Curso Empuje Axial

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RAMTOL MEXICANA, S.A. DE C.V. CURSO DE CAPACITACIÓN CURSO DE CAPACITACIÓN EMPUJE AXIAL EMPUJE AXIAL

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RAMTOL MEXICANA, S.A. DE C.V.

CURSO DE CAPACITACIÓNCURSO DE CAPACITACIÓNEMPUJE AXIALEMPUJE AXIAL

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

Las presiones generadas por una bomba centrífuga ejercen fuerzas tanto en sus partes estacionarias como giratorias. El diseño de estas partes equilibra algunas de estas fuerzas, pero se puede requerir medios por separado para contrarrestar otras.

El empuje axial hidráulico es la suma de las fuerzas del impulsor no equilibradas que actúan en dirección axial. Como actualmente se puede contar con facilidad con cojinetes de empuje efectivos, el empuje axial en las bombas de un solo paso se considera como un problema solo en las bombas más grandes.

Page 3: Curso Empuje Axial

EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO

PS

PS = PRESION DE SUCCIÓN

PD

PD = PRESIÓN DE DESCARGA

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO

Page 5: Curso Empuje Axial

EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO

PS

PS = PRESIÓN DE SUCCIÓN

PD

PD

PD = PRESIÓN DE DESCARGA

PD > PS

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL MONTADA ENTRE CHUMACERAS DE UN SOLO PASO

(BIPARTIDA)

PS PS

PS = PRESIÓN DE SUCCIÓN

PD

PD = PRESIÓN DE DESCARGA

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

BALANCEADO ( MISMA AREA Y MISMA PRESIÓN)

F1P1

- +P2

PAX.

P2

P2 P2

F2

PAX. = (P1 x F1) – (P2 x F2)

P1

F1

P2

P2P2

P2

F2

PAX.- +

P1

PAX. = (P1 x F1) – (P2 x F2)

PAX. = P1 (F1 x F2)

P2m

P2m

P1

F1

P2

P2

P2

- +

PAX.

F2

ALABES POSTERIORESCON Ø MAX.

CON ØREDUCIDO

PAX. = (P1 x F1) + (P2 x F2)-(P2m x F3)

F3

Page 9: Curso Empuje Axial

EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

F3

P3

F2

P2

P2

F1

P1

F’1PAX.

- +

PAX=-(P1xF1)+(P2xF’1)+(P2xF2)-(P3xP3)

SI: F1 ≈ F2 ≈ F3 =>

PAX=-F1(P1-P2+P3)+(P2-F’1)

PAX.

+-

F'1P2

P2

F1

P1

F1F2

F3

P3

PAX=-(P1xF1)+(P2xF’1)+(P2xF2)-(P3xP3)

SI: F1 ≈ F’1 ≈ F2 ≈ F3 =>

PAX= F1(-P1+P2+P3-P3)

PAX = -F1(P1-2P2+P3)

+-PAX.

P1 P1

F1 F1

F2 F2

P2

PAX=-(P1xF1)+(P1xF1)+(P2xF2)-(P2xF2)

PAX=0

Solo si el flujo de entrada es el mismo que entra en cada lado del impulsor, se puede decir que el rotor esta HIDRAULICAMENTE

BALANCEADO.

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

Compensación de Empuje Axial mediante disco de equilibrio y un contra disco

PD

PD

PD

PS

PSPSF

F = FUERZA DESBALANCEADA

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

∫PD1

PD2 PD3

PDT

PS0

PS1 PS2 PST

≈ PS0

PD1 = PS1 ; PD2 = PS2

PST = PS0 + PS1 + PS2

PDT = PD1 + PD2 + PD3

Sistema de compensación de empuje axial mediante pistón y tambor compensador

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

PN

F

F2

PN P4 P3 P2

P1

F1

PAX- +

PAX= -(P1xF1)+(PNxF1)+(PNxF2)

PAX= F1(PN -P1) + (PN x F2)

Cuando F2 es muy pequeña la formula queda:

PAX = F1(PN – P1)

F1

FE

˜P1

F’E

PNP2

P2

P1

PAX- +

F1

P1

P’N

P’N

FN

PAX= -(P1xF1)+(P2xF’1)+(PNxFN)-(P’NxFE)+(P1xF’E)

P’N es variable, depende de la distancia ó claro

entre disco y contradisco, por lo tanto este sistema es autoajustable

P1

P2

FEF’E

F’1

F1

P1

˜P1

PAX- +FN

PN

PN

P1

PAX= -(P1xF1)+(P2xF’1)+(PNxFN)-(PNxFE)+(P1xF’E)

Cuando: FN = FE = F’E y

F’1 Despreciable tenemos:

PAX= -(P1xF1)+(P1xF’E)

PAX = 0

Lo anterior indica que teoricamente no existe empuje axial.

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE EMPUJE AXIAL CON DISCO DE EQUILIBRIO

≈PS

PS

PS = PRESION DE SUCCION

PD

PD = PRESION DE DESCARGA

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE EMPUJE AXIAL CON PISTON DE COMPENSACIÓN

TAMBOR BALANCEADOR

CAMARA BALANCEADORA

FLUJO HACIA LA SUCCIÓN DE LA BOMBA

FSFD

PS

≈PS

PS = PRESION DE SUCCIÓN

PD

PD

PD = PRESION DE DESCARGA

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE EMPUJE AXIAL COMBINADO(Disco de equilibrio y pistón de compensación)

PD

PD = PRESION DE DESCARGA

PS

≈PS

PS = PRESION DE SUCCIÓN

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

PS

PS

PDES.

1 2 3

54

∆ PE

1. 3er. Estrangulamiento (Postestrangulamiento)

2. 2ndo. Estrangulamiento

3. 1er. Estrangulamiento (Preestrangulamiento)

4. Caída de presión variable (Depende del claro entre el disco y contradisco)

5. Lo mismo del punto 4

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EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS

Disco de balanceo

1. Carga básica – sin variaciones en la carga!

2. No opera en el rango de cavitación

3. El liquido manejado debe tener buena lubricación (ej. Viscosidad > 1 cSt)

4. Caja de estopero empacada

Tambor de balanceo

1. Picos en la carga – variaciones en la carga sin influencia

2. Manejo de líquidos con baja viscosidad

3. Es posible el uso de sellos mecánicos

4. API 610

PS

PS

PDES.

PERDIDAS A TRAVES

DEL BUJE ESTRANGULADOR

PDES.

PERDIDAS A TRAVES

DEL BUJE ESTRANGULADOR

PS

PS