113
CAPACIDAD GPMCAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
0 100 200 300 400 500 600 7000
25
75
100
125
150
175
200
225
250
275
50BEP = 400 BEP = 400 gpmgpm @ 163 pies@ 163 pies
CURVA DE CARGA DEL SISTEMACURVA DE CARGA DEL SISTEMA
-
114
Necesidad del Sistema = 400 gpm @ 163 piesNecesidad del Sistema = 400 gpm @ 163 pies
Carga EstCarga Esttica = 50 piestica = 50 pies
PPrdidas por friccirdidas por friccin a 400 gpm es (163 pies n a 400 gpm es (163 pies -- 50pies) 50pies) = 113 pies= 113 pies
Utilizar las Leyes de la Afinidad y encontrar la curva Utilizar las Leyes de la Afinidad y encontrar la curva respectiva.respectiva.
CURVA DE CARGA DEL SISTEMACURVA DE CARGA DEL SISTEMAAPROXIMADOAPROXIMADO
-
115
CAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
0 100 200 300 400 500 600 7000
25
75
100
125
150
175
200
225
250
275
50
CARGA ESTATICACARGA ESTATICA
Resultado de los cResultado de los clculos:lculos:@ 150 = 15.9 + 50 = 65.9@ 150 = 15.9 + 50 = 65.9@ 300 = 63.6 + 50 = 113.6@ 300 = 63.6 + 50 = 113.6@ 450 = 143 + 50 = 193@ 450 = 143 + 50 = 193
15.915.9
63.663.6
143143
Sistema OriginalSistema Original@ 400 =163@ 400 =163
CURVA DE CARGA DEL SISTEMACURVA DE CARGA DEL SISTEMA
-
116
CAPACIDAD GPMCAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
10
30
40
50
60
70
80
90
100
20
BEP 7000 GPM @ 50 PIES 1150 RPMBEP 7000 GPM @ 50 PIES 1150 RPMDeterminar VelocidadDeterminar Velocidad @ 3000 GPM@ 3000 GPM
Cambio en el Sistema variando la velocidad
-
117
BEP = 7000 GPM @ 50 Pies Carga 1150 RPMBEP = 7000 GPM @ 50 Pies Carga 1150 RPM
AnAnlisis:lisis:
Encontramos que la Carga EstEncontramos que la Carga Esttica es 40 piestica es 40 pies
Componente de fricciComponente de friccin a 7000 GPM es (50 n a 7000 GPM es (50 -- 40) o 10 pies40) o 10 pies
Utilice las Leyes de la Afinidad y haga la curva completa del Utilice las Leyes de la Afinidad y haga la curva completa del sistemasistema
CURVA DE CARGA DEL SISTEMACURVA DE CARGA DEL SISTEMAAPROXIMADOAPROXIMADO
-
118
CAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
10
30
40
50
60
70
80
90
100
20
BEP 7000 GPM @ 50 PIES 1150 RPMBEP 7000 GPM @ 50 PIES 1150 RPMDeterminar velocidad @ 3000 GPMDeterminar velocidad @ 3000 GPM
Carga de sistema a 3000 GPM es 41.5 PiesCarga de sistema a 3000 GPM es 41.5 Pies
CARGA ESTATICACARGA ESTATICA
CURVA DE CARGA DEL SISTEMACURVA DE CARGA DEL SISTEMA
-
119
CAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
10
30
40
50
60
70
80
90
100
20
@ 3000 GPM Carga = 41.5 Pies@ 3000 GPM Carga = 41.5 Pies? = RPM? = RPM
Curva 1150 RPMCurva 1150 RPM
CARGA ESTATICACARGA ESTATICA
CambioCambio de de VelocidadVelocidad
Curva ? RPMCurva ? RPM
-
120
QuQu hacemos para determinar esa velocidad?hacemos para determinar esa velocidad?
Primero asumimos que el punto 3000 GPM 41.5 pies se moverPrimero asumimos que el punto 3000 GPM 41.5 pies se movera una carga y capacidad ma una carga y capacidad ms altas.s altas.
Como guComo gua podemos elegir alga podemos elegir algn porcentaje de flujo mas alto que n porcentaje de flujo mas alto que 3000 GPM, como: 3750, 4000, o 4500. Usaremos 4000 GPM.3000 GPM, como: 3750, 4000, o 4500. Usaremos 4000 GPM.
Ahora aplicamos las leyes de afinidad para determinar la Ahora aplicamos las leyes de afinidad para determinar la nueva carga a 4000 GPM.nueva carga a 4000 GPM.
Unimos ese punto con la intersecciUnimos ese punto con la interseccin y encontramos los datos faltantes n y encontramos los datos faltantes para poder aplicar las Leyes de la Afinidad y determinar la velopara poder aplicar las Leyes de la Afinidad y determinar la velocidad.cidad.
