En particular, se deben tener en cuenta los siguientes criterios:
(1) Idoneidad general del tipo de bomba
En principio, las bombas centrífugas solo son adecuadas hasta una determinada viscosidad, que depende del tamaño. Se debe seleccionar una bomba de desplazamiento positivo para viscosidades muy altas.
(2) Características de la bomba
Las características de la bomba generalmente se han medido con agua en condiciones estándar. Si la densidad y la viscosidad difieren, las curvas características deben convertirse en consecuencia. Esto generalmente lo hace automáticamente el software de selección de la bomba si se trata de un fluido newtoniano.
(3) Selección de material
La selección de materiales adecuados es extremadamente importante, especialmente si el medio bombeado contiene componentes abrasivos o agresivos. Muchos fabricantes ofrecen información sobre la resistencia de los medios para esto. Sin embargo, definitivamente se recomienda el contacto directo con el fabricante para este tipo de uso.
(4) Selección de sello
Además de la resistencia medio-material, las características del medio bombeado deben tenerse en cuenta al seleccionar un sello adecuado. En el caso de sustancias peligrosas (por ejemplo, medios tóxicos o explosivos) o fluidos particularmente valiosos, generalmente es necesario utilizar una solución sin fugas. Las bombas sin sello de eje con motor encapsulado o acoplamiento magnético son ideales aquí.
(5) Fracciones sólidas o gaseosas
Si el medio bombeado contiene componentes sólidos y / o gaseosos, se deben seleccionar diseños de bombas especiales que estén diseñados para esto. Por ejemplo, impulsores adecuados evitan que la bomba se bloquee cuando hay componentes sólidos o fibrosos. Las proporciones de gas afectan el comportamiento de succión de las bombas centrífugas. Un contenido de gas más alto conduce a un aumento en el valor de NPSH requerido y, por lo tanto, a la aparición más temprana de cavitación.
Sin embargo, al aumentar la viscosidad, aumenta la influencia del número REYNOLDS, de modo que en la práctica se supone que esta aproximación es insuficiente a partir de una viscosidad cinemática de alrededor de 20 mm² / s. Para corregir esto, se desarrollaron empíricamente métodos para convertir las curvas características registradas en medios de viscosidad media y alta, lo que en la aplicación práctica en versiones anteriores significa la evaluación compleja de diagramas, pero que en las versiones actuales se han elaborado utilizando conjuntos de fórmulas adecuados.
El más extendido a nivel mundial es el procedimiento del Hydraulic Institute (EE. UU.), Que ha sido estandarizado como ANSI / HI 9.6.7 e ISO / TR 17766.
En la práctica, la conversión se lleva a cabo principalmente en la actualidad mediante programas informáticos como Spaix PumpSelector. La implementación técnica por computadora de este procedimiento permite la conversión de curvas características, por lo que el usuario solo tiene que definir los datos de transporte deseados y el medio de transporte. En todos los métodos conocidos, el punto de diseño de la bomba juega un papel especial en la conversión de curvas características.
Se pueden especificar las siguientes condiciones para la validez del procedimiento:
- Bombas centrífugas con impulsores cerrados o semiabiertos
- Viscosidad cinemática en el rango entre 1 y 3000 mm² / s
- Caudal en el mejor punto de funcionamiento entre 3 y 410 m³ / h
- Altura por paso entre 6 y 130 m
- Producción en condiciones normales de funcionamiento
- Transporte de fluidos NEWTON
Una bomba centrífuga es una máquina de flujo hidráulico en la que el medio de transporte se transporta utilizando las fuerzas centrífugas (fuerzas centrífugas) causadas por la rotación del impulsor. La energía se transfiere desviando el flujo dentro de las palas del impulsor.
Las bombas centrífugas se utilizan normalmente para un funcionamiento sin pulsos, continuo o intermitente, pero no son adecuadas para aplicaciones de dosificación o llenado. Los puntos fuertes de este proceso residen en el modo de funcionamiento continuo y sin pulsaciones. Otra ventaja es la construcción relativamente simple y la buena adaptabilidad, lo que evita altos costos de mantenimiento.
La aplicación está limitada con respecto a la viscosidad del medio bombeado. A medida que aumenta la viscosidad del líquido, disminuye la eficiencia. Por tanto, la aplicación está prácticamente limitada a líquidos con una viscosidad cinemática de hasta 100 … 150 mm² / s. Las bombas de desplazamiento positivo son la opción preferida para viscosidades muy altas.
