02 mayo 2011

Cómo seleccionar la bomba centrífuga correcta para cada aplicación (2ª PARTE)



Ver 1ª PARTE

Cavitación

El fabricante de la bomba requiere una cierta cantidad de altura de succión neta positiva requerida para prevenir que la bomba entre en cavitación. Esa altura se muestra en la curva de la bomba. Cuando se mira la curva debe observarse también que la altura de succión positiva neta requerida se incrementa cuando aumenta la capacidad de la bomba.



Debe calcularse la altura de succión positiva neta disponible para estar seguros que no se producirá cavitación en la bomba. La cavitación es causada por cavidades o burbujas en el fluido haciendo colapsar en el impulsor y voluta. En las bombas reconocemos varios tipos diferentes de cavitación:
  • Cavitación de vaporización.
  • Cavitación de ingestión de aire.
  • Cavitación de recirculación interna.
  • Cavitación Vane Passing Syndrome.
La cavitación de la bomba se reconoce de varias formas diferentes:
  • Podemos escuchar la cavitación porque la bomba suena como si estuviese bombeando rocas o rodamientos de bolas.
  • Podemos ver daños por cavitación en el impulsor y voluta de la bomba.
  • El operador puede a veces averiguar si la bomba está cavitando por la reducción que se produce en la capacidad de la bomba.
  • El principal problema con la cavitación son las sacudidas y curvas en el eje que causan problemas tanto de sellado como de rodamiento.
Cuando calculamos la altura de succión positiva neta (NPSHA) mostrado en la curva de la bomba debemos también estar seguros que la estamos ajustando a la gravedad específica del fluido.
  • En algunos casos se puede reducir la NPSH requerida. Esto es especialmente así cuando se bombea agua caliente o hidrocarburos.
  • Puede instalarse un inductor en la bomba, añadir una bomba, añadir una bomba de refuerzo, o ir a un diseño de bomba de succión doble si no hay suficiente altura de succión neta positiva disponible (NPSHA).
Evaluación de bombas

Cuando el suministrador de una bomba tiene toda la información exacta puede seleccionar la bomba de tamaño correcta. Para evaluar las bombas recomendadas puede seguirse la siguiente secuencia:
  • Si la capacidad es muy baja se recomendará una bomba de desplazamiento positivo o rotatorio.
  • Entre 5 m3/hr y 115 m3/hr se seleccionará probablemente una bomba centrífuga de succión final. Todo depende del suministrador. En capacidades más altas puede ir a un diseño de succión doble con un impulsor ancho, dos bombas en paralelo o quizás una bomba de alta velocidad.
  • Puede necesitarse una bomba de baja capacidad y elevada altura. El suministrador de la bomba tiene varias opciones.
  • ¿Se recomienda una bomba auto-cebante? Estas bombas eliminan el aire del espacio libre de la mpulsor. Algunas condiciones de operación dictan la necesidad de un diseño auto-cebante. Si no tenemos una bomba auto-cebante y tenemos un servicio intermitente, el cebado será un problema la próxima vez que se arranque.
  • ¿Cómo operará la bomba?
    • Si la bomba realiza un trabajo de veinticuatro horas al día, siete días a la semana estaremos yendo a abrir y cerrar válvulas; y no tendremos necesidad de una bomba para trabajos pesados. Es fácil seleccionar una bomba que funcione al pundo de su mejor eficiencia y tenga un desplazamiento y vibración del eje muy pequeño.
    • Un servicio intermitente es la aplicación más difícil debido a las temperaturas cambiantes, niveles de vibración, dirección de impulsión, etc. Las bombas intermitentes requieren un diseño para deberes pesados más robustos con un bajo eje L3/D4.
  • ¿Cuál es la eficiencia de la aplicación? Es deseable una alta eficiencia, pero puede pagarse un precio por la eficiencia en costes de mantenimiento más altos y una ventana de operación limitada. Estaríamos buscando rendimiento, fiabilidad, y eficiencia en ese orden. Demasiado a menudo el ingeniero especifica la eficiencia y pierde los otros dos. Los siguientes diseños solventan algunos problemas de operación y mantenimiento, pero su eficiencia es más baja que las bombas centrífugas convencionales.
    • Una boma hermética o de impulsión magnética puede ser la mejor elección si no asumimos varias limitaciones que imponen.
    • Un diseño de bomba mezcladora o vórtice puede ser necesaria si hay muchos sólidos o material fibroso en el bombeo.
    • Una bomba centrífuga de doble voluta puede eliminar muchos de los problemas de sellado que experimentamos cuando operamos lejos del punto de mejor eficiencia de la bomba.
  • El suministrador recomendaría un diseño de línea central para evitar los problemas causados por la expansión térmica del extremo húmedo si estamos operando a temperaturas por encima de 100 ºC.
  • ¿Necesitaremos una carcasa circular o voluta? Las carcasas de voluta obtienen una altura más alta; las carcasas circulares se usan para alturas bajas y capacidades altas.
  • ¿Necesitamos una bomba que cumpla una norma? ANSI, API, DIN, VDMA o ISO son algunas de las normas actuales. Debemos ser conscientes de los problemas de fallos de rodamientos y sellos prematuros. Una bomba de diseño back pullout (cojinetes, rodetes y cierre sin tener que desmontar el cuerpo de la bomba de la tubería) tiene muchas ventajas pero presenta problemas con sellos mecánicos cuando se ajusta el espaciamiento del impulsor.
  • La decisión de usar bombas simples o multietapas será determinada por la altura que debe producir la bomba para cumplir las capacidades que se necesitan. Algunos suministradores recomendarán una pequeña bomba de alta velocidad que sea competitiva, otros suministradores pueden recomendar una bomba más grande de baja velocidad, más costosa pero que disminuye los problemas de desgaste y NPSH.
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