Como procederComo proceder
-
121
PARTE PARTE 66
FACTORES DE CORRECCION PARA FACTORES DE CORRECCION PARA LIQUIDOS VISCOSOSLIQUIDOS VISCOSOS
-
122
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
Las pruebas para tener las curvas de rendimiento se hacen siempre con agua limpia a temperatura ambiente.
Si tenemos un lquido viscoso, debemos adaptar las curvas a las nuevas condiciones, para poder escoger la bomba.
Las mas afectadas con cambio de viscosidad son las centrfugas.
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123
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
En las rotativas se afecta el efecto de deslizamiento.
En las de tornillo, la velocidad de giro esten funcin de la viscosidad.
En las reciprocantes, se afectan la potencia del motor y la regulacin de las vlvulas
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124
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
Accin de la viscosidad en un fluido
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125
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
Los cuadros de correccin no son exactos, son referenciales
No se debe extrapolar
Sirven solo con bombas convencionales
Deben tener un adecuado NPSH para evitar la cavitacin
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126
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
Qvis = Capacidad viscosa, gpm
Hvis = Altura viscosa, pies
Evis = Eficiencia viscosa, %
bhpvis = Potencia viscosa, bhp
Qw = Capacidad en agua, gpm
Hw = Altura cuando bombea agua, pies
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127
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
sp gr = gravedad especfica
CQ = Factor de correccin de Capacidad
CH = Factor para altura
CE = Factor de rendimiento
1.0 QW = Capacidad con Agua a la cual se obtiene mxima eficiencia
-
128
Consideraciones GeneralesConsideraciones Generales
Qvis = CQ X QW
HVIS = CH X HW
EVIS = CE X EW
bhpvis= (QVIS x HVIS x sp gr)/(3,960 x EVIS)
QW(approx.) = QVIS/CQ
HW(approx.) = HVIS/CH
-
129
CorrecciCorreccin para Ln para Lquidos quidos ViscososViscosos
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130
CorrecciCorreccin para Ln para Lquidos quidos ViscososViscosos
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131
CorrecciCorreccin para ln para lquidos viscosos con quidos viscosos con capacidades menores a 100 capacidades menores a 100 gpmgpm
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132
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Problema:
Seleccionar una bomba que suministre 750 gpm a 100 pies de altura de un
lquido con 1,000 SSU de viscosidad y una gravedad especfica de 0.9 a
temperatura de bombeo.
1. Utilice el grfico para correccin de lquidos viscosos para capacidades
mayores a 100 gpm.
2. Encuentre los factores de correccin para tener el equivalente si
utilizara agua.
3. Entregue el resultado o comprelo con sus compaeros de grupo.
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133
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Solucin:
1. En el cuadro busque el punto de 750 gpm y vaya verticalmente hasta
encontrar la lnea de 100 pies, siga hacia la derecha hasta topar con la
lnea de 1,000 SSU, y luego siga verticalmente hasta encontrar los
factores de correccin C, CE= 0.635, CQ = 0.95, CH = 0.92 para QN =
1.0 (capacidad al BEP)
2. Calcule los valores de caudal y carga para un equivalente con agua.
3. Calcule QW = QVIS/CQ = 750/0.95 = 789.5 gpm
4. Calcule HW = HVIS/CH = 100/0.92 = 108.8 pies 109 pies
5. Seleccione una bomba para esa capacidad y altura con agua y determine
la eficiencia adecuada cercana al punto de mxima eficiencia.
-
134
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
135
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
136
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
6. Calcule la potencia para bombear el lquido viscoso: bhp = (QVIS x
HVIS x sp. gr.) / (3,960 x EVIS)
7. Calcule EVIS = CE x EW y tendremos la eficiencia con el lquido
viscoso.
Para este ejemplo, si decimos que la eficiencia (BEP) es de 81%,
entonces tendremos:
EVIS = CE x EW = 0.635 x 0.81 = 51.5%
bhp = (QVIS x HVIS x sp. gr.) / (3,960 x EVIS) = (750 x 100 x 0.90)/(3,960
x 0.515) = 33.1 hp
-
137
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Conclusin:
Entonces tendremos que seleccionar una bomba, para un caudal de 790
gpm @ 109 pies de altura, y tendremos que pedirla con un motor
de 33.1 hp (el tamao comercial que cubra esta necesidad ser de
40 hp), para poder bombear 750 gpm a 100 pies de altura, de un
liquido viscoso con 1,000 SSU de viscosidad y 0.9 de gravedad
especfica.
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138
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Problema:
Seleccione una bomba para poder bombear adecuadamente 500 gpm de
un liquido de 3,000 SSU contra una altura de 150 pies, con una
gravedad especfica de 0.9 a la temperatura de bombeo.
1. Utilice el grfico para correccin de lquidos viscosos para
capacidades mayores a 100 gpm.
2. Encuentre los factores de correccin para tener el equivalente si
utilizara agua.
