bombas

Cuando se habla de problemas en las bombas… la mayoría de veces se refieren a:

•El sello mecánico falla prematuramente.

• Los rodamientos fallan Prematuramente.

• La BC(bomba centrífuga) no desarrolla suficiente presión. Se tiene un problema de cabeza baja.

• La BC no bombea suficiente fluido. Se tiene un problema de baja capacidad.

• La BC usa mucho amperaje. Tiene un problema de alto amperaje.

Cuando se habla de problemas en las bombas… la mayoría de las veces se refieren a:

• La BC trabaja por un tiempo y luego pierde succión.

• La BC está cavitando.

• se tiene vibración excesiva.

• La BC se calienta mucho.

• La BC hace mucho ruido.

Bomba centrífuga de flujo radial

Velocidad específica Ns

Plato trasero

Eje

Impulsor

Descarga

Succión

Visor de nivel de aceite

Retenedor

RodamientoAxial

Carcasa RodamientoRadial

Voluta

Esto es lo que usted ve

AlineaciónAjustes de montaje

Contaminación

Instalación adecuada

Nivel adecuado

Pata Coja (soft foot)Esbeltez

Balanceo, Tolerancias

Esfuerzos Térmicos o por montaje

Esfuerzos Térmicos o por

montaje

Concentricidad Estopero-Eje. Perpendicularidad cara de la

bomba - ejeMasa de la fundación en relación al peso del equipo

AlineaciónBomba - Motor

Aquí puede estar el problema

Cómo se afecta el sello mecánico

QUÉ HACEN LAS BOMBAS

Daniel Bernoulli (8 de febrero de 1700 - 17 de marzo de 1782) fue un matemático holandés/suizo.

Bernoulli:La energia de un fluido permanece constante en cualquier punto a lo largo de un recorrido.

Asegúrese de tener presente:

Cabeza + Velocidad = constanteÁrea x Velocidad = constanteÁrea x Presión = Fuerza (F = AP)

Aplicaciones del Principio: Chimeneas, Tuberías, Sustentación de Aviones,Carburador de Automóviletc

Ley de Bernoulli, Fluido en reposo

Ley de Bernoulli, Fluido en movimiento

•Temperatura Promedio del Agua: 120ºCTemperatura Promedio del Agua: 120ºC•Presión del la válvula Reguladora: 11.5 PsigPresión del la válvula Reguladora: 11.5 Psig•Presión de la válvula de Seguridad: 20.4 – 26.2 PsigPresión de la válvula de Seguridad: 20.4 – 26.2 Psig

Presión Atmosférica. Vacío, presión de vapor, presión manométrica, Presión Atmosférica. Vacío, presión de vapor, presión manométrica, presión absolutapresión absoluta

Cero absoluto (vacío completo)

Presión atmosférica estándar (nivel del mar)Pre

sión

abs

olut

a

Presión

manométrica

14.7 lb/pulg2

2116 lb/ft2

29.92 inHg

33.91 ft H2O

1 atm

760 mmHG

8848 m

VACIO

nivel del mar

8848 m

H2O

H2OH2O

H2OPV

H2O

H2OH2O

H2OPV

H2O

H2OH2O

H2OPV

H2O

H2OH2O

H2OPV

0.5 pies, 12.8oC

33.9 pies, 100oC

10.6 pies, 70oC

24.6 pies, 91oC

La presión de vapor es la presión absoluta donde ocurre la vaporización, o donde el liquido se convierte en gas a una temp. Especifica.

PRESION DE VAPOR

Cero absoluto (vacío completo)

15. Cabeza es la altura de un líquido.

La Cabeza de este líquido es ____pies.10

16. Una cabeza de 10 pies de agua hace que el manómetro lea 4.33 PSIG(libras por pulgada cuadrada manométricas)

17 un pié de cabeza de agua ejerce_______PSIG0.433

100 pies

19. La presión ejercida por una cabeza de líquido no depende del diámetro del recipiente.

en cualquier punto del fondo del recipiente, la presión depende solamente de la ____________ del líquido sobre el punto.Cabeza o altura

22. Mire el dibujo

La presión leída es mayor en el ( manómetro A / manómetro B )___________

cabeza = Presióngr.esp.x 0.433

Presión= cabeza x gr.esp. X 0.433

Manómetro A

La cabeza pude ser expresada en términos de presión y la presión puede ser expresada en términos de cabeza.

27

=> head (FT) x S.G x 0.433

Disminuye

Fórmulas para relacionar cabeza, presión y velocidad

1. Conocer altura si conoce presión: S.G.

2.31

H=P x 2.31

2. Conocer altura si conoce presión: P=

H x S.G.

3. Conocer fuerza si conoce presión y Area F= P x A

2gH=

V2

Si229

V=RPM x D.

4.

