Diseño y optimización del sistema de bomba: una guía completa desde la tubería de succión hasta el diseño de salida

El diseño del sistema de tuberías tiene un impacto significativo en la eficiencia operativa y la vida útil de las bombas centrífugas. Por lo tanto, al diseñar las tuberías de la bomba, se debe considerar de manera integral el diseño de las tuberías de succión y descarga, incluidos los requisitos de facilidad de operación, mantenibilidad y flexibilidad.

 

 

• Diseño de tubería de succión de bomba.

 

Requisitos de tamaño de tubería:En la práctica de la ingeniería, generalmente se recomienda que el diámetro de la tubería de succión de la bomba sea al menos un tamaño mayor que el tamaño de la brida de succión de la bomba o la tubería de conexión. Esta diferencia de diseño generalmente se logra utilizando un reductor excéntrico, cuyo diseño superior suele ser horizontal, pero el ángulo específico puede variar según la situación específica. La sección de succión de la bomba es crucial porque determina si la línea de corriente puede llegar suavemente a la entrada de la bomba, evitando turbulencias a gran-escala que pueden ser causadas por curvas aguas arriba. Este requisito está estrechamente relacionado con la geometría de la tubería; por lo tanto, al disponer la tubería de succión, se debe priorizar el uso de secciones de tubería rectas más largas. Los diámetros de tubería más grandes ayudan a reducir la caída de presión debido a la fricción y proporcionan una mayor presión en la entrada de la bomba (es decir, el puerto de succión del impulsor), asegurando que la bomba reciba suficiente energía.

 

• Diseño de válvula de control y válvula de retención.

 

Selección del diámetro de la válvula de control:Esto se debe principalmente a que las válvulas más pequeñas son relativamente más baratas y, en comparación con las válvulas en tuberías del mismo diámetro, ofrecen un control superior y más preciso. Sin embargo, vale la pena señalar que elegir una válvula más pequeña dará como resultado una mayor caída de presión.

 

Necesidad de instalación de válvula de retención:Sí, generalmente se recomienda instalar una válvula de retención en el lado de salida de la bomba para garantizar un funcionamiento estable del sistema. La función principal de la válvula de retención es mantener un suministro suficiente de medio en el sistema, evitando así el desbordamiento del líquido o-retrasos en el arranque cuando la bomba se detiene. Además, previene eficazmente el reflujo del medio cuando la bomba se detiene, lo que podría provocar que la bomba gire en sentido inverso, protegiendo así su funcionamiento seguro.

 

• Requisitos de presión de entrada de la bomba

 

¿La entrada de succión necesita presión positiva?

En realidad, no siempre. Algunas bombas están diseñadas para extraer líquido desde debajo de la línea central de la bomba. Este diseño se encuentra en muchos tipos de bombas, desde pequeñas bombas domésticas hasta grandes bombas industriales.

 

• Recomendaciones de diseño de tuberías

 

Diseño de conexión de salida y tanque:Idealmente, la tubería debe inclinarse continuamente hacia arriba desde la salida de la bomba hasta el fondo del tanque (tanque de agua) para garantizar que el aire que ingresa a la bomba pueda expulsarse suavemente del sistema. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, la tubería a menudo no tiene una pendiente continua hacia arriba sino que se extiende horizontalmente a lo largo de una distancia. Se aceptan secciones horizontales más largas de tubería siempre que se eviten bolsas de aire o superficies irregulares (ambas pueden atrapar aire).

 

Válvulas de ventilación y control de extremo-de-línea:Además, los extremos de las tuberías normalmente no están conectados directamente al fondo del tanque de almacenamiento (tanque de agua). En este caso, la tubería se extiende desde una posición más alta, creando un punto alto que puede atrapar aire. Esto puede o no ser crítico para el proceso/flujo, lo que requiere el criterio de operadores e ingenieros experimentados. Si el punto alto es crítico para el proceso/flujo, se debe instalar/utilizar una válvula de ventilación.

 

• Métodos de medición del desempeño

 

Comparación con características teóricas:Para evaluar el rendimiento de la bomba, un método eficaz es comparar el rendimiento real con la curva característica teórica. Esto requiere instalar un manómetro en las bridas de entrada y salida de la bomba, asegurando que los manómetros estén cerca del punto de medición. También se debe considerar la diferencia de altura entre el manómetro y la línea central de la bomba. Para reducir el impacto de posibles fluctuaciones de presión cerca de la bomba, se puede instalar una válvula en el manómetro o se puede usar un manómetro lleno de aceite-resistente a los golpes-.

 

Medición de caudal y eficiencia:Además, la medición del caudal es esencial. Idealmente, estos datos deberían obtenerse a través de un dispositivo de medición de flujo en la tubería. Si no se puede instalar un dispositivo de medición de flujo, se pueden considerar otros métodos, como agregar periódicamente el medio de bombeo a un tanque de almacenamiento (tanque de agua) de volumen conocido. Las lecturas de presión proporcionan información sobre la altura total de la bomba. Combinado con los datos de caudal, puede comparar aún más los resultados reales con la curva característica teórica.

 

• Efecto de la viscosidad sobre el rendimiento de la bomba.

 

Efectos de la alta viscosidad: En condiciones estándar, el rendimiento de la bomba o las curvas características generalmente se determinan en función del agua. Sin embargo, cuando la viscosidad del líquido es mayor que la del agua, el rendimiento de la bomba se ve significativamente afectado. Específicamente, la altura total, el caudal y la potencia se ven afectados negativamente. Particularmente cuando la viscosidad alcanza o excede los 400 cSt, la eficiencia de la bomba puede caer por debajo del 50%, en cuyo caso usar una bomba de desplazamiento positivo puede ser una solución adecuada.

 

Comprender la importancia de la configuración de las tuberías de entrada y salida en el diseño del sistema de bomba es crucial para garantizar el funcionamiento seguro y estable de la bomba. Un sistema bien-diseñado y configurado puede mejorar eficazmente la eficiencia de la bomba y extender su vida útil.