Cómo las últimas tecnologías mejoran el rendimiento de las bombas

Hace solamente unas décadas, el desarrollo de productos de bombeo se realizaba mediante esquemas y métodos de cálculo simples. La mayoría de los desarrollos se realizaban en 2D CAD, limitando al mínimo las iteraciones. Pero los avances en las tecnologías CAE y CAD y la simulación han avanzado significativamente. Numerosos cambios en la tecnología han permitido avanzar en automatización y herramientas de diseño, por lo que se ha reducido el tiempo necesario en el dibujo y ello ha permitido aumentar en las iteraciones de diseño. El progreso con computadoras más rápidas, herramientas para dinámica de fluido computacional (CFD), análisis estructural, normas y bases de datos, liberaron más tiempo para la optimización del rendimiento de las bombas con respecto a eficiencia y fiabilidad.

Servicio

Los requerimientos más exigentes de la demanda de la industria de procesos requieren un nivel garantizado de calidad del producto y fiabilidad del rendimiento.

La creación de diseños hidráulicos compactos tiene un efecto significativo en el tamaño total de la envolvente de la bomba, permitiendo una reducción en el uso total de materiales mientras que aseguran la integridad de los límites de presión y cumplen los requerimientos de los códigos de diseño de los recipientes a presión. Combinando esto con una reducción en la succión de la bomba y tamaño de las boquillas de descarga podemos usar tuberías, válvulas y soportes de tuberías más pequeños. El resultado total es una mejora continua en el rendimiento del producto, con uso optimizado del material tanto por el fabricante como por el diseñador de la planta.

Modernas herramientas para mejorar el producto

El impulsor es el corazón de una bomba, y es responsable de la eficiencia hidráulica y altura de bombeo. Adicionalmente, un impulsor de succión tiene que alcanzar un NPSH_3% requerido. Sulzer Pumps desarrolló su propio programa de diseño de impulsor multifuncional, y ha validado su fiabilidad durante décadas. Más de 80 parámetros definen el contorno meridional, forma del aspa y espesor, asegurando una alta flexibilidad de la geometría del impulsor. Cuando diseñamos un impulsor de succión, el desarrollador se enfrenta a objetivos opuestos, tales como maximizar la eficiencia hidráulica mientras se minimizan los valores de NPSH_3%. Esto produce diferentes soluciones de geometría que todas se comprometen de la misma manara. Para un proyecto de rendimiento realzado, se dan las principales dimensiones del impulsor (ej. eje, ojo del impulsor y diámetro exterior, además de longitud del impulsor), permitiendo libertad de un ajuste fino del contorno meridional de la forma de la hoja. El rendimiento y capacidades de succión de estos diseños usualmente se evalúan por CFD para un amplio rango de puntos de operación.

Este proceso automatizado – que consiste en el diseño de un impulsor, simulación y análisis de resultados – se implementa en un ambiente de optimización que impulsa todo el diseño del impulsor para alcanza objetivos totales de eficiencia, y altura y rendimiento de succión. Dentro de esta optimización, las simulaciones se hacen usualmente por puntos de operación especificadas para el cliente, ej. punto de operación, condiciones de operación en carga parcial o sobrecarga. La automatización permite para el diseño y análisis del impulsor continuar horas de trabajo fuera de lo normal.

Esto en gran medida incrementa la cantidad y variedad de información de diseño que buscamos en la solución óptima.

Bibliografía:

·         Enhancing pump design. Hidrocarbon Processing December 2011