UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENCI AS Y TECNOLOGÍA TECNOLOGÍ A INGENIERÍA EN GAS Y PETROLEO
DOCENTE:
ING. CUELLAR JOVIO LEONARDO
INTEGRANTES:
CRUZ BRAÑEZ WILI
CHOQUE ESCOBAR JOSUE CONDE SANTOS MAURICIO CONDORI LLANOS IVAN IVAN
MATERIA: MATERIA:
TRANSPORTE TRANSPORTE Y ALMACENAJE
SEMESTRE:
SEPTIMO
COCHABAMBA- BOLIVIA
INTRODUCCION El mecanismo de movimiento alternativo, también llamado mecanismo de movimiento movimiento repetitivo repetitivo hacia arriba y hacia abajo o hacia delante y hacia alternante, es un movimiento atrá atrás. s. Lo que perm permit itaa que que se pue pueda dann opera operarr a motore motoress altern alternativos ativos y bombas bombas.. Los dos movimientos movimientos opuestos opuestos que conforman conforman un ciclo de alternancia son llamados tiempos del mecanismo. El movimiento alternativo es claramente visible en las máquinas de vapor primitivas, en particular horizontal motores estacionarios y locomo locomotoras toras de vapor de de cilindro exterior, ya que el cige!al cige!al "en "en este caso es la propia rueda# y la biela la biela generalmente generalmente son visibles. $ate $atemá máti ticam camen ente te,, el movi movimi mien ento to alte altern rnat ativ ivoo es aprox aproxim imada adame ment ntee un movimiento arm%nico simple simplesinusoidal sinusoidal.. &écni &écnicam cament ente, e, sin sin emba embarg rgo, o, el movim movimie iento nto alte alterna rnati tivo vo producido por la rotaci%n de un mecanismo de biela'manivela sale biela'manivela sale un poco del movimiento arm%nico simple debido al cambio de ángulo de la biela durante el ciclo.
(demás Las bombas de movimiento alternativo son las más empleadas por su versatilidad para trabajar a bajas o altas presiones como también en los gastos que entregan. Estas tienen uno o varios compartimientos fijos, pero de volumen variable, por la acci%n de un embolo o de una membrana. En estas máquinas máquinas el movimiento movimiento del fluido es discontinuo discontinuo y los los proc proces esos os de carg cargaa y desc descar arga ga se real realiz izan an po porr válv válvul ulas as qu quee abre abrenn y cier cierra rann alternativamente.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL •
)escribir la bomba de movimiento alternativo.
OBJETIVOS ESPECIICOS •
)escribir la bomba *+ e *&, sus aplicaciones y caracter-sticas
•
)escribir la bomba &E,/E,+E y , sus aplicaciones y caracter-sticas
!ARCO TEORICO Bom"as Alternativa La bomba alternativa es una bomba de movimiento alternativo compuesta básicamente de un cilindro cerrado que contiene un pist%n o émbolo buzo como mecanismo de desplazamiento. El l-quido es llevado al cilindro a través de una válvula de entrada y forzado a salir por una válvula de salida. 0uando el pist%n act1a sobre el l-quido en un extremo del cilindro, la bomba se llama de acci%n simple2 cuando act1a en ambos extremos se llama de acci%n doble. Las bombas alternativas están formadas por un pist%n que oscila en un cilindro dotado de válvulas para regular el flujo de l-quido hacia el cilindro y desde él. Estas bombas pueden ser de acci%n simple o de acci%n doble. En una bomba de acci%n simple el bombeo s%lo se produce en un lado del pist%n, como en una bomba impelente com1n, en la que el pist%n se mueve arriba y abajo manualmente. En una bomba de doble acci%n, el bombeo se produce en ambos lados del pist%n, como por ejemplo en las bombas eléctricas o de vapor para alimentaci%n de
calderas, empleadas para enviar agua a alta presi%n a una caldera de vapor de agua.