Los parámetros importantes son la altura, el caudal, el requisito de potencia, la eficiencia y el valor de NPSH. Los parámetros se muestran generalmente como curvas características en función del caudal volumétrico (caudal de suministro).
En los fluidos NEWTON, los procesos de flujo laminar producen tensiones cortantes y tensiones normales superpuestas a la presión, que son proporcionales a la velocidad de deformación, siendo el factor de proporcionalidad la viscosidad dinámica.
La viscosidad cinemática se define como:
La viscosidad depende de la temperatura y la presión, siendo la dependencia de la presión insignificantemente pequeña en el caso de los líquidos.
En el caso de fluidos que no son NEWTON, la viscosidad también puede depender del tiempo (comportamiento de flujo tixotrópico o reopéxico). Entonces ya no se puede especificar como valor material.
La viscosidad de un medio influye tanto en la característica de la tubería como en la característica de la bomba. Para las bombas centrífugas, las características de la bomba se convierten en la práctica con una viscosidad cinemática de más de 10 mm² / s.
Este se caracteriza porque no existe una relación lineal entre la deformación y el tensor de tensión y / o porque la viscosidad depende del tiempo.
El comportamiento de flujo no newtoniano puede, por ejemplo, B. se puede observar en los siguientes medios:
- Negro gas en barniz al aceite
- Suspensión de granos en agua
- Lodos de depuradora
- Heces
- Pasta de dientes
- Mortero
- Soluciones de jabón
Ejemplos:
Se puede observar un comportamiento tixotrópico en numerosas pinturas y barnices, i. H. la viscosidad depende del tiempo. Al agitar a una velocidad angular constante, inicialmente se puede observar una resistencia muy alta, mientras que después de algún tiempo la viscosidad disminuye significativamente y tiende hacia un valor límite más bajo.
Muchos lodos industriales, p. Ej. B. Las suspensiones de cal (mortero) y tiza (pasta de dientes) muestran un comportamiento viscoplástico. Por debajo del límite elástico (límite elástico) se comportan como sólidos y más allá como fluidos.
Las soluciones y las masas fundidas de muchas sustancias con alto contenido de polímeros, así como las suspensiones con partículas alargadas, como las gomas y las soluciones de jabón, son pseudoplásticas. La viscosidad de estos fluidos disminuye a medida que aumenta la velocidad de corte.
El comportamiento opuesto (comportamiento dilatante) se puede encontrar, por ejemplo, con algunas suspensiones muy concentradas. Aquí la viscosidad aumenta al aumentar la velocidad de cizallamiento.
Tanto las características de la bomba como los métodos clásicos para el cálculo de tuberías asumen una viscosidad constante y no son válidos para líquidos no newtonianos. Dependiendo del comportamiento del flujo del medio bombeado, en el mejor de los casos se pueden utilizar como una aproximación. Por lo tanto, para muchos medios no newtonianos existen métodos especiales de cálculo o aproximación para el diseño.
En el caso de flujo unidimensional, se aplica lo siguiente:
& nbsp;
Los fluidos NEWTON se utilizan, por ejemplo, para los procesos de flujo de:
- agua
- Aceites
- Gases
- Mercurio
- Alcohol
- Gasolina
Si no se sabe si un medio presenta un comportamiento de flujo newtoniano o no, se deben realizar pruebas de laboratorio.
& nbsp;
Para el diseño de la bomba, la temperatura máxima y mínima del medio bombeado son particularmente importantes. Se tienen en cuenta en la selección de materiales y juntas y, si es necesario, en una prueba de resistencia medio-material.
Las propiedades físicas del medio bombeado (densidad, viscosidad) cambian con la temperatura. El requisito de potencia de la bomba es directamente proporcional a la densidad. Por lo tanto, se debe tener en cuenta la temperatura del rango de funcionamiento con la densidad máxima. Además, para medios viscosos (ν & gt; 10 mm² / s), se debe convertir el curso de las características de la bomba.
Este punto también se denomina punto de diseño (BEP = punto de máxima eficiencia) de la bomba. La posición del punto cambia cuando cambian los parámetros hidráulicos de la bomba, como el diámetro del impulsor o la velocidad o la viscosidad del medio bombeado.
El objetivo de una selección de bomba óptima es que la bomba funcione en el punto de diseño para que alcance su máxima eficiencia.
