Bombas Reciprocantes 2z5h33

10 DE MAYO D DE 2010

BOLEETÍN TÉCN NICO  GING‐BT‐003‐100

G GERENCIA ING GENIERÍA Y PRO OYECTOS

 

        B O M B A A S   R E C II P R O C A A N T E S • • • • • • • • • • • • •

Introduccción Principioss de Funcionam miento Clasificacción de las bom mbas Reciproca antes Compone entes de la bom mba Reciproca ante Caudal de bombas Rec ciprocantes Potencia y Rendimiento o Curvas en Bombas Rec ciprocantes Regulació ón de caudal en e bombas Funciona amiento conjunto: bomba a reciprocan nte sistema de d tuberías Altura de presión is sible en la succción Hoja de Datos D para una a bomba reciprocante Conclusio ones Referenccias Bibliográfic cas

y en la caja de válvulas de e la bomba, durante el desplazzamiento “x”, de dos carrerras del pistón (Carrera de Succión n y Carrera de e Descarga). El E diagrama ind dicador es un plano cartesiano: c Pressión (P) versuss Desplazamiento (x), estos se traza an con ayuda de d indicadores.. Válvula de Deescarga IZQ

Pisttón

Vástago

DER

Cajaa de Válvulas Cilindro Válvula de Succión S

Figura N° 1 Esquem ma de una bom mba con pistón de simple efecto En la figura f N° 2 se muestra: el diagrama d indiccador teórico, este dia agrama, muesttra como varía la presión “P” en el cilindro y en la caja de válvulas de la bomba, durante el desplazzamiento “x”, de dos carrerras del pistón (Carrera de Succión n y Carrera de e Descarga). El E diagrama ind dicador es un plano cartesiano: c Pressión (P) versuss Desplazamiento (x), estos se traza an con ayuda de d indicadores..

1.

Introducción

ones de YPF FB Logística, “Estaciones de d En las instalacio mbeo”, las ope eraciones de trransporte de hidrocarburos h se Bom realizan casi excclusivamente con “Bombass reciprocantess”, evar altas presiones en líquidos principalmente por tener que ele visccosos (OCOLP, PCS, PVT, PV, P PSP, OC CZ) así como en e siste emas auxiliaress. El objetivo o de esste boletín es el de facilitarr al personal en e general de YPFB Logística, de un conocimie ento de nuestros E equipos usados en nuestras operación de transporte. En ostraremos a las bombas posteriores boletines de mo centrífugas. e boletín mu uestra la teorría general del d principio de d Este funccionamiento, su s clasificación n, componente es de la bomb ba reciprocante, dete erminación teó órica del cau udal, potencia y dimiento, Curva a característica a y también mu uestra las formas rend de regulación de estas bomba as, Curvas y otros. o Debido al ance de este boletín, se muestran lass más sencillas alca fórm mulas matemátticas, para él le ector interesado en profundizzar este e tema deberá á consultar con n las referencia as Bibliográficas que e se dan en el numeral 9. 9 Además se e ha tratado de d relacionar con los equipos que operamos. o 2. e funcionamiento Principio de e esquema de una bomba co on En la figura N° 1, se muestra el ón de simple efecto, e en el cu uál se muestra an las principales pistó parttes. En la figura N° 2 se muestra: el diagrama in ndicador teóricco, e diagrama, mu uestra como va aría la presión “P” “ en el cilindrro este

La figurra N° 3 conjun ntamente con la a Figura N° 2, muestran los 4 proce esos con sus 4 principales po osiciones, que se describen a contiinuación. Al moverse m el pisstón hacia la derecha, el cilindro se comienza a llenar con producto a bo ombear, este aja de válvulass a través de la válvula de líquido entra por la ca n. En la operación de bombeo esta presió ón (P1) se le succión llama: “Presión “ de Su ucción”, Este proceso p (punto 4 a punto1), que comprende desd de que el pisttón recorre de e Izquierda a Derecha, se llama: “S Succión”. osición 1 el pisstón cambia de e dirección de movimiento m y En la po la válvvula de succió ón se cierra automáticame ente, en ese instante e en la cajja de válvullas la presió ón aumenta bruscam mente, hasta tener un valor de presión de descarga (P2). Este E proceso se s representa por la línea ve ertical desde: punto 1 al punto 2. Presión (P)

Bomba GAS SO N° 1, Estación El Rosal, PCS, P CLHB

2

3 Pi

P P2 1

4 P1

Patm S

Desplazamiento (xx)