Las "om"as de movimiento alternativo #S e $#T de lo%serve &ienen dise!os de pist%n m1ltiple horizontal, dise!adas con un alto grado de flexibilidad. Las *+ e *& están disponibles con dise!os de extremo h1medo m1ltiple y en varios materiales de construcci%n, convirtiéndolas en compatibles con una amplia variedad de aplicaciones industriales.
•
!arcas& (ldrich, 3orthington, 4)5
•
A'licaciones& $etal1rgica y sider1rgica, (gua de alimentaci%n de la caldera, 0arga y reposici%n, 6ertilizador, 4nyecci%n por agua, Lechadas livianas, )ucto, Lechadas
•
Ind(strias& )esarrollo e irrigaci%n de agua subterránea, )esalinizaci%n, (bastecimiento y distribuci%n de agua, (ceite pesado y refinaci%n, &ratamiento y recolecci%n de agua residual, L78
E)tremo de 'otencia totalmente cerrado* protegido del extremo de l-quido por empaquetadura de extremo l-quido ajustable, base de amplio tama!o con conexi%n de drenaje, salpicadores de émbolo y sellos de extremo de potencia, garantiza funcionamiento sin problemas.
Transmisi+n de 'otencia s+lida a partir de cige!al de acero forjado que garantiza la mayor fiabilidad. La extensi%n de eje de cualquier lado opcional está disponible a través de bielas resistentes y adaptadores cruceta a émbolo cil-ndricos grandes.
,m"olos - ca.as de em'a/(etad(ra combinados en un cartucho que permiten la extracci%n rápida para servicio y el ajuste simple para condiciones de funcionamiento modificadas.
Sistema de aceite ti'o sal'icad(ra in0ali"le que ofrece la lubricaci%n correcta en todo momento. 9n indicador muestra el nivel de aceite de un vistazo.
V1lv(las ti'o cart(c2o a(t+nomas que permiten un mantenimiento sencillo. Las cone)iones de s(cci+n - descar3a pueden ubicarse en cualquier lado, simplificando el dise!o de instalaci%n.
Caracter4sticas& •
5arámetros de funcionamiento
o
6luye hasta :;< m=>h "=.?<< gpm#
o
5resiones de hasta ;<@< bar "=< psi#
o
Especificaci%n de potencia ;.AAB C3 "=.A;<.<<< hp#
o
&emperaturas de hasta B<< D0 "A@< D6#
Las +eries &E, /E, +E y de 6loFserve de bombas de movimiento alternativo son de tipo de pist%n m1ltiple vertical. )ise!adas teniendo en cuenta la flexibilidad, están disponibles en dise!os y materiales de extremos de fluidos m1ltiples convirtiéndolas en compatibles con una amplia variedad de aplicaciones industriales. Bombas de movimiento alternativo verticales de pistón múltiple, Series VTE, VQE, VSE y V
Las +eries &E, /E, +E y de 6loFserve de bombas de movimiento alternativo son de tipo de pist%n m1ltiple vertical. )ise!adas teniendo en cuenta la flexibilidad, están disponibles en dise!os y materiales de extremos de fluidos m1ltiples convirtiéndolas en compatibles con una amplia variedad de aplicaciones industriales.
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!arcas& 3orthington, (ldrich, 4)5
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A'licaciones& Geforzador, 6ertilizador, 4nyecci%n por agua, Lechadas livianas, )ucto, $etal1rgica y sider1rgica, Lechadas
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Ind(strias& (ceite pesado y refinaci%n, Extracci%n y abastecimiento de agua, &uber-as de crudo, &ratamiento y manejo de crudo
Los 5m"olos se aseguran a las horquillas mediante una conexi%n con autoalineaci%n de asiento esférico patentada. Esta conexi%n permite a los émbolos funcionar libremente en la empaquetadura y alinearse con la caja de empaquetadura.