3. Entregue el resultado o comprelo con sus compaeros de grupo.
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139
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Solucin:
1. Procedemos como en el caso anterior, tomamos el punto de 500
gpm, vamos verticalmente hasta encontrar la interseccin con la
lnea de 150 pies, vamos hacia la derecha a encontrar la lnea de
3,000 SSU y continuamos verticalmente hacia arriba.
2. Determine CQ = 0.80 y CH = 0.81 del cuadro
3. Capacidad de agua, QW = 500/0.8 = 625 gpm
4. Altura de agua, QH = 150/0.81 = 185 ft
5. Para 625 gpm, 185 ft, 3,000 SSU, la figura nos d CQ = 0.83, CH =
0.84 y CE = 0.42
6. Ajustamos la capacidad de agua:
QW x 0.8/0.83 = 602 gpm
-
140
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
141
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
142
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
7. Ajuste la altura de agua:
HW x 0.81/0.84 = 178 ft
8. Seleccione la bomba para 602 gpm, 178 ft, y determine la
eficiencia de agua del grfico del fabricante
9. Asumiendo una eficiencia de agua en este caso de 75 %, entonces
la eficiencia viscosa EV = 0.75 x 0.42 = 0.315 31.5%
10. Para una gravedad especfica de 0.9
Bhp = gpm x ft of head x sp.gr./(3960 x eff.) = 500x150x0.9/(3960
x 0.315) = 54 hp
-
143
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
144
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
145
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Conclusin:
Entonces tendremos que seleccionar una bomba, para un caudal de 602
gpm @ 178 pies de altura, y tendremos que pedirla con un motor
de 54 hp (el tamao comercial que cubra esta necesidad ser de 60
hp), para poder bombear 500 gpm a 150 pies de altura, de un
liquido viscoso con 3,000 SSU de viscosidad y 0.9 de gravedad
especfica.
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146
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Problema:
Seleccione una bomba para un caudal de 45 gpm de un fluido de 1,000
SSU, con una altura total de 100 pies. El fluido tiene una gravedad
especfica de 0.9 a la temperatura de bombeo.
1. Utilice el grfico para correccin de lquidos viscosos para
capacidades hasta 100 gpm.
2. Encuentre los factores de correccin para tener el equivalente si
utilizara agua.
3. Entregue el resultado o comprelo con sus compaeros de grupo.
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147
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Solucin:
1. Procedemos como en el caso anterior, tomamos el punto de
45gpm, vamos verticalmente hasta encontrar la interseccin con la
lnea de 100 pies, vamos hacia la derecha a encontrar la lnea de
1,000 SSU y continuamos verticalmente hacia arriba.
CQ = 0.60, CH = 0.90 y CE = 0.25
Calculamos: QW =45/0.60 = 75 gpm
Calcule: HW = 100/0.90 = 111 ft
-
148
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
-
149
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
-
150
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Hay que elegir una bomba que entregue 75 gpm a 111ft.
La bomba deber operar cerca de su eficiencia mxima de agua, si
sta es 81%, entonces EV = 0.81x 0.25 = 0.203 = 20.25%
Bhp = gpm x ft of head x sp.gr./(3960 x eff.) = 75x111x0.9/(3960
x 0.2025) = 9.34 hp
PV = 10 hp
-
151
CorrecciCorreccin De Viscosidadn De Viscosidad
Conclusin:
Entonces tendremos que seleccionar una bomba, para un caudal de 75
gpm @ 111 pies de altura, y tendremos que pedirla con un motor de 9.34
hp (el tamao comercial que cubra esta necesidad ser de 10 hp), para
poder bombear 45 gpm a 100 pies de altura, de un liquido viscoso con
1,000 SSU de viscosidad y 0.9 de gravedad especfica.
-
152
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
Determinar la curva aproximada de
rendimiento de una bomba para trabajar
con aceite que tiene una gravedad
especfica de 0.9 y una viscosidad de
1000 SSU (216 centistokes)
-
153
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
Note que en la curva de la bomba el BEP
(1.0 x Qn) es con 750 gpm.
Calcule el caudal para 0.6xQn, 0.8xQn,
1.0xQn, y 1.2xQn para agua de acuerdo a
la siguiente tabla:
-
154
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
155
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
156
Tabla de correcciTabla de correccin de n de viscosidadviscosidad
-
157
GrGrfico de Correccifico de Correccin de n de ViscosidadViscosidad
-
158
PPrdidas por Friccirdidas por Friccin en Viscososn en Viscosos(pies/100 pies de tuber(pies/100 pies de tubera)a)
-
159
MODULO 3MODULO 3
-
160
PARTE 7PARTE 7
CARACTERISTICAS DE CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMASLOS SISTEMAS
-
161
Sistema de BombeoSistema de Bombeo
Un Sistema comprende:Un Sistema comprende:
TuberTuberasas
AccesoriosAccesorios
BombasBombas
Equipos de procesoEquipos de proceso
RecipientesRecipientes
Diferencias de nivelesDiferencias de niveles
Cualquier elemento entre el fluido de succiCualquier elemento entre el fluido de succin y la n y la descarga final.descarga final.