=P

S.G x 0.433

= H x S.G x 0.433

3.37 x 10H=

(RPM x D.)5. 6

2

Fórmulas para relacionar cabeza, presión y velocidad

H= altura en ftP= presión en psiV= velocidad diám. ext. Impeller en ft/segD= Diámetro impeller en pulg.g= Aceleración de la gravedad (32.2 ft/seg )

La presión que genera una bomba centrífuga depende únicamente de la velocidad (RPM)y el diámetro del impulsor

2

29. Aun sin una bomba en la línea, el líquido se eleva hasta que sea igual en ambos lados.

sin una bomba el líquido se eleva hasta el punto___

la bomba provee la _______necesaria para mover el líquido al tanque de descarga.

2

Energia

30. La bomba eleva el líquido desde el nivel de el tanque de succión hasta el tanque de descarga.

La distancia a que la bomba eleva el líquido es llamada la cabeza ____

31. La cabeza total es la cabeza de descarga _____ la cabeza de succión

total

menos

35. Mire el dibujo.

Si la bomba está localizada sobre el tanque de succión el líquido debe ser ________ por la bomba.

La elevación de succión más la cabeza de descarga es la ______total

levantado

cabeza

32. La bomba eleva el líquido desde el nivel de el tanque de succión hasta el tanque de descarga.

La altura del agua en el tanque de succión ejerce una presión que es registrada en el manómetro ___

33. Como la altura del agua es mayor en el lado de la descarga, el manómetro ___ registra la presión más alta

Ps

Pd

34. Mire el dibujo.

Cabeza de descarga = 20/1 x 0.433 = 46Cabeza de succión = 10/1 x 0.433 = 23Cabeza total = 46 – 23 PiesRealmente la bomba ha elevado el agua solamente____pies.23

37. La presión que actúa en la superficie de un líquido es transmitida a través del líquido.

El manómetro en el tanque de succión registra la presión que actúa en la________ del líquido.

38. Esta presión es de 10 PSIGEl manómetro en la succión de la bomba lee ___PSIG

Superficie

15

39. De las 15 PSIG en el manómetro succión, 10 PSIG se deben a la

presión que actúa en la superficie del líquido.

Las otras 5 PSIG son debidas a la ____________del líquido en el tanque.

Altura o cabeza

40. Mire el dibujo.

La altura real del líquido en la succión del tanque es:5/1 x 0.433 = 11.3 pies aproximadamente.pero la cabeza de succión es 15/1 x 0.433 = 34 pies

La cabeza de succión es mayor que la altura real del líquido en el tanque, debido a la _______ejercida en la superficie del líquidopresión

11.3 pies

Tipos de impulsores

47

Impeller

H=

6

(RPM x D)

3.37 x 10

2

6

Posibilidades en la succión

Succión positiva

Succión Negativa

Posibilidades en la descarga

?

Construcción curva de la bomba

PMA PME

• Se tiene la mejor eficiencia :

• Vibración y variaciones de presion mínimas (lejos del BEP el flujo interno se vuelve turbulento y fuerzas radiales se desbalancean.)

• Se minimiza la deflexión en el eje

• Se alarga la vida del rodamiento y sellos mecánicos

BEP (best eficient point)

PMA

PME

Impeller

OPERACIÓN PARALELAOPERACIÓN PARALELA

77

Ley de afinidad

78

Ley de afinidad

79

Ley de afinidad

80

Aplicación Ley de afinidad

• Alcanzar la máxima altura (cabeza estática) que el líquido debe alcanzar

• Sobreponerse a la presión que existe donde debe entrar el fluido (caldera, manifold, tubería)

• Compensar las pérdidas por fricción en las tuberías, codos, válvulas. Ésta resistencia se llama cabeza de fricción

• Al moverse el fluido parte de la energia se convierte en energia de velocidad. Se llama cabeza de velocidad

Usted necesita energia (presión) para:

86

El trabajo de la bomba

94

Ejemplo 2

La bomba siempre bombea la diferencia entre la cabeza de succión y la cabeza de descarga.

Acuérdese: si la cabeza sube, la capacidad disminuye y viceversa

Sistema:

•Son los elementos físicos y las variables Hidráulicas involucradas cuando se quiere llevar un fluido de un punto A al punto B La curva del sistema

•Para que sirve: para diferenciar las capacidades y presiones que se necesitaran a lo largo de la vida del sistema

La curva del sistema

PERO QUE ES: es una grafica para identificar la bomba que se requiere para llevar un fluido del punto A al punto B

Usted debe darle al vendedor la curva del sistema no simplemente la capacidad (flujo) y presión(cabeza)

Al comprar una bomba

Quien debe hacer la curva de la bomba?