Figura N° 2 Diagrama a de indicador En el in nstante en que la presión aumenta a hasta a un valor de descarg ga (P2), se pro oduce diferente es presiones ba ajo y sobre la

válvula. La mayor presión se da en la cara válvula (lado de la caja de válvulas) la cuál vence el peso y la tensión del resorte de la válvula de descarga y luego esta se abre. Durante el desplazamiento (S) regular y uniforme del pistón (teóricamente) del punto 2 hacia la izquierda el líquido bombeado se descarga a presión constante P2 (teóricamente). Este proceso se representa por la línea horizontal desde el punto 2 al punto 3 (descaga). En la posición extrema izquierda el pistón cambia nuevamente su dirección de movimiento (de DER a IZQ por IZQ a DER).

Luego la presión en la caja de válvulas disminuye bruscamente, este proceso se representa por la línea vertical desde el punto 3 al punto 4, también en este proceso la válvula se cierra y la válvula de succión se abre, para luego cerrar el diagrama de presiones representado en la figuras N° 2 y 3. El diagrama del indicador real se diferencia del teórico, principalmente por la existencia de fluctuaciones de la presión al comienzo de la succión (punto 4) y al comienzo de la descarga (punto 2).

  PUNTO 4 A PUNTO 1

PUNTO 4 DER

IZQ

DER

IZQ

S

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

Cerrada Se abre automáticamente En el extremo IZQ, cambio de dirección velocidad Vacio Presión de Succión

Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

PUNTO 1

PUNTO 1 A PUNTO 2 DER

IZQ

DER

IZQ

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

Cerrada Se cierra automáticamente En el extremo Derecho Lleno de producto P. de Succión

PUNTO 2

DER

IZQ

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

Se abre automáticamente Cerrada En el extremo Derecho, cambio de dirección velocidad Lleno de producto Presión de Descarga

PUNTO 3

DER

IZQ

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

Se cierra automáticamente Cerrada En el extremo IZQ Vacío Presión de Descarga

Abierta Cerrada Desplazandose de DER a IZQ Vaciandose el producto Presión de Descarga

PUNTO 3 A PUNTO 4 DER

IZQ

Cerrada Cerrada En el extremo Derecho, cambio de dirección velocidad Lleno de producto Aumenta la Presión, llegando hasta la P. de Descarga

PUNTO 2 A PUNTO 3 DER

IZQ

Cerrada Abierta Desplazandose de IZQ a DER Llenandose de producto Presión de Succión

S Válvula Descarga: Válvula Succión: Pistón / émbolo: Cilindro: Presión en cilindro

Cerrada Cerrada Ene el extremo IZQ, la velociadad cambia de dirección Vacío Disminuye la presión, llegando hasta la presión de Succión

 

Figura N° 3 Diagrama de indicador, con los diferentes procesos que se dan en un ciclo completo, para bomba simple efecto

Esta as fluctuacione es son función n de: la inercia a de las válvullas, cierre de válvulas,, asientos, form ma de caja de válvulas, relacción entrre longitud del vástago/ carrera, ángulo de manivela, m número de cilindros c (duple ex, triplex, cuád druplex) y otros. La suavizacción de estas e fluctuacio ones de presió ón es posible, incorporando una u cám mara amortigua adora en la línea de desca arga, cerca de e la bom mba, la cual tam mbién se puede e instalar en la línea de succión. 3.

Extrem mo líquido (Liquid end) y Exttremo potencia a (Power end), como se s muestra en la figura

Clasificación de las bomb bas Reciproca antes Orieentacion del émbolo Tipo de Acción Eleemento de bómbeo

B Bombas reciiprocantes N° de estaciones de bombeo

Horizontal Vertical Simple Acción Doble Acción Pistón ëmbolo Diafragma Simplex Duplex Triplex Multiplex Potencia

ME MCI

Acción directa

Fluido Motor (vapor)

E Extremo impulsor

Manual Tipo de control

Reggulación de caudal

Automático

Eléctrico Neumático

Variando las RPM

Del motor Por un convertidorr Caja mecánica

Ajuste carrera de pistón

Hidraaúlico Mecánico

Variando el rendimiento

F Figura N° 6 Componentes de la bomba Reciprocante ( (Por medio de un by paass)

Estrangulación por p válvula (inisiblle) Barrido de Pistón / B É Émbolo (strock)