-
162
Sistemas ComplejosSistemas Complejos
Si un sistema es muy complejo......
DIVIDALO EN RAMALES O SECCIONES!
Luego hay que sumar las prdidas y caudales para establecer las
necesidades reales de todo el sistema
-
163
Varias BombasVarias Bombas
Si tenemos varias bombas en el sistema, el
flujo ser determinado tomando en cuenta el
rendimiento combinado de todas las
bombas que operen simultneamente.
Cuidado!: Verificar si las bombas estn
instaladas en serie o en paralelo antes de
sumar caudales o presiones.
-
164
Condiciones de OperaciCondiciones de Operacinn
Todo sistema tiene condiciones fijas de Todo sistema tiene condiciones fijas de operacioperacinn
A cada altura corresponde un determinado A cada altura corresponde un determinado flujoflujo
Cuidar los cambios incontrolables o Cuidar los cambios incontrolables o debidos a procesodebidos a proceso
-
165
Condiciones de OperaciCondiciones de Operacinn
Para dibujar las curvas considerar:Para dibujar las curvas considerar:
La condiciLa condicin mas favorablen mas favorable
La condiciLa condicin mas desfavorablen mas desfavorable
Encontrar los puntos de intersecciEncontrar los puntos de interseccin n de las curvasde las curvas
-
166
DeterminaciDeterminacin de rango de un sisteman de rango de un sistema
90
90
Curva de la Presin Total
de la Bomba
Curva de la Presin
Mnima Total del Sistema
1/26/2002
CURVAS DE UN SISTEMA
00
90
Curva de la Presin
Mxima Total del Sistema
A
l
t
u
r
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d
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P
r
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B
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y
d
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S
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m
a
Caudal del Sistema
Curva de Prdidas del
Sistema
Flujo 1 Flujo 2
-
167
Variaciones en un sistema por regulaciVariaciones en un sistema por regulacinn
90
Curva de la Bomba con
Velocidad e Impeller
Nominales
Curva de Presin del
Sistema
00
90
Curva del Sistema con
Regulacin
A
l
t
u
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a
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B
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d
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a
Caudal del Sistema
Altura de Presin
Esttica
Flujo 1 Flujo 2
90
Curva de la Bomba con
Velocidad e Impeller
Menores
12
3
Altura de Prdidas
-
168
Variaciones en un sistema por regulaciVariaciones en un sistema por regulacinn
90
Curva de la Bomba con
Velocidad e Impeller
Nominales
Curva de Presin del
Sistema
00
90
Curva del Sistema con
Regulacin
A
l
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B
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S
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a
Caudal del Sistema
Altura de Presin
Esttica
Flujo 1 Flujo 2
90
Curva de la Bomba con
Velocidad e Impeller
Menores
12
3
Altura de Prdidas
BEP
Si tenemos una vlvula parcialmente cerrada Si reducimos la velocidad
o el impulsor
-
169
PARTE PARTE 88
ENERGIA, ALTURA DEL SISTEMA, ENERGIA, ALTURA DEL SISTEMA, GRADIENTE HIDRAULICAGRADIENTE HIDRAULICA
-
170
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
Para un fluido incompresible en un
flujo estable sin prdidas, la energa en
cualquier punto es la suma de la carga
de velocidad, carga de presin, y de
altura, y esta suma es constante a lo
largo de toda la tubera.
-
171
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
Energa Potencial = z
-
172
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
Energa cintica = V2/2g
-
173
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
Energa de Presin = p/
-
174
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
H = VH = V22/2g + 144p/w + Z/2g + 144p/w + Z
V = velocidad, pies/seg
g = aceleracin de la gravedad = 32.17 pies/seg2
p = presin (+ -) lb/plg2 manomtrica o absoluta
w = peso especfico del liquido, lb/pie3
Z = elevacin sobre (+) o debajo de la referencia (-) en pies
-
175
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
H = VH = V22/2g + 144p/w + Z/2g + 144p/w + Z
EnergEnerga = carga de velocidad + carga de presia = carga de velocidad + carga de presin + n +
carga de altura carga de altura
-
176
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
La interrelacin entre altura, presin, y
velocidad.
-
177
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
La relacin de energas.
-
178
Teorema de Teorema de BernoulliBernoulli
La relacin de energas.
-
179
Gradientes de EnergGradientes de Energa Hidra Hidrulicaulica
Plano dereferencia
Bomba
G. E.
G. H.
Altura de SuccinTotal Punto 1
2
3
Altura deElevacin
Altura dePresin
4
Altura deVelocidad
Altura de Prdidaspor Friccin
Gradiente deEnerga G.E.
GradienteHidrulica G.H.