•El recién llegado

•El estudiante o practicante

•Usted o alguien especializado

Curvas de sistema

Hay tres sistemas básicosHay tres sistemas básicos

• friccion solamente

• Cabeza estática

• Combinación

Distintos sistemas de curvas puntos de Operación

Punto de Operación

Sistema todo fricción

Sistema Combinado (friccion & altura estática)

Sistema solo altura estática

Sistema de caída tipo montaña abajo

112

50 ft, tubería 2”

tubería a

15 ft tubería sh 40, acero

Producto: 1.2 GS

Capacidad: 160 gpmSucción: accesorios 3” 39.1 ft

15 ft tubería 3” 15 ft

Descarga: accesorios 2” 32.5 ft 50 ft tubería 2” 50.0 ft

Entrada tipo campana a la atmósfera

{{

Ejemplo 7

PMA PME

Eficiencia a 500 y 63.13%

Calcule la eficiencia de su bomba

H x Q

3960 x bhp (a 1.0 GE) x 100

H: Cabeza en piesQ: Flujo en gpm

EF: 50 x 500

3960 x 10 x 100 = 63.13%

EF:

Ej.

117

Eficiencia de la bomba

118


119


120

Especifique los motores basado en ellíquido más pesado (denso) (gr. Esp.)que pueda pasar por la bomba. Esta es la explicación de el porque algunos motores se queman

Eficiencia de la bombaA mayor G.E. mayor consumo de energia

121

La baja eficiencia de la bomba significa dinero

122

Compre las bombas más eficientes,específicamente en estos días concostos altos de energía.


123


124


CODO MUY CERCA A LA TUBERIA

Mucha fricción y turbulencia

BARRERA O BAFLE

Si penetra mejor

DISTORSIÓN DE TUBERÍAS

A B

A B A B

A B

SE GENERA TURBULENCIA

Entradas muy cerca…

ES MEJOR EN Y

141

Ft / seg

Sumergencia mínima en pies

142

Flujo en GPM

5D

Recomendaciones en la tubería de succión

La Longitud Total de tubería de succión debe ser menor a 100D, con mínimo de conexiones

Velocidad en la succión:

Aceite : 25ft/segAgua : 15ft/segpastas: 5 ft/seg

Tubería Subiendo Hacia la bomba (2°)

Altura de aspiración < 15ft si diámetro 3-10”

Altura de aspiración < 20ft si diámetro < 3”

Flanges paralelos 0.030”max

La altura de aspiración debe ser menor a 2/3 de la altura total (THD)

Recuerde Respetar Sumergencia

•Coloque indicador de Coloque indicador de CarátulaCarátula•Apriete pernosApriete pernos•No debe moverse más de No debe moverse más de 0.002”0.002”

ESFUERZOS EN TUBERÍAS Distorsionan cara de la bomba

Se puede perder perpendicularidad

Contactos entre anillos se desgastan

Se genera Calor

EJE DE SUCCION

PISO Y BASE

DETERIORADOS

TIERRA?

EJE DE SUCCION

CORROIDO

PISO DETERIORADO

REDUCCION

CABLE ELECTRICO

AREA SUFICIENTE

PARA ALIMENTACION

BOMBA ?

Para calcular el PMA (punto de maxima Para calcular el PMA (punto de maxima altura :altura :A 1750 RPM:A 1750 RPM:

A 3500 RPM:A 3500 RPM: 4x( diámetro impeler en pulgadas)4x( diámetro impeler en pulgadas)

22

22

( diámetro impeler en pulgadas)( diámetro impeler en pulgadas)

El PME será el 80% - 85% del PMA

•Conociendo el diámetro del Conociendo el diámetro del ImpellerImpeller•Leyendo manómetro de Leyendo manómetro de succión y descargasucción y descarga

•Puede saber si la bomba esta trabajando bien!Puede saber si la bomba esta trabajando bien!

Super sencillo; sepa , si la bomba trabaja bien!Super sencillo; sepa , si la bomba trabaja bien!

13’/2.3113’/2.3131’/2.3131’/2.31

54’/2.3154’/2.3169’/2.3169’/2.3185’/2.3185’/2.31122’/2.31122’/2.31144’/2.31144’/2.31

191’/2.31191’/2.31340’/2.31340’/2.31

ALTURA MAX. ALTURA MAX. EficienciaEficiencia 80 – 85%80 – 85%

Energía Energía (presión (presión producida por producida por la bomba )la bomba )

Explicación de la Fórmula V 2g

2 3,14xdx rpm

12x60

, =

3,14xdx1750 12x60

H= 0.90d

2 En la práctica 90% - 110% (1750 RPM)

H= 3.6d

2

3500 RPM

H= V=

BEP => 80 – 85%

PMA PME

CABEZA CAIDA

La cabeza o flujo cero es mas pequeña que cualquier otro flujo mayor

CABEZA CRECIENDO CONTINUAMENTE

La cabeza crece continuamente a medida que el flujo se aproxima a cero

CABEZA EMPINADA

La cabeza crece muy empinada cuando el flujo se aproxima a ella.Es un termino relativo