Barrido de pistón n/ émbolo Fijo Barrido de pistón n/ émbolo Variable

Por se er este punto extenso, e se prresentará de fo orma detallada a en otrro boletín “C Componentes de bombas reciprocantes”, siendo o que en esta sólo s se mostrarrá de forma gen neral. 4.1 Co omponentes del extremo líq quido (Liquid End) E

gura N° 4 Clasifficación de bom mbas Reciproccantes según sus Fig características

Los co omponentes de el extremo líquido de la bomba, son los compo onentes en los cuales se efecctúa el bombeo o, (parte de la bomba a que maneja el e líquido a bom mbear). Esta pa arte está compu uesta por: un ciilindro líquido, manifold de su ucción y descarrga.

Fig gura N° 5 Algun nas bombas Re eciprocantes: a) a Bomba triple ex, verttical, acción sim mple, émbolo, regulación de caudal c puede ser s varriando sus RPM M ó by , b) bomba cuádrruplex horizonta al, c) bomba con re egulación de ca audal ajustando el barrido de el nico, d) bomba de émbolo (stroke) con control neumático/ mecán vapor de accción directa, e) e Bomba de do oble acción

301 Ciilindro líquido, 302 Cabeza de el cilindro líquid do, 303 Ém mbolo, 306 Vállvula de descarrga, 307 Válvula de Succión, 309 Múltiple de Succción, 310 Caja de d empaqueta adura, parte a, 311 Prensa estopa e de caja,, de empaqueta adura líquida 312 An nillo de bronce, deslizante, 31 14 Buje de bron nce, deslizante e 315 Em mpaquetadura,, 321 Deflectorr, 322 Anilla de bronce lubrica adora, 323 Cub bierta de válvula a, 331 Brida de e descarga 332 Brrida de succión n Figurra N° 7 Componentes de la pa arte Extremo lííquido, en una bomba re eciprocante de émbolo horizontal

4. Componente es de una bom mba reciproca ante Las bombas reciprrocantes se co omponen de do os partes;

Q=

π 4

D 2 .S .60.n.ηV

(1)

Donde: Q = Caudal, m3/h D= Diámetro interior del cilindro, m S = Longitud de la carrera realizada por el pistón, m n = revoluciones por minuto del cigüeñal, rpm η = Rendimiento volumétrica, [0.7 a 0.97] Las bombas de émbolo son de simple efecto, en la siguiente figura mostramos un esquema de este tipo de bomba Ejemplo 1. Determinar el caudal máximo de la bomba Triplex, Aldrich Groff, unidad N° 1 de la Estación Mariaca. Resolución. Para determinar el caudal, utilizaremos la siguiente ecuación:

Figura N° 8 Extremo líquido, de una bomba vertical a émbolo de simple efecto 4.2 Componentes del extremo Potencia (Power End) El extremo potencia de una bomba reciprocante, es donde se encuentra instalado la parte impulsora de movimiento, su función es convertir el movimiento rotatorio de la máquina motriz (MCI o ME) en movimiento rectilíneo alternativo en el extremo líquido. Esta parte está compuesta principalmente por: Bastidor, cigüeñal, bielas, crucetas, cojinete reductor de velocidad.

Q=

π 4

D 2 .S .60.n.ηV ,

para esto necesitamos los siguientes

datos: Diámetro, Barrido del émbolo, rpm y rendimiento volumétrico, los cuales los encontramos en la placa de datos, además que estos datos deben presentarse en unidades compatibles. El diámetro del émbolo es 2-7/8” (0.073025 m), mostrado en la placa de la bomba, D = 0.073025 m Barrido del émbolo (Stroke), varía desde 0” a 6” (0 m a 0.1524 m), para el caudal máximo consideramos el indicador porcentual del stroke 100%, luego; S = 0.1524 m Las rpm se refiere a la velocidad en el cigüeñal de la bomba; n = 240 rpm El rendimiento volumétrico para esta bomba, tomaremos el máximo; ηV = 0.94 Reemplazando en la anterior ecuación, tenemos:

Q= 101 Bastidor, carcasa, 102 Cigüeñal, 103 Biela, 104 Cruceta, 105 Pasador de cruceta, 106 Cojinete de biela – cigüeñal, 107 Rodamiento de cigüeñal, 109 Cojinete de pasador de cruceta 111 Extensión del cigüeñal, 112 Tapa de inspección, 115 Respiradero, 117 Vástago 118 Corredera de cruceta, 124 Cubierta de extensión del cigüeñal Figura N° 9 Componentes de la parte Extremo potencia, de una bomba reciprocante de émbolo vertical 5. Caudal de las bombas reciprocantes El caudal de una bomba alternativa está en función de: • •