Altura Totalde la Bomba
144 pd/w
Vd2/2g
Zd
1(-)Zs
V2s/2g
Prdidas
de codos
y tuberas
Prdidas
de
entrada
-
+
Altura Total deDescarga de la Bomba
Prdidas
a la salida
-144 ps/w
-
180
Desarrollo del GrDesarrollo del Grficofico
TH TH = = HHdd HHss
= (V= (Vdd22/2g + 144 /2g + 144 ppdd//wwdd + + ZZdd) ) (V(Vss2
2/2g + 144 /2g + 144 ppss//wwss + + ZZss))
PP = = PdPd PsPs
THTH = 144= 144P/wP/w
VV = = gpmgpm x 0.408/Dx 0.408/Dii2 2 (en cualquier punto)(en cualquier punto)
-
181
PARTE PARTE 99
CURVAS DE ALTURA TOTAL, CURVAS DE ALTURA TOTAL, DIFERENCIAS ENTRE LOS DIFERENCIAS ENTRE LOS
SISTEMASSISTEMAS
-
182
Altura estAltura esttica tica vsvs altura de succialtura de succinn
Interrelacin de las distintas alturas en un sistema de bombeo
-
183
Curvas de un sistema con succiCurvas de un sistema con succin positiva, n positiva,
carga de presicarga de presin negativa.n negativa.
-
184
Curva de un sistema con succiCurva de un sistema con succin y carga de n y carga de
presipresin positivas.n positivas.
-
185
Curva de una bomba con regulaciCurva de una bomba con regulacin de n de
velocidad.velocidad.
-
186
MODULO 4MODULO 4
-
187
PARTE 10PARTE 10
PPRDIDAS DE PRESIRDIDAS DE PRESINN
-
188
QuQu causan las pcausan las prdidas de presirdidas de presinn
Definicin: La resistencia al flujo o paso del fluido a travs de todo el recorrido de la tubera
o por el interior de sus vlvulas y accesorios es
lo que nos causa las prdidas de presin.
RESISTENCIA FRICCIRESISTENCIA FRICCINN
-
189
FLUJO LAMINAR Y TURBULENTOFLUJO LAMINAR Y TURBULENTO
Flujo laminar si Re < 2,000Flujo laminar si Re < 2,000
Flujo turbulento si Re > 2,000Flujo turbulento si Re > 2,000
Re = V*D/Re = V*D/
Re = nRe = nmero de mero de ReynoldsReynolds
V = velocidad promedio en la tuberV = velocidad promedio en la tubera pies/seg.a pies/seg.
D = diD = dimetro interno, piesmetro interno, pies
= viscosidad cinem= viscosidad cinemtica del liquido, piestica del liquido, pies22/seg./seg.
-
190
CClculo de la friccilculo de la friccinn
La frmula de DARCY WEISBACH es la ms utilizada
La friccin aumenta con la rugosidad de la
tubera
La friccin aumenta con el rea de contacto
La friccin aumenta con la velocidad
La friccin aumenta con la viscosidad
-
191
CClculo de la friccilculo de la friccinn
La friccin disminuye con la densidad
La friccin disminuye con el aumento del
dimetro
-
192
PPrdidas de altura por friccirdidas de altura por friccinn
f LVf LV22
hhff ==
D 2gD 2g
f = factor de rozamiento o friccin
L = longitud de la tubera, pies
D = dimetro interior, pies
V = velocidad media, pies/seg.
g = aceleracin de la gravedad, 32.17 pies/seg.2
-
193
HazenHazen -- WilliamsWilliams
Para calcular prdidas en tuberas con agua en circulacin, bajo
condiciones turbulentas:
V = 1.318 C rV = 1.318 C r0.630.63 SS0.540.54
V = V = velocidad media, pies/seg.velocidad media, pies/seg.