CABEZA PLANA

La cabeza crece ligeramente cuando el flujo se aproxima a cero.En un termino relativo

CABEZA DESCONTINUA

Se tiene la misma cabeza a mas de un flujo .Características de velocidades especificas altas

CRECIMIENTO CONTINUO DE HP

Velocidades especificas bajas

CONSUMO DE HP EMPINADO

Velocidades especificas medias

CONSUMO DE HP DISCONTINUO

Velocidades especificas altas

213

Pes = Ps + 0.25 (Pd - Ps)

Presión en el Estopero

NPSH

Cabeza positiva de succión La energía en la succión ( entrada de la bomba)NPSHa = NPSHd energía disponible generada por el

sistema de bombeoNPSHr = energía que pide la bomba para entregar el flujo requeridoNPSHd = 1.1 a 2.5NPSHrNPSHd = NPSHr + 3 ftNPSH3 ?NPSHI ?

10%

• LA ENERGÍA EN LA SUCCIÓN ES LA MAS IMPORTANTE

PS + ENERGÍA DE LA BOMBA = PD

NPSH

NPSHd > NPSHr

NPSHd = NPSHr + 3FT

PMA

PME

NPSH: Solo se da en la succión Sistemas de bombeo

Sistemas de bombeo

Maxima altura (profundidad) que puede levantar una bomba centrifuga

tiene menos NPSHdH= GE

P x 2.31

= 1.0

14.7 psi x 2.31

=33.95 pies

La fórmula de la NPSHd (disponible)NPSHd = Ha+Hs-Hvp-Hf-Hi

NPSHd > NPSHrNPSHd = NPSHr + 3FT

NPSHd > NPSHr

NPSHd = NPSHr + 3FT

226

Fallas en la operaciónFallas en la operación

CavitaciónCavitación

Cavitación: para entender

UN HOYO EN EL LIQUIDO •Las burbujas ocupan espacio y reducen flujo y presión.

•Cuando colapsan, le pegan al metal a la velocidad del sonido. 4800 pies / seg

232

La Vaporización

RECIRCULACIÓN

GARGANTA

4. ASPIRACION DE AIRE

A. EL AIRE PUEDE ENTRAR POR:

1. Las empaquetaduras

2. O-rings y caras de los sellos mecánicos sencillos

3. Empaquetaduras de vástagos de válvulas

4. Empaques de bridas en tubería succión

5. O-rings y sellos de manómetros y demás instrumentos

6. Empaques de la carcasa de la bomba

B. BURBUJAS Y AIRE EN LA TUBERIA DE SUCCION

C. LIQUIDOS QUE FORMAN ESPUMAEL DAÑO ES PARECIDO A LA CAVITACION CLÁSICA, SE VE DETRÁS DE LAS ALETAS; PERO LA RESOLUCION ES DISTINTA

5. LA TURBULENCIA

Es causado por:

1. Vórtices en el flujo de succión

2. Sumergencia inadecuada

3. Mal diseño tubería de succión, codos agudos, restricciones,

4. Entrada al tanque a drenar de forma incorrecta

La presión de vapor del fluido está muy cerca a la presión atmosférica. Cuando llueve disminuye la presión atmosférica y el fluido se vaporiza.

Hay mucha tubería entre tanque y bomba, a mayor Rpm de la bomba, más grande el problema, puede necesitar una bomba buster o un inductor.

Hay un codo muy cerca de la succión de la bomba, se recomienda un largo de 10 diámetros

El problema está en la succión: puede estar cavitando

Una parte de tubería de diámetro reducido se ha instalado en la succión.

Se instaló un reductor concéntrico a la succión, se debe utilizar un reductor excéntrico.

La entrada a varias bombas está muy cerca.

La entrada a la bomba está muy cerca del piso del tanque, la velocidad alta genera caída de presión en la succión.


La altura de elevación es muy grande.

Se instaló una válvula de globo en la succión, debe ser una válvula tipo compuerta.


2 bombas están en serie. La primera no envía suficiente flujo a la segunda.

Un filtro está tapado.

Una válvula check está parcialmente cerrada.


El diámetro de la tubería de succión se ha reducido.

•La tubería ha colapsado por un golpe o algo pasó por encima.

•Sólidos se han depositado en las paredes. Aguas duras.(calcificación).

•Un objeto extraño tapona la tubería. Fue olvidado.(le pasa a los cirujanos , por que no a nosotros los mecánicos)


•Un recubrimiento se ha despegado.

•Se restringe la válvula de succión

Nunca debe hacerse. Solo hay una excepción para prevenir calentamiento de productos combustiblesQué pasa si se restringe la válvula de descarga?