Las dimensiones del cilindro de trabajo Número de carreras del pistón o la frecuencia de rotación del cigüeñal de la bomba • Cantidad de cilindros • Si la bomba es de simple efecto o de doble efecto Caudal para bombas de simple efecto El caudal para una bomba reciprocante de simple efecto, está dada por la siguiente ecuación:

π 4

* 0.0730252 * 0.1524 * 60 * 240 * 0.94 = 8.64 m3/h

El anterior caudal corresponde a una sola estación de la bomba, como la bomba posee 3 de estas bombas conectadas en paralelo, el caudal hallado anteriormente multiplicamos por 3, luego tenemos un caudal total

QT = 3 * 8.64 = 25.92

m3/h

En la placa de la bomba, también encontramos que el caudal máximo es de: 115 GPM = 26.12 m3/h, valor que se aproxima al valor hallado mediante la ecuación para determinar el caudal en bombas de simple efecto. Esta variación es del orden del 1%. Caudal para bombas de Doble efecto El caudal para una bomba reciprocante de doble efecto, está dada por la siguiente ecuación:

Q= Donde:

π 4

(2 D 2 − d 2 ).S .60.n.ηV

(2)

Q = Caudal, m3/h D = Diámetro interrior del cilindro, m v m D = Diámetro del vástago, S = Longitud de la a carrera realiza ada por el pistó ón, m n = revoluciones por p minuto del cigüeñal, c rpm v [0.7 a 0.97] η = Rendimiento volumétrico, s o no, de do oble efecto, en n la Las bombas de pistón pueden ser uiente figura mo ostramos un es squema de estte tipo de bomb ba sigu

Ni =

Q * Pi 1000

(3)

e: Donde Ni = Potencia Indicada, KW W Q = Caudal,, m3/h Pi = Presión n indicada, Pa Para determinar d la potencia tota al necesaria para p mover la a bomba a se determina mediante:

N=

Ni

η

(4)

Donde e: N = Potencia Total, KW η = rendimie ento total de la bomba = ηhidraúlicoo * ηVolumétrico * ηmecanico = (0.65 5 a 0.85) Los rendimientos de d las bomb bas de émbo olo/ pistón se e determ minan por vía experimental.

Fig gura N° 9 Extre emo líquido, de e una bomba ho orizontal a pistó ón de e doble efecto, donde: 307 son válvulas de succión, s 306 so on vá álvulas de desccarga, 304 el pistón, p 305 el vástago, v 313 la as an nillas y 310 la caja c de empaqu uetaduras de la a prensa estopa. En la l página WEB B de las bomba as GASO “ http p://gaso.com/17 700.htm ” se muestra las espe ecificaciones para a la bomba GA ASO, modelo 17 700, a pistón duplex, d en la cu uál se encuentra e la tabla de los GPM M en función de e las RPM y el diám metro del pistón n, no está en fu unción del barrrido o stroke porq que este mode elo tiene un stro oke S = 10”, fijo o de acuerdo a este e modelo.

Presión (P)

6. Potencia y rendimiento Del diagrama de indicador mos strado en la figura f N° 10 y 2, vem mos que la pre esión Pi = P2--P1, el trabajo o realizado porr el pistó ón es = Pi*V Vdesplazado = Pi*A P Pistón*S, luego la poten ncia indiccada de un cilindro, será:

