ESTUDIO DE MERCADO

DISEO Y SELECCIN SISTEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS LQUIDOS EN PROCESOS AGROINDUSTRIALES IDIAMETRO MINIMO DE TUBERIASREDES DE TUBERIASBOMBASIng. Williams E. Castillo Martinez Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERACuando se construye una conduccin, a la hora de elegir el dimetro de la misma, pueden suceder dos casos:Si se toma un dimetro pequeo, resultar una velocidad grande, por lo tanto, una mayor prdida de carga debida al rozamiento, para un mismo caudal.Si se toma un dimetro grande, la velocidad ser menor, pero el coste de la instalacin ser mayor Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERACuando se requiere determinar el dimetro mnimo que debe poseer una tubera de longitud L, por la que circula un fluido de caractersticas conocidas con un caudal volumtrico q y en la que se produce una prdida de presin DP, debe realizarse un proceso iterativo. Para ello, las variables que se van a utilizar, y que son desconocidas, deben ponerse en funcin de los datos conocidos. Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERAUn fluido a temperatura y presin normales circula por una tubera horizontal de hierro galvanizado (e=0.0005 pies) a 2.0pies3/s. Determinar el dimetro mnimo de la tubera si la cada de presin no debe ser mayor que 0.50lb/pulg2 por 100 pies de tubera.

r=0.00238slugs/pie3 y m=3.74x10-7lb.s/pie2 Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERA

Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERA

r=0.00238slugs/pie3 y m=3.74x10-7lb.s/pie2

Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERA

4 ecuaciones 4 incgnitas, resolucin mtodo iterativo.

Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERASe debe transportar un fluido a 1atm y 35C en un ducto (tubera de plstico) de 150m de largo a una razn de 0.35m3/s. Si la perdida de carga no debe superar 20m, determine el dimetro mnimo del ducto.r=1.145 kg/m3 y n=1.655x10-5 m2/sRespuesta: D=0.267m, f=0.0180, V=6.24m/s y Re=100800 Ing. W. Castillo. CLCULO DEL DIMETRO MNIMO DE TUBERAAgua a 10C circulara del deposito A al deposito B a travs de una tubera de hierro fundido de 20m de longitud a un caudal Q=0.0020m3/s como se muestra en la figura. El sistema contiene una entrada de bordes bruscos y seis codos regulares de 90 con rosca. Determine el dimetro necesario para la tubera.

Respuesta: D=45mm Ing. W. Castillo. SISTEMAS DE TUBERIAS

Tubera en serieTubera en paralelo

Ing. W. Castillo.

SISTEMAS DE TUBERIASTubera en Serie

Ing. W. Castillo.

SISTEMAS DE TUBERIASTubera en ParaleloSon un conjunto de tuberas que parten de un nudo comn y llegan a otro nudo comn. Se caracterizan por tener conductos con puntos de difurcacin y de unin.

Ing. W. Castillo. Tubera en Paralelo

Ing. W. Castillo. Tubera en Paralelo

tubera 1:

tubera 2:

tubera 3:

Como: pa = Pb = 0 ; Va = Vb = 0 ; za - zb = Ht

Ing. W. Castillo. SISTEMAS DE TUBERIASSistemas abiertos o ramificadosConstan de una lnea de conduccin principal con lneas secundarias que se unen a ella para aportar o derivar caudal. A partir de un punto comn los tubos se ramifican sin formar circuitos cerrados. Los extremos finales de las ramificaciones pueden terminar en un recipiente o descargar libremente a la atmsfera.

Ing. W. Castillo. SISTEMAS DE TUBERIASSistemas abiertos o ramificados

Recorrido 1-2Recorrido 1-3

Ing. W. Castillo.

Carga de la bomba: Ing. W. Castillo.

Carga de la bomba: Ing. W. Castillo. SELECCIN DE BOMBAS Ing. W. Castillo. PARA QUE SE USA UNA BOMBA?Aumentar la presin del fluidoElevar la altura del fluidoAumentar la velocidad del fluidoVencer la resistencia de friccinde la caera (prdida de carga)Energa asociada:Ec. de la Energa(Bernoulli)

Ing. W. Castillo. 20PARAMETROS DE SELECCIONNaturaleza del fluido a bombearCondiciones de proceso Sistema donde la bomba impulsa fluido Fuente de potencia Aspectos dimensionales Condiciones ambientales Costos Cdigos y estndares Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Naturaleza del fluido: Caracterstica reolgica Newtonianos (agua, aceite, alcohol, nafta)No Newtonianos (dentfrico, melazas, mayonesa, etc.)ViscosidadPresin de vapor (volatilidad)Densidad Temperatura Agresividad qumica corrosin Abrasividad lubricidad Contenidos de solidos Gases disueltos Determinacin de materiales Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Naturaleza del fluido Influencia de la T sobre la viscosidad y la presin de vapor.

Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Condiciones de procesoCaudal requerido: [ m/h | gpm | bpd | l/min |]Condiciones de succin

Condiciones de descarga Presin P2Configuracin de la lnea

p = p2-p1[ bar | kPa | kgf/cm | psi | mmHg |]Presin p1

CANP disponibleTemperaturaConfiguracin de la lneaPositiva Negativa (vaco) Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)

Energa asociada a la presin absoluta por encima de la presin de vapor del fluido en la entrada de la bomba; calculada en la brida de aspiracin de la bomba.

Ejemplo de calculo:

[p1=patm][m]CANP Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)Se define como la diferencia entre la presin existente a la entrada de la bomba y la presin de evaporacin del liquido que se bombea.Evitar Cavitacin, fenmeno de vaporizacin sbita del liquido al interior de la bomba que reduce su capacidad y puede causar serios daos a sus partes internas.