El diámetro de la tubería de succión se ha reducido.


la temperatura del fluido en la entrada esta alta

•El tanque está siendo calentado para desairear el fluido pero la temperatura está muy alta.

•El sol calienta la tubería. Se debe aislar.

•La temperatura de operación se ha incrementado.

• Una línea de recirculación de la descarga calienta el fluido…. Se debe llevar al tanque.


El problema está en el tanque de succión.

•La capacidad de la bomba es muy alta para el volumen del tanque.

•El indicador de nivel está malo y muestra mayor nivel.

•La salida del tanque está restringida o congelada bajando la presión en la succión.


•No hay NPSHa para el fluido bombeado, se requiere un inductor o bomba booster para incrementar presión en la succión

•Un nivel bajo de tanque en la succión aumenta la diferencia de presión en la bomba y baja capacidad.

El problema está en el tanque de succión.



Aire entra en algún punto en la tubería de succión.

Fluido que regresa al tanque de succión está muy aireado, la línea de retorno debe ser por debajo del nivel de líquido.

El fluido está formando vortex a la entrada de la bomba porque el nivel del líquido succión está muy bajo o la capacidad de la bomba es muy alta.

DEFLEXION DEL EJERodamientos desgastados

Dilatación térmica causa crecimiento axial

Ajustes en impulsores abiertos

Cavitación

Golpe de Ariete (martillo)

Vibración

Empuje axial

La tubería está muy cerca al fondo del tanque.

El levantamiento del líquido está muy grande.

Un empaque con diámetro pequeño restringe el flujo en la succión.

Empaque no está centrado o no se corto el centro

LA BOMBA CAVITA NPSHd = Ha+Hs-Hvp-Hf-Hi

VaporizaciónRecirculaciónSíndrome de aleta partidaAspiración de aireTurbulencia

Se instalo una válvula de globo en la succión.

2 bombas en serie. La primera no envía suficiente flujo a la segunda.

La tubería de succión está tapada.

Un filtro está tapado o cubierto con algo.

Una válvula de pie esta atrancada o es muy pequeña.

Una válvula check está parcialmente cerrada.



Algo le pego a la tubería de succión y redujo su tamaño.

Sólidos se han depositado en el interior.

Un recubrimiento dentro de la tubería se despego.

Un objeto extraño esta dentro de la tubería.

Una válvula en la succión se está estrangulando.

La temperatura de entrada está muy alta.

El sol calienta la tubería.

LA BOMBA CAVITANPSHd = Ha+Hs-Hvp-Hf-Hi


La temperatura de operación se ha incrementado últimamente.

Una línea de la descarga a la succión está calentando el producto.

Algunos calentadores de línea no se apagan cuando deben.



LA BOMBA CAVITA

Aire entra en cualquier punto de la tubería de succión .

El retorno a la succión implica turbulencia e ingesta de aire.

Si tiene Vortex en la toma de succión.

La presión del vapor del fluido es muy cerca a la presión atmosférica. Cuando llueve el líquido se evapora.

Hay mucha tubería entre la fuente y la succión, tal vez necesite un inductor o bomba booster..

NPSHd = Ha+Hs-Hvp-Hf-Hi


La capacidad de la bomba es muy alta en comparación al volumen del tanque.

El indicador de nivel se atasco mostrando mayor nivel.

La salida del tanque está parcialmente atascada, congelada bajando la presión de succión.



Hay un codo muy cerca a la succión.

Tubería de diámetro reducido se instaló en la succión.

Se instaló un reductor concéntrico.

Entrada a bombas están muy cerca.



260

Probabilidades cuando una parte rotatoria golpea una parte estacionaria

Toda alrededor rotatoria y una sola parte estacionaria

Toda alrededor estacionaria y una sola parte rotatoria

Toda alrededor estacionaria y Toda alrededor rotatoria

Una sola parte en rotatoria y estacionaria

Una sola parte en rotatoriaA mayor distancia de los rodamientos mas contacto se tendrá

Como incrementar la cabeza de succión (energía de succión)

Bajar la temperatura del fluido de Bajar la temperatura del fluido de entradaentrada

• Inyectar fluido mas frió donde se ha practico

•Tener cuidado con líneas de recirculación de la descarga, pueden calentar el fluido

• Aislar la tubería para evitar calentamiento por el sol

Reducir el NPSHR• Use una bomba más grande a menor velocidad.

• Agrande el ojo del impulsor

• Si es posible instale un inductor , reduce el NPSHR hasta un 50%

• Use varias bombas pequeñas

• Use bombas de doble succión.