7. ombas Reciprocantes Curvas en bo La cu urva H-Q, pa ara una bomba recíproca teórica, está á representada por una u línea verrtical para un n régimen de e velocid dad particular n1, n2, ni. En E la práctica, existe una a desvia ación de la lín nea recta, debido a que, a medida que e aumen nta la presión en la línea de e descarga la fuga tiende a aumen ntar y en este sentido el cau udal disminuye (figura N° 11)) de estta figura tamb bién se ve que e esta bomba a no tiene otro o límite teórico t que no o sea la resiste encia de los co omponentes de e la bom mba – sistema y la potencia disponible en el eje. Lo que e significca que la bomb ba reciprocante e puede desarrrollar presioness peligro osamente altass. Si estrangulamos la línea a de descarga a esta línea aumentará en una pressión hasta que e esta falle porr exceso o de presión ess por ello que debe ser prote egida mediante e una vá álvula de alivio o, como ocurrre en la mayoría de nuestra a instala aciones aunque e no en todas. La figu ura N° 11 tamb bien nos indica a nos indica qu ue el caudal ess directa amente proporccional a la vellocidad del ém mbolo o pistón, que a su vez es proporcional a la velocidad angular en su u cigüeñ ñal. Este caud dal está limita ado por las co onsideracioness mecán nicas que está á en función del tamaño de la bomba, velocid dad itida por el pistón y apropiado diseño de lass fiablemente, está también válvula as, para que respondan n limitad do por el cauda al que entrega la línea de succión que a su u vez esstá en función n de la altura a que entrega a los tanques, estáticca ó las bombas booster.

2

3 Pi

P2 1

4

Figura N° 11. Curva as característiicas teóricas y reales de la a altura de presión sien ndo n= variable e

P1 Patm Desplazamien nto (x)

ura N° 10 Diagrrama de indica ador Figu

Las ca aracterísticas H = f(Q) muesstran que, para a la frecuencia a de rota ación dada, la bomba reciprrocante puede crear distintass alturass de presión, ad demás que con nsumirá distinta as potencias

8. Regulación de caudal en bombas rec ciprocantes De acuerdo a la a ecuación (1)) del numerall 5 del prese ente bole etín, vemos que el caudal se determina por la siguie ente ecuación:

Q=

π 4

D 2 .S .60.n.ηV

(1)

e ecuación se desprende que el caudal de d una bomba De esta reciprocante depende de las cua atro siguientes variables: D= Diámetro interiior del cilindro, m S = Longitud de la a carrera realiza ada por el pistó ón, m n = revoluciones por p minuto del cigüeñal, c rpm η = Rendimiento volumétrico v Hacciendo variar al a menos una de estas podrríamos regularr el caudal en las bom mbas reciprocan ntes. 8.1 Regulación de caudal mediante la a variación de diámetro del émbolo ó cilindro En la l práctica esta a variación es imposible. i

los mo otores eléctrico os por lo gene eral se adaptan n mejor a este e tipo de regulación, siendo que los l motores de d combustión n Interna a sólo pueden por lo genera al acelerarse y desacelerarse e dentro un rango, con el fin de regular el caudal. El segundo método de d regulación, es el que tiend de a ser usado o en la regulación de caudal en bom mbas reciprocantes, por suss facilida ades que ofrrece, un ejemplo de estte método lo o enconttramos en la a estación Ca amiri, estación n Villamontes, usando o como apara ato de transmisión hidráulico o “Convertidor”” que ha ace variar las velocidades desde d 0 rpm a las rpms de el motor. Como es lóg gico el Q = Qmax se realizarrá para la n = RPMmaax isible

Motor 

8.2 Regulación de d caudal med diante la varia ación de longittud de carrera de e émbolo (stro oke variable) La regulación r med diante la variac ción de la long gitud de la carrera del émbolo (stroke e), se realiza a través de un mecanismo: m Biiela M – Corredera movib ble. De esta manera m el cau udal – Manivela varia de 0 a Qmax. Un eje emplo de esttas bombas las encontramos en la as estaciones de d Qhora Qhorra (PSP), Maria aca mba (PV). (PSP), Cochabam

C Convertidor

Bomba  Fiigura N° 13 Bo omba de la esta ación Villamonttes, puede obserrvarse el “Voith h turbo” converrtidor de torque e que regula el ca audal haciendo variar las rpms de entrada a la bomba. 8.4 Re egulación de e caudal me ediante la variación v del re endimiento volumétrico La re egulación de caudal hacie endo variar el e rendimiento o volumé étrico, se realiza mediante un u by , co onectado entre e las líne eas de succión n y descarga como c se muesttra en la figura a 14. De ebido a esta op peración la líne ea de descarga a recibe menorr caudall, mientras que e la bomba aum menta su caudal real a causa a de lo cual pude alca anzar un régim men peor desd de el punto de e d la cavitación n. Esta forma de regular el ca audal se realiza a vista de en la estación e Rosal,, Tarabuquillo, Monteagudo y otros

Vállvula By gura N° 12 Bom mba con strock k variable desde e 0” a 6”, Marcca: Fig Aldrich Grofff, Modelo: Con ntrollable – Cap pcity Pump

