¿Qué efecto tiene la temperatura en la selección de bombas centrífugas?

La temperatura es uno de los factores más importantes en la selección de la bomba. La temperatura de funcionamiento de la bomba afectará la selección de los materiales de la bomba, la selección de los sellos, la selección de los métodos de lubricación, etc., por lo que se debe tener en cuenta el factor de temperatura al seleccionar una bomba.

Primero, hay que entender dos conceptos: temperatura y cero absoluto.

La temperatura es la medida de la cantidad de calor presente en un gas, líquido o sólido. Las escalas de temperatura comunes con las que todo el mundo está familiarizado son Fahrenheit y Celsius, dos sistemas inventados en el siglo XVIII. Los dos sistemas difieren en aspectos importantes:

1) El punto de congelación del agua es 0 grados o 32 grados F

2) El punto de ebullición del agua es 100 grados o 212 grados F.

El cero absoluto se define como la temperatura más baja posible. Este es el punto en el que los átomos de una sustancia están completamente quietos y no transfieren energía térmica. Las mediciones de temperatura relativas al cero absoluto se expresan en Kelvins (K) en el sistema Celsius (0 K=-273.15 o C) y en Rankines (o R) en el sistema Fahrenheit (0 o R=459.67 o F). Tenga en cuenta que Kelvin es una unidad de medida "sin grados".

En segundo lugar, es necesario comprender la relación entre temperatura y presión.

La temperatura no sólo afecta la estabilidad y eficiencia del funcionamiento de la bomba, sino también la presión del sistema. Cuando la temperatura de un gas se acerca al cero absoluto, se convierte en líquido. A medida que la temperatura continúa aumentando, la presión del gas también aumenta. Si el fluido criogénico excede su punto de ebullición, se convertirá en gas y creará graves problemas de presión y sellado.

Debido a que diferentes medios forman presión de diferentes maneras, se debe diseñar un sistema específicamente para las características de los medios bombeados. Si esto no se tiene en cuenta, pueden producirse fallos que le costarán a la empresa mucho tiempo, dinero y producción.

Además, preste especial atención al impacto de la temperatura ambiente en el lugar del usuario.

Cuando la bomba se instala al aire libre o se coloca permanentemente al aire libre y la temperatura desciende significativamente durante la noche, el líquido de la bomba puede congelarse. Cuando estas bombas se reinician, pueden ocurrir problemas - daños o desgaste de piezas. Por lo tanto, es posible que se requiera una camisa aislante o una capa aislante integral para aislar o calentar la bomba. Alternativamente, la bomba se puede montar sobre un patín o carro para permitir que el operador la mueva al interior.

El rango de temperatura esperado que la bomba debe manejar durante el funcionamiento es fundamental para realizar la selección correcta, lo que implica no sólo el tipo y la estructura de la bomba, sino también la selección de sus componentes. Aunque la temperatura parece ser un concepto familiar, en aplicaciones industriales puede complicar el funcionamiento o hacer que el equipo sea menos fiable.

En el proceso de selección de la bomba se debe considerar tanto la temperatura ambiente del sitio como la temperatura del medio bombeado.

La temperatura afecta a las bombas centrífugas de las siguientes maneras:

1. Efecto sobre los materiales estructurales: Si se bombean determinados productos químicos, puede producirse corrosión dependiendo de la temperatura. Los líquidos calientes hirviendo tendrán un mayor efecto corrosivo sobre los materiales que los líquidos más fríos. Por lo tanto, es importante comprobar la compatibilidad química a las temperaturas de bombeo. Las temperaturas extremadamente bajas (como -150 o C y menos) harán que muchos materiales se vuelvan quebradizos, como el acero al carbono estándar, por lo que sistemas como el bombeo de GNL u otros líquidos criogénicos deben utilizar materiales componentes especializados. Al agregar ciertos elementos o forjar metales con ciertas estructuras de grano, es posible crear piezas que puedan soportar incluso estas condiciones extremas.
2. Componentes de la bomba: Para los sellos de empaque, a medida que aumenta la temperatura, el calor se transfiere desde el prensaestopas a través del eje hasta los cojinetes. Esto puede provocar una reducción significativa de la vida útil de los rodamientos e incluso puede provocar que se atasquen.
3. Viscosidad del fluido: los líquidos afectados por la temperatura cambiarán de viscosidad durante el bombeo. Por ejemplo, la miel se adelgazará cuando se caliente, lo que cambiará la forma en que se bombea. Por lo tanto, comprender el efecto de los cambios de temperatura en la viscosidad del producto durante el bombeo garantizará que se seleccione la bomba (tipo de estructura) correcta.
4. Expansión de piezas: a altas temperaturas, las piezas metálicas se expandirán a diferentes velocidades. Esto es particularmente importante durante el proceso de selección de la bomba y afectará los materiales estructurales que elija.
5. Aislamiento o mantenimiento de baja temperatura: en algunos casos, es posible que su aplicación necesite mantener una determinada temperatura. Esto se puede lograr manteniendo las condiciones de flujo o usando camisas aislantes/aislamiento integral.

La temperatura afecta:

1. Estructura de la bomba. Por ejemplo, cuando la temperatura del medio supera los 160 grados, se selecciona una bomba con el pie de la bomba como soporte de la línea central; cuando la temperatura del medio supera los 200 grados, se selecciona una bomba de estructura dividida radial; cuando la temperatura del medio alcanza aproximadamente 400 grados y la presión de bombeo no es demasiado alta, como la bomba de lodo de aceite de fondo en la industria petroquímica, para minimizar posibles puntos de fuga, generalmente se selecciona una bomba de OH2; cuando la temperatura del medio alcanza aproximadamente 400 grados, aunque la presión no es demasiado alta, pero una bomba de una sola-etapa o de dos-etapas no puede alcanzarla (como la bomba de alimentación del horno de radiación en la industria petroquímica), para garantizar la seguridad, generalmente se selecciona una bomba BB5; al transportar medios de baja-temperatura, se recomienda utilizar una bomba de barril vertical VS6 para una fácil conservación en frío; cuando la viscosidad del medio es alta o fácil de solidificar o cristalizar a temperatura ambiente, es necesario configurar una camisa aislante o calentar/aislar la bomba en su conjunto; cuando la viscosidad es demasiado alta a la temperatura de bombeo, normalmente no es adecuado utilizar una bomba centrífuga.
2. Selección de materiales. Por ejemplo: cuando el medio de bombeo está por debajo de cero pero no demasiado bajo, generalmente se usa acero al carbono de baja-temperatura o acero inoxidable austenítico; cuando el medio de bombeo está por debajo de cero y es bajo, se suele utilizar acero inoxidable austenítico; cuando el medio de bombeo es una lechada de aceite de alta-temperatura y contiene partículas de catalizador, se selecciona una bomba con revestimiento OH2, y el revestimiento y el impulsor están hechos de hierro fundido-resistente al desgaste; cuando el medio de bombeo es una lechada de aceite a alta -temperatura y no contiene partículas de catalizador, se selecciona una bomba OH2 con revestimiento y el revestimiento y el impulsor están hechos de material CA-6NM.
3. Selección de sellos mecánicos y sistemas. Por ejemplo: en condiciones de temperatura normal, generalmente se seleccionan sellos tipo A y la temperatura máxima de funcionamiento puede alcanzar los 176 grados; en condiciones de baja temperatura, generalmente se seleccionan sellos tipo B y la temperatura máxima de funcionamiento puede alcanzar los 176 grados; en condiciones de alta temperatura, generalmente se seleccionan sellos tipo C y la temperatura máxima de funcionamiento puede alcanzar los 400 grados; las bombas con temperaturas de funcionamiento superiores o iguales al punto de autoignición del medio de bombeo suelen elegir el diseño 2 o 3; En condiciones de temperatura alta o baja, generalmente es necesario agregar una solución de lavado de sellos PLAN62.