Reduce el NPSHR hasta un 20% ó puede aumentar la velocidad hasta un 40%


Elevar el nivel del líquido en el tanque

Elevar el tanque

Como incrementar la cabeza de succión

(energía de succión)

Bajar la bomba (colocarla en un pozo)

Sistemas de bombeo

Instalar una bomba booster entre tanque y bomba

Presurizar el tanque de succión

Utilizar un impeller con un mayor Ns (velocidad especifica)


Reducir perdidas en la tubería

• Hay muchos accesorios

• Tubería de diámetro muy pequeña

• Sólidos se han depositados en la tubería

• Un recubrimiento interno se ha despegado


(energía de succión)

• La tubería de succión esta aplastada

• Un filtro esta tapado

• Algo esta taponando la tubería: llave, estopa, tornillo etc…

• Hay corrosión en tuberías, válvulas, etc


(energía de succión) Reducir perdidas en la tubería

• Una válvula globo se instala en lugar de una de compuerta

• Un empaque sobresale y tapona la tubería

• Se ha aumentado la velocidad de la bomba

• Se instala una bomba mas grande y el sistema tiene muchas perdidas por la capacidad incrementada


Reducir perdidas en la tubería

La fórmula de la NPSHd (disponible)NPSHd = Ha+Hs-Hvp-Hf-Hi

Recirculación en zona de bajo flujo

Operación a bajo fluido(como % del BEP)

273

Velocidad específica

CARTA O CURVA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA

277

Velocidad específica de succión = Nss

278


279


vacío Presión

Calcule Cabeza de la Bomba

H= hgd-hgs+h+Vd Vs2g 2g(

2 2

)

hgd= lectura manómetro descarga convertido a ft.

hgs= lectura manómetro succión convertido a ft.

h= distancia en ft entre manómetro descarga y succión.

Vd2g

2

=Cabeza Velocidad descarga.

Vs2g

2

= Cabeza Velocidad Succión

Calcule Cabeza de la Bomba : ejemplo

Determine cabeza desarrollada por una bombaCapacidad: 300 gpmG.E.= 1.3Viscosidad= igual al aguaPresión Succión: 30psiaPresión Descarga=120psigTubería succión = 3”Tubería descarga = 2”Presión atmosférica= 14.7 psia


(120 + 14.7 )x 2.31

1.3= 239.4 fthgd=

30 x 2.31

1.3= 53.3 fthgs=

4 - 1= 3fth=


Para 2”

Vd2g

2

=

Vs2g

2

=

12.8 ft para 300 gpm

Para 3”

2.6 ft para 300 gpm


239.4 – 53.3 + 3 + 12.8 – 2.6H=

199.3 ft a 300 gpmH= 239.4 – 53.3 + 3 + 12.8 – 2.6H=

H= 186.1ft a 300gpm (94%)

Demasiado flujo conduce a la deflexiónen el otro sentido (como 240º).

295

Hay otra solución Mejor?

Si, variador de frecuencia

DEFLEXION DEL EJEFuerzas o cargas que actúan sobre el eje

Fuerzas que causan rotación (torque)

El peso de las partes

Fuerzas hidráulicas: Radiales y Axiales

Cargas mecánicas

EMPUJE AXIAL

303

DEFLEXION DEL EJE

Operar fuera del PME

Impeller desbalanceado

Eje torcido

Camisa (bocina) no concéntrica

Esfuerzos en tuberías

Desalineamientos entre bomba y motor

Crecimiento térmico en bomba de diseño NO CENTRADO

304

VIBRACIONCausas Mecánicas de Vibración

Componentes rotatorios no balanceados o no concéntricos

Ejes torcidos o doblados

Desalineamiento entre bomba y motor

No hay suficiente masa de fundación

Esfuerzo en tuberías

Crecimiento térmico especialmente en eje

VIBRACIONCausas Mecánicas de Vibración

Rozamiento de algún componente rotatorio

Rodamientos gastados o sueltosPernos de fijación sueltosUna línea de recirculación a las caras

del selloUn accesorio o empaque sobresale

en el estoperoPartes sueltasEl producto se pega a partes

rotatorias: Al impeller

VIBRACIONCausas Hidráulicas

Operando fuera del PME (BEP)

Cavitación

Golpe de ariete (martillo)

VIBRACIONOtras causas:

Vibración harmónica Operar bomba en una velocidad crítica Mala lubricación en caras de sellos:

Líquidos mal lubricantes Agua caliente Solventes Gases Aplicaciones en seco Alta carga sobre caras Sellos no balanceados Mala combinación de caras

Si la bomba Centrífuga no trabaja adecuadamente revise:

Tolerancias sean correctasNo hay esfuerzos por tuberíaEl impeller abierto se ajustó correctamenteSe alineó correctamente en el acopleLas partes rotatorias fueron balanceadas

dinámicamente Las tolerancias entre anillos de desgaste

son las recomendadas por el fabricanteLa bomba trabaja a la velocidad, dirección,

diámetro impeller adecuado

Mala alineación bomba – motor Implica

Operación con ruidos Vibración y cargas excesivas sobre

rodamientos Desgaste y eventual falla del acople Falla prematura de rodamientos del motor Mayor consumo de energía Aumento de temperatura y falla del

lubricante Rozamiento de algunas Partes

Síntomas de una bomba con problemas

Escapes del sello o empaquetadura, empaques, rodamientos, grietas en tubería o carcaza de la bomba

Se escucha ruidos anormales. Escapes de vacío se prueban con humo

Se pueden sentir altas temperaturas. El acero inoxidable cambia de color amarillo - negro.

