19 enero 2011

Minimizando las pérdidas por fricción en los sistemas de bombeo


La reducción de las causas de la fricción eligiendo la bomba apropiada incrementará la eficiencia y ahorrará costes.

Si imaginamos un sistema de tuberías, el medio desplazándose a través del mismo es impulsado por una bomba mecánica, y los sistemas de bombeo que operan más eficientemente son aquellos que están diseñados para un medio que puede ir desde agua a fluidos más viscosos o semisólidos tales como el hormigón - que se desplazan en una trayectoria lo más corta posible y sin obstáculos.

El desafío durante las operaciones de bombeo es el ineludible hecho de que las pérdidas de eficiencia son inevitables. El culpable en este escenario es la fricción. Cuando el fluido circula a través de las bombas, tuberías y accesorios, hay resistencia, lo cual origina una disminución en la presión y velocidad de bombeo, que afecta adversamente a la eficiencia de bombeo.

La cantidad de pérdida de energía debida a la fricción de pende de numerosos factores. Las pérdidas son causadas por lo siguiente:

  • Fricción entre las paredes de la tubería y el fluido.
  • Fricción entre los fluidos adyacentes (los fluidos de viscosidad más alta tienen pérdidas mayores).
  • Cantidad de rugosidad en superficie en el interior de la tubería.
  • Turbulencia creada cuando se redirige el fluido, vía una curva o restricción en la tubería, tal como una válvula, acoplamiento o reductor.
Una consideración vital es el tipo de bomba usada para mover el fluido. A través de los años, las bombas de desplazamiento positivo que usan tecnología de doble diafragma, operada por aire (AODD) se ha probado como una de las más versátiles para los fluidos de bombeo, independientemente de la viscosidad.

Las bombas de diafragma pueden solamente desarrollar una cierta cantidad de presión manométrica, o energía de presión, para mover un fluido de un lugar a otro. El sistema de tuberías y bombeo más eficiente, la mayor energía de presión, puede usarse para mover el fluido. Si el sistema es restrictivo de alguna forma (de tamaño inferior y/o excesivamente largo con vueltas o válvulas innecesarias) mucha de la energía de la bomba se derrocha intentando superar estas limitaciones.

En ese punto, las resticciones excesivas en la bomba pueden provocar una altura manométrica muerta, lo que quiere decir que no hay suficiente energía para mover el fluido, causando su estancamiento. Esto puede dañar la bomba. El diseño de bombas AODD les permite manejar esas alturas muertas sin daño, lo cual no es el caso para todas las bombas de desplazamiento positivo.

Tomando en cuenta los factores que contribuyen a la pérdida de fricción y la forma de combatirlo, los avances en la tecnología de bombeo han llevado a la creación de bombas que han sido diseñadas con la prioridad de minimizar las pérdids de fricción. Estas bombas se han diseñado con una trayectoria del caual más larga que reduce la fricción interna y maximiza la producción y eficiencia.

Estas bombas avanzadas pueden también caracterizarse por una configuración atornillda que asegure una contención total del producto, mientras que las opciones de elastómero son adecuadas para cumplir con los requerimientos de abrasión, temperatura y compatibilidad química. Los avances en los sistemas de distribución de aire incrementan la eficiencia de estas bombas par la mayoría de las aplicaciones.

Bibliografía: Minimizing pumping-system friction loss. Pumps & Systems
Palabras clave: Air-operated, double-diaphragma (AODD) technology
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