Hasta hace
unas pocas décadas los desarrolladores de bombas utilizaban métodos de cálculo
y dibujos simples. La mayor parte del tiempo se empleaba realizando dibujos CAD
2D, limitando la cantidad de iteraciones al mínimo. Sin embargo, los avances en
la tecnología de la información en CAE, CAD y simulación se han desarrollado
significativamente. Numerosos cambios en la tecnología han permitido una
automatización de las herramientas de diseño. El progreso con computadores más
rápidos, herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD), análisis
estructural, estándares y bases de datos, libera incluso más tiempo para la
optimización del rendimiento de la bomba con respecto a eficiencia y
fiabilidad.
La creación
de diseños hidráulicos compactos tiene un efecto significativo en el tamaño de
la carcasa de la bomba., lo cual permite una reducción en el uso total de
materiales mientras todavía se asegura la integridad de los límites de presión
y se cumplen los requerimientos de los códigos de diseño de los recipientes a
presión. Combinando esto con una reducción en los tamaños de la tobera de
descarga y succión puede permitir al diseñador de tuberías usar tuberías de
conexión, válvulas y soportes de tuberías más pequeños. El resultado total es
la mejora continua del rendimiento del producto, con uso optimizado de
materiales tanto por el fabricante de la bomba como por el diseñador de planta.
Herramientas modernas para mejorar el
producto
El impulsor
es el corazón de una bomba ya que es responsable tanto de la eficiencia
hidráulica como de la altura proporcionada por la bomba. Adicionalmente, un
impulsor de succión tiene que alcanzar un NPSH (altura neta positiva de
aspiración) requerida. Sulzer Pumps desarrolló su propio programa de diseño del
impulsor multifuncional completamente paramétrico, y ha validado su fiabilidad
durante décadas. Más de 80 parámetros definen el contorno meridional, forma de
los álabes y espesor, asegurando una alta flexibilidad de la geometría del
impulsor. Cuando se diseña un impulsor de succión, el desarrollador se enfrenta
a objetivos opuestos, tales como maximizar la eficiencia hidráulica mientras se
minimizan los valores de NPSH. Esto produce diferentes soluciones de geometría
que todas están comprometidas de la misma forma. Para un proyecto dado, se dan
las principales dimensiones del impulsor (ej. eje, ojo del impulsor y diámetro
exterior), además de la longitud del impulsor), permitiendo libertad para un
ajuste fino de un contorno meridional y forma de la hoja. Este rendimiento y
capacidades de succión de estos diseños son usualmente evaluados por CFD para
un amplio rango de puntos de operación.
Este proceso
automatizado – consistente en un diseño del impulsor, simulación y análisis de
resultados – se implementa en un ambiente de optimización para optimizar el
diseño del impulsor.
Bibliografía:
Enhancing pump design. Hidrocarbon
Processing December 2011
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