Válvula de alivio Línea de descarga

8.3 Regulación de d caudal med diante la varia ación de las rpm del cigüeñal Esta a variación de las RPM del cigüeñal c de la bomba, b se pue ede realizar mediante dos métodos: •

Variand do la frecuencia de rotación (RPM) del mo otor acciona ador (MCI ó ME E) • Variand do las relacio ones de redu ucción media ante aparato os de transmisión y acopladoss entre el moto or y la bomb ba La primera regula ación; haciendo o variar las RPM del motor se realiza en motoress en los que el se puede hace er variar las RP PM,

Bomb ba

Línea de succión

Figura N° 14 Sistem ma By , instalada a la a bomba Gaso o Unidad d N° 1 de la estación El Rosa al, PCS

El método de estrangulación en bombas reciprocantes no se aplica (inisible), este método se puede aplicar a bombas centrífuga. 9

Funcionamiento conjunto: bomba reciprocante – sistema de tuberías Encontrar la altura de presión (de la presión), creada por la bomba de émbolo, y la potencia útil se puede determinar de forma matemática / gráficamente teniendo las ecuaciones y/o curvas características de la bomba y el sistema de tuberías aguas abajo dela bomba. Como se ve en la figura 15. De esta figura podemos indicar ver que las frecuencias de rotación: n1 < n2 < n3 < n4, las alturas de presión y los caudales creados por la bomba son respectivamente iguales a H1, H2, H3, H4 y Q1, Q2, Q3, Q4.

Figura N° 15 Diagrama de funcionamiento conjunto de una bomba reciprocante y sistema de tuberías Las potencias de las bomba para cada caudal y altura son:

N=

ρ * g *Q * H 1000

(5)

En la figura N° 15 se han trazado las curva N = f(Q). Esta curva de una representación sobre la variación de la potencia en función del caudal (y de la frecuencia de rotación) de la bomba de émbolo; ésta es la característica de la potencia útil. Su forma depende de las propiedades hidráulicas s acoplada a la bomba. La figura N° 15, también nos muestra la gráfica de las ecuaciones del sistema de tuberías a través de la ecuación de Bernoulli.

H Sistema = Z 2 − Z 1 +

p 2 − p1

γ

+

v 22 − v12 v2 fL + ( + ΣK ) 2 D 2g 2g

De donde la ecuación se convierte en:

H Sistema = A + B * Q + C * Q 2 + D * Q3

(6)

El estudio de esta ecuación corresponderá a otro boletín técnico. Para obtener las curvas de potencia consistirá en reemplazar la H de sistema anteriormente obtenida en la ecuación (5), la potencia en el eje de la bomba de émbolo varía al variar la frecuencia de rotación del eje, debido a que varían la potencia y el rendimiento de la bomba. El rendimiento total de la bomba tiene su máximo valor con la frecuencia óptima total de rotación. La desviación de la frecuencia de rotación de la óptima provoca la reducción del rendimiento. La variación del rendimiento durante la regulación de la bomba reciprocante sólo es posible en pruebas que se realizan por el fabricante. 10 Altura de presión isible en la succión

El funcionamiento de la bomba reciprocante con mecanismo biela manivela, se puede advertir que la presión más baja se obtiene en el punto más alto de la cavidad de aspiración en el momento cuando el émbolo (pistón) cambia de dirección de movimiento (ver la figura N°3), es decir cuando comienza la carrera de succión. En este momento el émbolo se desplaza con la mayor aceleración y sobre el valor de la presión en el cilindro influyen esencialmente las fuerzas de inercia del líquido que se desplaza simultáneamente tras el émbolo. Luego de realizar una serie de relaciones se obtiene la altura isible de aspiración: = H asp