C = C = factor de rozamiento basado en la rugosidadfactor de rozamiento basado en la rugosidad
r = r = radio hidrradio hidrulico (ulico (rea liquida/perrea liquida/permetro metro hhmedo) medo) D/4 para tuberD/4 para tubera llena, piesa llena, pies
S =S = gradiente hidrgradiente hidrulica o pulica o prdida de altura por rdida de altura por friccifriccin por unidad de longitud de tubern por unidad de longitud de tubera, a, pies/piespies/pies
-
194
PARTE 11PARTE 11
ECONOMECONOMA DE UN SISTEMA A DE UN SISTEMA DE BOMBEODE BOMBEO
-
195
COSTOS DIRECTOSCOSTOS DIRECTOS
Conjunto motor, bomba y accesorios
Transporte (Interno, exportacin, traslados)
Bases, fundaciones, estructuras
Tuberas de interconexin
Controles e instrumentacin
-
196
COSTOS INDIRECTOSCOSTOS INDIRECTOS
Gastos generales
Ingeniera, diseo, inspeccin, pruebas
Presupuestos y adquisiciones
Otros gastos, seguros, herramientas
-
197
COSTOS DE OPERACICOSTOS DE OPERACINN
Energa, vapor, combustible, electricidad
Lubricantes y otros materiales
Agua de enfriamiento, tratamiento
Trabajos de mantenimiento y conservacin
Partes y repuestos
-
198
RESULTADOS ESPERADOSRESULTADOS ESPERADOS
SELECCIN PTIMA = MAYOR BENEFICIO
SELECCIN ADECUADA = BAJOS COSTOS DE OPERACIN
SELECCIN APROPIADA = POCO MANTENIMIENTO
-
199
PARTE 12PARTE 12
DESARROLLO DE UN DESARROLLO DE UN SISTEMA DE BOMBEOSISTEMA DE BOMBEO
-
200
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
Un error muy comn = acumulacin de factores de seguridad
Resultado = costos elevados de operacin
-
201
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
0
140
20
40
60
80
100
120
% CAUDAL REQUERIDO
20 40 60 80 100 120 140 160
%
A
L
T
U
R
A
R
E
Q
U
E
R
I
D
A
E - C
Hp - C
H - C
4
3
1
2
5
6
7
-
202
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
-
203
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
Estabilizador de
Succin
-
204
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
Amortiguador de Pulsaciones
-
205
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
Amortiguador de Pulsaciones
-
206
ESPECIFICACIESPECIFICACIN DE LA BOMBAN DE LA BOMBA
Al determinar la capacidad, considerar la situacin extrema
Pedir al fabricante ajustarse a los datos de diseo
Evitar el sobre dimensionado
Evitar el sub dimensionado
-
207
BOMBA SOBREDIMENSIONADABOMBA SOBREDIMENSIONADA
Nuestra bomba estar sobredimensionada si obtenemos:
RUIDO
VIBRACIONES
BAJO AMPERAJE
-
208
MODULO 5MODULO 5
-
209
PARTE 13PARTE 13
ESTACIONES DE BOMBEOESTACIONES DE BOMBEO
-
210
GENERALIDADESGENERALIDADES
Instalaciones de Bombas mltiples
Tomar en cuenta la interaccin de las
curvas de las distintas bombas
Considerar la interrelacin entre la curva
de la bomba con la del sistema
Conocer el comportamiento del sistema
-
211
CURVA DE SISTEMA Y BOMBACURVA DE SISTEMA Y BOMBA
90
Curva de la Bomba
Curva del Sistema
00
90
Curva del Sistema con
Regulacin
A
l
t
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a
d
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B
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y
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S
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m
a
Caudal del Sistema
Punto de
Operacin
-
212
CURVA DE SISTEMA Y BOMBACURVA DE SISTEMA Y BOMBA
La forma de la curva del sistema la va
dando el incremento de flujo versus las
prdidas
El punto de operacin est en la
interseccin de las curvas
Si se regula el flujo con una vlvula, las
prdidas aumentan por la restriccin
-
213
ALTURA DE PRESIALTURA DE PRESIN POSITIVAN POSITIVA
90
Curva de la Bomba
Curva de Presin del
Sistema
00
90
Curva del Sistema con
Regulacin
A
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a
Caudal del Sistema
Altura de Presin
Esttica Positiva
Altura de Prdidas
del Sistema
Punto de
Operacin
-
214
ALTURA DE PRESIALTURA DE PRESIN POSITIVAN POSITIVA
La carga esttica o presin final de
proceso no cambia la forma de la curva,
slo desplaza el origen
Las prdidas del sistema se contabilizan
desde el inicio
La disminucin de flujo obliga a aumentar
la presin, y las prdidas por la restriccin
se suman
-
215
ALTURA DE PRESIALTURA DE PRESIN N NEGATIVANEGATIVA
90
Curva de la Bomba
Curva de Presin del
Sistema
0
0
A
l
t
u
r
a
d
e
P
r
e
s
o
n
d
e
l
a
B
o
m
b
a
y
d
e
l
S
i
s
t
e
m
a
Caudal del Sistema
Altura de Presin de
Succin
Altura de Prdidas
del Sistema
Punto de
Operacin
- H
-
216
ALTURA DE PRESIALTURA DE PRESIN N NEGATIVANEGATIVA
Estos sistemas pueden muchas veces
funcionar slo por sifn.
