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Cálculo para evitar la cavitación en un sistema de bombeo

mediante el uso de NPSHA y NPSHR

José Castillo González

Comunicación en IngenieríaNoviembre de 2013

INTRODUCCIÓN

Utilización de bombas centrífugas en la industriaquímica.

Fluido circulante con poca energía en la zona desucción => cavitación.

Daños asociados a la cavitación.

Parámetros fundamentales para evitar la cavitación:

• NPSHA (Net Positive Suction Head Available).• NPSHR (Net Positive Suction Head Required).

METODOLOGÍA (1a)

Búsqueda en biblioteca DIQ• Fox and McDonald’s: Introduction to Fluid Mechanics.• Perry’s Chemical Engineers’ Handbook.

Búsqueda en Google (Steam Tables, Thomsen PumpCurves, Selecting Centrifugal Pumps, NPSH Suction lift)

Búsqueda en Web of Knowledge• Experimental study of cavitation criterion in

centrifugal pumps.

METODOLOGÍA (1b)

Búsqueda en otras fuentes• Sciencie Direct: “Working Guide to Pumps and

Pumping Stations”• Knovel: “Pumps and Pump systems”.

Búsqueda de patentes (“Centrifugal pumphydraulic design method controlling máximum flowby cavitation”)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (1)

Figura 1

Esquema del sistema de bombeo (va= 2 m/s, agua a 70°F, cañería acero comercial 40S, ø=2’’)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (2)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (3a)

Darcy

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (3b)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (3c)

Figura 3: Diagrama de Moody. (ƒ=0.022)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (4)

Figura 4: Curva de NPSHR para la bomba centrífuga(NPSHR=2 ft=0.6096 m)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (5)

Margen de seguridad

CONCLUSIONES

Principal causa de la cavitación es un maldiseño.

ha=7.682 m: Altura máxima a la que puedeestar la bomba del depósito sin que ocurracavitación.

Si ha>7.682 m

Reducción de la cabeza de la bomba

Fluctuaciones en la capacidad Ruidos y vibraciones Erosión o “pitting”.