Lasp Adesc π 2 n 2 R po − ( pv.s + 20000) − hasp + 2 g Asuc 900 g*ρ

Donde: Po = Presión en la superficie del líquido succionado Pvs = Presión de vapor saturado 20 000 N/m2 = reserva de presión g = Aceleración de gravedad ρ = Densidad del líquido a temperatura bombeada hasp = pérdidas de altura de presión en el ducto de succión Lasp = Longitud de la cavidad de succión con mov. Irregular A desc. = Área de la brida de descarga A succ. = Área de la brida de succión n = Frecuencia de rotación R = Radio del cigüeñal De la anterior ecuación podemos indicar que los factores que influyen en la altura sible de succión de la bomba reciprocante la frecuencia de rotación del cigüeñal tiene importancia particular, debido a que con el aumento de la frecuencia disminuye la altura de isible de succión de la bomba. Los valores de esta presión isible de la bomba está dada generalmente por el constructor, para un determinado producto, este último puede variar, siendo que la presión de vapor del líquido puede subir o bajar el valor según esta propiedad. 11 Hoja de Datos para una bomba reciprocante La hoja de datos (Data sheet) para una bomba reciprocante muestra los datos más importantes de este equipo, materiales, rendimiento, uso y notas referidas a la bomba. En la figura 16, se muestra un ejemplo de este. 12. Conclusiones El tema de las bombas reciprocantes es grande, en este boletín se muestra de forma intencionada los aspectos más básicos, con el fin de tener una lectura fácil por parte del lector. Durante el trabajo con el texto del manuscrito el autor ha tenido en cuenta de que la formación de los conocimientos básicos de las bombas debe basarse en una clara idea de los fenómenos físicos y mecánicos que suceden dentro la bomba y que este no debe ser superada por desarrollos matemáticos, por lo cuál aquí se ha incluido únicamente los más necesarios. 12 Referencias Bibliográficas 1. Igor J. Karassick, Willans C. Krutzsch, Warren H. Fraser and Joseph P. Messina “PUMP HANDBOOK”, Mc Graw – Hill, New York, 1985, second edition. 2. N.N. Pashkov y F. M. Dolqachev “Máquinas Hidráulicas”, Editorial Mir Moscú, 1985 3. “Standard for Centrifugal Rotary & Reciprocating Pumps, “Hydraulic Institute, Cleveland, Ohio, 13th ed., 1975 4. V. M. Cherkasski, “Bombas ventiladores y compresores”, Editorial Mir Moscú, 1986 5. Fuschlocher – Schulz, “Bombas”, Editorial Labor SA, Barcelona, 1964, 10° edición

6. K. J. McNaughton, “The Chemical Engineering Guide To Pumps”, Mc Graw Hill, New York, 1989 7. R. H. Warring, “Selección de Bombas”, Editorial Labor SA, Barcelona, 1977 8. Boletín Actualización Operativa S/N, Bombas Reciprocas, José Luis Rodríguez López. Mariaca 1-Feb-2007,

9. www.flowserve.com 10. www.pump.org

Poliducto

Código del equipo

Estación

Data Sheet, Servicio, TAG, nombre de la estación

N° de unidad de bombeo

EQUIPO

Página

1 of 1 Realizado por

TAG

Manufacturer

Descripcion

Model

Servicio

Serial Diseño

gpm

Capacidad Caudal (Actual)

gpm

Capacidad de flujo (Standard)

sgpm

Capacidad flujo (Standard)

sgpm

Gravedad Específica

S.G.

Lujo mínimo del fluido

gpm

Densidad del fluido

lb/ft3

Viscosidad



Presión de Vapor Saturado

psig

Temperatura de succión

°F

TDH

ft

Presión de succión (Normal)

ft

Presión de succión (Maximum)

psig

Presión de descarga

psig

NPSH (isible)

ft

Rendimiento actual de la bomba

Modelo tamaño

1 X1

Max Pressure 1

Casing type Bridas

Suction

°F

Presión en la succión

psig

Presión en la descarga

psig

Rendimiento de la bomba

%

Maximum BHP W/Rated Imp.

hp

Maximum Head W/Rated Imp.

ft

NPSH (Requerido)

ft

Carcasa

Fabricante

Émbolos

Tipo de Operación

Pneumatic Operated

Válvulas

Carcaza

Base Plate Mounted

Asientos

HP Rating

Material

Diseño - Material Construcción

Bomba

N° Stages

Temperatura de descarga

Máximo

4

Motor

Datos de rendimiento

Condiciones de Diseño/ Proceso

Nombre del fluido Capacidad de caudal (Actual)

Discharge

Size ANSI

Cara Location

Test de rendimiento Test NPSH

ft.

Inspeccion

Peso de bomba y base Información

Auxiliar

Pruebas realizadas

Hidrostatica Test Pressure psig

Peso de bomba

Kg Kg

Peso total de la unidad

Kg

Dimensiones (L x W x H)

m

Notas. 1 2 3 4 5 6

Nota. Dedicado a los compañeros de trabajo, que saben enseñar diferentes tópicos técnicos en el momento necesario.

José Luis Rodríguez López