Si se requiere mucho flujo, se utiliza una
bomba de caudal
Cuando tenemos pocas prdidas para
vencer, la curva del sistema se vuelve
plana, muy poco pronunciada
-
217
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
218
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
219
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
220
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
221
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
Agente reductor de friccin
-
222
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
223
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
224
ESTACION DE BOMBEOESTACION DE BOMBEO
-
225
SISTEMAS DE BOMBEO EN SERIE SISTEMAS DE BOMBEO EN SERIE Y EN PARALELOY EN PARALELO
PARTE 14PARTE 14
-
226
Bombas en ParaleloBombas en Paralelo
-
227
Bombas en ParaleloBombas en Paralelo
-
228
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 800000
20
40
60
80
100
120
140
Bomba Bomba nicanica
2 2 BombasBombas en en ParaleloParalelo
CAPACIDAD GPMCAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
OPERACION PARALELAOPERACION PARALELA
(Slo las bombas, sin sistema)
-
229
BOMBAS EN PARALELOBOMBAS EN PARALELO
A
L
T
U
R
A
D
E
P
R
E
S
I
O
N
CAUDAL
50% 100%
100%
Dos Bombas enParalelo
Una Bomba
B
A
A
Altura Totaldel Sistema 1
Q1 Q1
Altura Totaldel Sistema 2
B
-
230
BOMBAS EN PARALELOBOMBAS EN PARALELO
-
231
BOMBAS EN PARALELOBOMBAS EN PARALELO
-
232
BOMBAS EN PARALELOBOMBAS EN PARALELO
-
233
Bombas en ParaleloBombas en Paralelo
Se debe conocer bien la curva del sistema
para seleccionar si se ponen dos, tres o
mas bombas en serie
Si son bombas idnticas los caudales se
incrementan en igual proporcin
Se debe ir ajustando la curva del sistema
con los caudales aportados
-
234
Bombas en SerieBombas en Serie
-
235
OPERACION EN SERIEOPERACION EN SERIE
CAPACIDAD GPMCAPACIDAD GPM
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
C
A
R
G
A
T
O
T
A
L
P
I
E
S
0 100 200 300 400 500 600 7000
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
2 2 BombasBombas en en SerieSerie
BombaBomba nicanica
-
236
Bombas trabajando en serieBombas trabajando en serie
A
L
T
U
R
A
D
E
P
R
E
S
I
O
N
CAUDAL
100%
100%
Dos Bombas enSerie
Una Bomba
B
A
A
Altura Totaldel Sistema 1
Altura Totaldel Sistema 2
B
H
1
H
1
-
237
Bombas trabajando en serieBombas trabajando en serie
Los caudales se mantienen, el mismo
caudal pasa de la una a la otra bomba
La presin se aumenta en la suma de los
diferenciales de las bombas en serie
Se deben conocer las necesidades reales
del sistema
-
238
OperaciOperacin Serie n Serie -- ParaleloParalelo
A
L
T
U
R
A
D
E
P
R
E
S
I
O
N
CAUDAL
Dos Bombas enSerie
Una Bomba
Altura Totaldel Sistema 1
H
1
H
1
Dos Bombas enParalelo
Altura Totaldel Sistema 2
-
239
PERFILES DE PRESIPERFILES DE PRESIN EN N EN OLEODUCTOSOLEODUCTOS
PARTE 15PARTE 15
-
240
GENERALIDADESGENERALIDADES
-
241
GENERALIDADESGENERALIDADES
Debe ajustarse a la realidad del terreno
Sirve para determinar los puntos de
control
Es un mapa de las presiones de
operacin
Sirven para ubicar a las Estaciones de
Bombeo
-
242
Esquema de un perfil de presiEsquema de un perfil de presinn
-
243
Perfil de PresiPerfil de Presin para pruebas n para pruebas hidrosthidrostticasticas
-
244
Ruta Montaosa
-
245
Caso 1, Aumento de presin a la entrega
-
246
Caso 2, Salida de la Estacin C
-
247
Caso 3, Salida de la Estacin B
-
248
Caso 4, Aumento de presin de entrega y de prdidas
en cada seccin.
-
249
MODULO 6MODULO 6
-
250
PARTE 16PARTE 16
ESTACIONES REDUCTORAS ESTACIONES REDUCTORAS DE PRESIDE PRESINN
-
251
GENERALIDADESGENERALIDADES
Las estaciones reductoras se utilizan para proteger la tubera contra presiones extremas mayores a las de diseo.
Estas condiciones pueden darse por recuperacin de altura luego de un cruce de montaa
Son lo contrario a las estaciones de bombeo, retiran la energa potencial absorbida por el fluido
Las vlvulas reductoras se instalan en paralelo, y las estaciones reductoras se instalan en serie.
-
252
EstaciEstacin Reductora de Presin Reductora de Presinn
-
253
DetallesDetalles
Una Estacin Reductora de Presin debe contar con los
siguientes equipos:
Lanzador y receptor de limpiadores (Pigs)
Un filtro para partculas que puedan afectar los asientos
de las vlvulas
Vlvulas reductoras en suficiente nmero para manejar
el caudal y la presin de llegada
Equipos complementarios, sistemas contra incendios,
generador de emergencia, sala de control, etc.