Aceites se negrean con la temperaturaSe detecta vibración

Revisar si los controles ambientales trabajan

314

Síntomas de una bomba con problemas

si puede, chequear: Flujo Diferencias de presión Consumo de energía Temperatura en voluta Temperatura en Estopero Temperatura en eje Velocidad del eje Nivel de líquidos Estimamos si fundación es débil

Chequeando una bomba parada (todavía conectada)

Chequear alineación bomba – motor

Chequear pata coja (soft foot)

Chequear si hay esfuerzos por turbería

Revisar tuberías y accesorios a lo largo del sistema(caminando, no desde planos)

La bomba se lleva al taller (Todavía armada

Revisar longitud de operación del sello Si hay contacto de alguna parte rotatoria Si hay alguna pieza suelta

Se desarma la bomba:

Buscar evidencias de rozamiento, desgaste, decoloración, corrosión

Buscar si fallan piezas

Buscar si hay material extraño o si se ha depositado en alguna pieza

No confundir un Fretting corrosion

Ajuste del ImpulsorAmbiente limpio del taller

Pintura Epóxica cámara de aceite

Hacerlo a la Temp. de trabajo

Síntomas de una bomba con problemasA mas de 100°C es conveniente utilizar distintos tipos

La expansión térmica hace que la voluta se mueva hacia arriba causando:•Esfuerzos sobre la tubería•La cara estacionaria se desfasa de la cara rotatoria•Contacto entre anillos de desgaste

BOMBA ANSI BOMBA DISEÑOCENTRADO API

Bombas en paralelo

La bomba no produce suficiente capacidad (flujo)

El diámetro del impeller es pequeño.

Al ancho del impeller es pequeño.


El impeller gira a bajas RPM.• Use tacómetro para chequear RPM.• Si usa poleas tiene la velocidad incorrecta, •Si tiene variador de frecuencia …trabaja con la frecuencia incorrecta. • hay algo malo en el motor, revise rodamientos.• verifique voltaje del motor, puede estar bajo.


• Hubo daño físico en el ensamble o desensamble.

• Erosión debido a sólidos. También puede generar corrosión localizada.

•las tolerancias se perdieron por crecimiento térmico del eje.

El impeller esta dañado


Tolerancias del anillo de desgaste muy alta.

Excesiva deflexión del eje erosiona los anillos de desgaste.

Si L3 /D4 mayor a 60 (2 en sistema métrico) hay deflexión. Anillos se deben cambiar cuando la toleranciase duplica,Se entera por inspección. También se desgasta por dilatación térmica (100ºC).

Dilatación=

El impeller esta suelto sobre el eje.

8Td

:Coeficiente dilatación térmica

8

:Diámetro eje en pulgadasT :cambio en Temperatura en ºF

d


El impeller gira al revés , gran reducción en la capacidad. Pequeña reducción en la cabeza

•Gira al revés por error en el cableado

•Válvula check en la descarga no trabaja, la presión del sistema causa rotación inversa, es común en bombas en paralelo.

•Si instalo al revés

No se instalo un anillo de desgaste

Un nivel bajo del tanque de succión incremento la diferencia de presión a través de la bomba disminuyendo la capacidad.

•La bomba siempre bombea la diferencia entre la cabeza de succión y la cabeza de descarga.


El impeller esta obstruido: sólidos, trapos, malezas, palos, animales etc .Productos solidificados o cristalizados por cambios en presion y temperatura.

Recirculación interna (en impeller abiertos) es grande por una tolerancia excesiva causada por mala instalación, dilatación térmica, desgaste.0.020” a 0.015” tolerancia típica.

Recirculación en la descarga causado por tolerancia excesiva entre el impeller y la garganta por desgaste.


El número de velocidad especifica el impeller es incorrectoTalvez requiera un valor mas grande , valores bajos se utilizan para desarrollar cabeza

Se olvido instalar INDUCTORES. Se tiene cavitación y baja la capacidad. Impellers de alto Ns utilizan inductores.


Una bolsa de aire o vapor es atrapado en el ojo del impulsor no permite mas entrada de fluido, puede causar que la bomba pierda la cebada

Aire esta entrando al estopero a través de empaquetaduras una repeler baja la presión en el estopero


repeller

Aire entra a través del estopero a través de un sello mecánico con caras de carbón muy desgastadas.No usa o’ring para manejo de vacio

La bomba no fue cebada antes de prenderla.