Ps= presin de succin (entrada de la bomba)Vs= Velocidad de succin (entrada de la bomba)Pv= Presin de vapor del liquidoCarga total sobre el lado de aspiracin, cerca de la entrada del impulsor de la bombaCarga de presin de vapor del liquido Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)NPSH requerido (NPSHR): es la presin de succin mnima que necesita la bomba para mantener un funcionamiento estable. Se basa en una altura manomtrica de referencia, generalmente coincide con la del eje del rodete. Su valor se define experimentalmente y es proporcionado por el fabricante de la bomba

NPSHR es necesario mantener, o exceder, de modo que no ocurra cavitacin. Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)NPSH disponible (NPSHD) depende del sistema en el cual opera la bomba. Corresponde al exceso de presin del liquido en relacin con su presin de vapor medida en la succin de la bomba. Se calcula en metros columna de agua o pies de columna de agua, dependiendo del sistema de medida utilizado

NPSHD Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)Factores que afectan el ANPA disponiblePresin disponible = Patm?Presin de vapor del fluidoVelocidad del fluido = Q/APerdidas de carga (vlvulas, filtros, codos, Dcao)

Presin atmosfrica (Presin ejercida por le columna de aire de la tierra)

DensidadTemperaturaViscosidada 0 m.s.n.m.101,33 kPa1013,3 hPa1,013 bar14,7 psi1 kg/cm760 mmHg10,3 mH2O

Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)Fenmeno de cavitacinPresin insuficiente a la entrada a la bomba.Desprendimiento de burbujas de vapor.En la bomba, la presin va en aumento,Implosin de las burbujas, liberando energa.Dao mecnicoCANP requerido

En bombas centrfugas: Energa necesaria para vencer las prdidas de friccin desde la brida de aspiracin hasta la salida de los labes sin vaporizacin de fluido.En bombas de desplazamiento positivo: Energa necesaria para llenar con fluido cavidades, tornillos, engranajes, pistones, etc, sin vaporizacin de fluido. Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)Factores que inciden en el CANP-NPSH requerido por la bombaTamao constructivoViscosidadVelocidad de funcionamiento

El valor de CANP-NPSH requerido debe ser consultado con el fabricante del equipo. Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Sistema donde la bomba impulsa fluidoFlujoContinuo Pulsante Caracterstica Q- p necesariaNecesidad de dosificacinSanitariedad y limpiezaEvitar o favorecer formacin de espumasEvitar o favorecer agitacin mezcla y/o desglose

Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Fuente de potencia

Motor elctrico

Motor a explosin

Motor hidrulicoAcc. Neumtico

Mecanismo de transmisin

Tensin de redFrecuencia de redGrado IP y aptitud para reas peligrosasNorma constr.DieselGasNaftaCaja reductoraCaja multiplicadoraCorreas y poleasAcoplamientos220V, 380V, 460V50Hz, 60HzIEC, NEMA Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Aspectos dimensionales

Tipo de conexin

Posicin de montaje

Fundacin o base necesariaLimitacin de espacioBrida

Rosca

SanitarioANSI B16.5 / B16.1DIN EN 1092-1BSP / BSPTNPTCLAMP ISO 2852DANESA DS 722.0SUECA SMS 1145DIN 11851 / 11864-1/2VerticalHorizontalPozo

Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Condiciones ambientales

Intemperie o lugar cerradoPresencia de gases o vapores corrosivos

reas clasificadas

Permisividad a prdidas de selladoDeterminacin de materiales y plan de pinturaDeterminacin de plan de asistencia sello mecnicoMotorInstrumentacin Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin CostosAdquisicin de la bomba

Instalacin

Operacin

Mantenimiento y servicioFundacinAccesoriosProteccionesConsumo de energaEficienciaConsumiblesConfiabilidadFacilidad de reparacinFrecuencia de servicioDisponibilidad de repuestosServicio tcnico cercano Ing. W. Castillo. Parmetros de seleccin Cdigos y estndaresNormas ANSI / HI

Normas API

Normas DIN-EN-ISO

Normas sanitariasEspecificaciones y tpicos de clienteNormas y legislacin ambiental

API 610 Bombas centrfugas (ISO 13709)API 676 Bombas rotativas DPAPI 674 Bombas alternativas (ISO 13710)API 682 Sellos mecnicos (ISO 21049)ISO 14847 Bombas rotativas DPDIN EN 733 / 734 / 735 B. centrfugasEN ISO 3069 / 12756 Sellos mecnicosISO 5099 / 9905 / 9908 B. centrfugasISO 16330 Bombas alternativas DP Ing. W. Castillo. TIPOS DE BOMBACinticas (centrfugas)

Desplazamiento positivo

Rotativas

Alternativas o reciprocantes

Flujo radialFlujo axial - turbinaFlujo mixtoChorroTornillo excntricoEngranajesDoble y triple tornilloLobularesPeristlticasPaletasPistnmboloDiafragma Ing. W. Castillo. TIPOS DE BOMBACinticas (centrfugas)

Desplazamiento positivo

Ing. W. Castillo. CANP

Ing. W. Castillo.

Ing. W. Castillo. DISEO Y SELECCIN SISTEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS LQUIDOS EN PROCESOS AGROINDUSTRIALES IDIAMETRO MINIMO DE TUBERIASREDES DE TUBERIASBOMBASIng. Williams E. Castillo Martinez Ing. W. Castillo. CARGA DE ASPIRACION NETA POSITIVA (CANP-NPSH)El NPHSD es funcin de las condiciones existentes en el sistema del liquido bombeado y de los cambios de presin y temperatura a lo largo de la lnea de succin.

El NPHSD es funcin de la geometra del sistema, la razon de flujo y las condiciones del liquido que se tendrn durante la operacin de la bomba. Ing. W. Castillo.