-
254
EstaciEstacin Reductora de Presin Reductora de Presinn
ESTACIESTACIN REDUCTORA EN CONSTRUCCIN REDUCTORA EN CONSTRUCCINN
FILTROSVALVULAS REDUCTORAS
-
255
VVlvula Reductora de Presilvula Reductora de Presinn
-
256
PARTE 17
PPRDIDAS DE PRESIRDIDAS DE PRESIN EN N EN OLEODUCTOSOLEODUCTOS
-
257
GENERALIDADES
f LVf LV22
hhff = (= (DarcyDarcy))
D 2gD 2g
Re = V*D/Re = V*D/
Re = Re = *V*D/*V*D/
V = 1.318 C rV = 1.318 C r0.630.63 SS0.540.54
hhvv = V= V22/2g/2g
Q = V * AQ = V * A
Revisemos las frmulas principales:
-
258
DIAGRAMA DE MOODY
Para entrar a este cuadro necesitamos:
Caudal o flujo mximo del tubo (Q)
Longitud del tubo (L)
Dimetro interno del tubo (Di)
Viscosidad cinemtica del fluido
transportado
Rugosidad absoluta de la superficie
interna de la tubera
-
259
DIAGRAMA DE MOODY
Luego de obtener esos datos calculamos:
valor de la rugosidad relativa = /D/D
nmero de Reynolds = V*D/V*D/ = = *V*D/*V*D/
en el cuadro encontramos f
con este valor calculamos hhff
la longitud de la tubera es la longitud equivalente
incluyendo prdidas
-
260
Diagrama de Moody
-
261
Grfico de Rugosidades
-
262
TABLA DE RUGOSIDADES
Relative pipe roughness is computed by dividing the absolute roughness e by the pipe diameter D,
-
263
TABLA DE DATOS
-
264
PARTE 18
DISEDISEO DE UNA ESTACIO DE UNA ESTACIN N DE BOMBEODE BOMBEO
-
265
DATOS NECESARIOSDATOS NECESARIOS
Capacidad nominal
Proyeccin mnimo 10 aos de produccin
Levantamiento topogrfico de la posible ruta
Anlisis de riesgos y posibles dificultades en la ruta
Perfil de presiones en el recorrido
Caractersticas del producto, posibles cambios
-
266
DATOS NECESARIOS (cont.)DATOS NECESARIOS (cont.)
Necesidades de almacenamiento
Anlisis de gradientes de temperatura
Cdigos, Normas aplicables
Materiales a utilizar, espesores, protecciones
Ubicacin y tamao de las Estaciones de Bombeo
Sitios especiales del recorrido
-
267
DISEDISEO INDIVIDUAL DE ESTACIO INDIVIDUAL DE ESTACINN
Si la estacin de bombeo debe acoplarse a un sistema existente, debemos considerar:
Capacidad actual del Oleoducto principal
Capacidad y presin de bombeo estimada
Presiones de llegada y salida
Caractersticas fsico-qumicas de los productos
-
268
DISEDISEO INDIVIDUAL DE ESTACIO INDIVIDUAL DE ESTACINN
Controles e instrumentacin compatibles
Ubicacin fsica definitiva
Plan de construccin
Cronogramas
Commissioning y Start-up
-
269
EQUIPOS PRINCIPALESEQUIPOS PRINCIPALES
Bombas principales, capacidad, tipo, velocidad, presiones de trabajo, temperaturas
Motores de las bombas, tipos, accesorios
Sistemas de regulacin, lubricacin y enfriamiento
-
270
EQUIPOS PRINCIPALESEQUIPOS PRINCIPALES
Equipos auxiliares de enfriamiento, calentamiento, recuperacin de calor, tratamiento de combustible, etc.
Bombas booster
Sistemas de aire comprimido de instrumentacin y de servicio
Tanques y medidores
-
271
EQUIPOS PRINCIPALESEQUIPOS PRINCIPALES
Lanzador y receptor de raspadores (pigs)
Sistema contra incendios
Generadores, MCC, Sala de control
Sistemas de combustible
Sistemas de drenaje y control de derrames
-
272
ESTACIESTACIN DE BOMBEO N DE BOMBEO INICIALINICIAL
-
273
ESTACIESTACIN DE BOMBEO N DE BOMBEO INTERMEDIAINTERMEDIA
-
274
ESTACIESTACIN DE BOMBEO EN N DE BOMBEO EN CONSTRUCCICONSTRUCCIN N
-
275
ESQUEMA DE UN OLEODUCTOESQUEMA DE UN OLEODUCTO
-
276
PARTE 19
VARIOS, DATOS UTILESVARIOS, DATOS UTILES
-
277
BOMBAS DE DIAFRAGMABOMBAS DE DIAFRAGMA
-
278
BOMBAS DE DIAFRAGMABOMBAS DE DIAFRAGMA
-
279
BOMBAS DE DIAFRAGMABOMBAS DE DIAFRAGMA
-
280
BOMBAS DE DIAFRAGMABOMBAS DE DIAFRAGMA
-
281
SITIOS RECOMENDADOSSITIOS RECOMENDADOS
http://www.OilLine.com
http://www. pump-zone.com
http://www.hydrocarbons-technology.com
-
282
-
283
GRACIAS POR SU ATENCION!
ESTAMOS A SUS ORDENES:
Ing. Fernando Dvila T., MBA
09-924-7261
Quito - Ecuador