Aire entra en la succión por fundiciones porosas.

usted necesita voluta concéntrica para tener gran capacidad

usted tiene un tamaño de bomba inadecuado, no puede satisfacer los requerimientos del sistema.

La bomba no cumple los requerimientos del sistema porque no se suministra la curva del sistema


Se ajusto impeller abierto hacia atrás, (era hacia delante se crea un vacio en el estopero)

La bomba no es para esa aplicación La compraron en una chatarrería ( le suena familiar?)

La bomba se compro en base a planos de hace 20 años , ha habido muchos cambios,Tal vez se hayan instalado mas bombas, algunas trabajan en paralelo y nadie lo sabe.

A la hora de reemplazo se compro la misma bomba nadie calculo las perdidas en el sistema


La Bomba Centrifuga no produce suficiente cabeza

El problema puede estar en la bomba mismaDiámetro del impeller muy pequeño

•Es fácil equivocarse al calcular la cabeza total

•La bomba fue especificada para una aplicación diferente

•Tal vez requiera una bomba multietapas o dos bombas en serie

El impeller gira a bajos RPM

•ver problemas con baja capacidad

El impeller esta dañado:

La velocidad especifica (Ns) del impeller es alta.

Daño físico, excesivo desgate, erosión, corrosión.

ver problemas con baja capacidad.

Para altas cabezas se requiere velocidades específicas bajas


Un nivel alto de liquido en el tanque de succión reduce la diferencia de presión en la bomba,

•Aumentando su capacidad

•Disminuyendo la cabeza

•La bomba siempre bombea la diferencia entre Hd y Hs


La bomba está usando mucho amperaje.Una bomba muy grande para la aplicación causa el incremento de amperaje.

•Se especificó una bomba grande para necesidades futuras.

•Se especificó una bomba para las condiciones máximas pero trabaja muy lejos.

•Se instala orificio de control en la descarga.

•Los requerimientos de capacidad han disminuido.

•La bomba está siendo restringida, deberá reducir diámetro del impulsor.

•La bomba fue sobredimensionada por los factores de seguridad. TDH=Ha + Hs + Hv +H f

•Aumentar la velocidad aumenta dramáticamente el amperaje, si duplica la velocidad, multiplicar x 8 el amperaje.

Una bomba muy grande para la aplicación causa el incremento de amperaje.

La bomba está usando mucho amperaje.

La bomba está usando mucho amperaje.Un cambio en el producto puede causar aumento en el amperaje.

•El motor se seleccionó para un fluido de baja gravedad específica pero las líneas se prueban o lavan con agua.

•La gravedad específica del fluido se incrementó por alguna razón.

•La viscosidad del fluido se incrementó con cambio en la temperatura, algunos cambian con baja temperatura y otros con alta.La viscosidad del fluido cambia con la agitación (mantequilla)


Cuando el eje se desplaza y 2 partes se tocan aumentando el amperaje.

•El impeller puede tocar la voluta o plato trasero por un mal ajuste o dilatación térmica.

•Buje restrictivo al eje o camisa.

•Diámetro externo del sello mecánico con el estopero.

•Un empaque o accesorio que sobresalga contra el sello mecánico.


•El eje contra la estacionaria.

•El eje contra la garganta de la bomba.

•El eje contra el buje de desastre en bombas API.

•Anillos de desgaste contra la voluta.

•Anillos de desgaste contra la voluta.

Cuando el eje se desplaza y 2 partes se tocan aumentando el amperaje.

La bomba está usando mucho amperaje.Aumento en carga sobre los rodamientos se aumenta el amperaje.

•Chequee tolerancias al eje y en la caja en la instalación.

•Enfriar con agua la caja de rodamientos.

•No tiene visor para el nivel de aceite y usa mucho lubricante.

El sistema de prendido puede ser el problema.

•Bombas de flujo radial se prenden con válvula de descarga abierta, usan más potencia a altas capacidades.

•Bombas de flujo axial se prenden con válvula de descarga cerrada, usan más potencia a cabezas altas.


Chequee si hay mucha carga axial.

•Si las perforaciones de balanceo están tapadas.

•Convertir una bomba con empaquetadura a sello mecánico puede incrementar carga axial si la presión es alta.


Otras razones por las cuales se consume mucho amperaje.

•Tiene empaquetadura y prensa estopa muy apretado.

•Usa sello mecánico no balanceado en altas presiones, hay mucha carga en las caras.

•El impeller se instaló al revés.

•Eje gira en la dirección errada.

•Hay mucha tolerancia entre impeller y voluta o plato trasero.


BRIDA FRACTURADA POR TENSION EN LA TUBERIA

EL FLUJO DEBE SER IGUAL PARA QUE NO SE GENEREN CARGAS AXIALES NO UNIFORMES

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