Con.(ntos de ca.as de em'a/(etad(ra individ(ales dise!ados para adaptar una variedad de estilos de empaquetadura as- como métodos de lubricaci%n y lavado. El dise!o ofrece un fácil acceso para el desmontaje y montaje, lo que da como resultado menos costes de mantenimiento y tiempo de inactividad.
Com'onentes de e)tremo de 0l(idos seccionali6ados"m1ltiple de descarga, m1ltiple de succi%n y barril de servicio# facilitan la inspecci%n, alineaci%n o sustituci%n sin desmontaje excesivo de la bomba.
Co.inetes 'rinci'ales del ci37e8al* cuatro a ocho dependiendo del modelo, pueden levantarse sin retirar el cige!al.
El sistema de l("ricaci+n con aceite API 9:; está disponible como una opci%n. Caracter4sticas& •
5arámetros de funcionamiento o
6luye hasta H.HB< m=>h "@.<<< gpm#
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&emperaturas de hasta B<< D0 "A@< D6#
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Especificaci%n de potencia =.;:< C3 "B.B<<.<<< hp#
CONCLUSION 7racias al trabajo realizado se ha podido comprender las distintas caracter-sticas de las bombas gracias a ello podemos utilizarlo en el manejo de crudo.
BIBLIOGRAIA httpI>>mazinger.sisib.uchile.cl>repositorio>lb>cienciasJagronomicas>villar<=>parte<;><;' >FFF.floFserve.com>esJes>5roducts>5umps>5ositive' )isplacement>Geciprocating>*+'and'*&'$ultiplunger,'*orizontal'Geciprocating' 5umps,esJE+
BO!BAS EN SERIE $ PARALELO
INTRODUCCION Las primeras bombas de las que se tiene conocimiento, son conocidas de diversas formas, dependiendo de la manera en que se registr% su descripci%n, como las ruedas persas, ruedas de agua o norias. &odos estos dispositivos eran ruedas bajo el agua que conten-an cubetas que se llenaban con agua cuando se sumerg-an en una corriente y que automáticamente se vaciaban en un colector a medida que se llevaban al punto más alto de la rueda en movimiento. La existencia, en algunas partes de Kriente, de ruedas semejantes ha continuado aun dentro del siglo veinte. (s- se tendrán bombas que funcionen para cambiar la posici%n de un cierto fluido. 5or ejemplo la bomba de pozo profundo, que adiciona energ-a para que el agua del sub'suelo se eleve a la superficie. 9n ejemplo de bombas que adicionan energ-a de presi%n ser-a una bomba en un oleoducto, en donde las cotas de altura as- como los diámetros de tuber-as y consecuentemente las velocidades fuesen iguales, en tanto que la presi%n fuesen iguales, en tanto que la presi%n fuese incrementada para poder vencer las pérdidas de fricci%n que se tuviesen en la conducci%n. Existen bombas que trabajan con presiones y alturas iguales que 1nicamente adicionan energ-a de velocidad. +in embargo a este respecto hay muchas confusiones en los términos presi%n y velocidad por la acepci%n que llevan impl-cita de las expresiones fuerza'tiempo. En la mayor-a de las aplicaciones de energ-a conferida por la bomba es una mezcla de las tres. Las cuales se comportan de acuerdo con las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos. En el presente trabajo se hace énfasis a cerca de los tipos de instalaciones de las bombas tanto en serie y en paralelo que tiene como objetivo evitar las ca-das de presi%n en la cadena de transportes de la industria petrolera.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL )escribir las bombas en serie y en paralelo.
OBJETIVOS ESPECIICOS )escribir la forma de acoplamiento de las bombas en serie. )escribir la 0urva motriz de una bomba centr-fuga frente a la curva resistente de la instalaci%n, para diferentes alturas estáticas. )escribir la forma de acoplamiento de las bombas en paralelo. )escribir el acoplamiento de dos bombas diferentes acopladas en paralelo.
!ARCO TEORICO Aco'lamiento de Bom"as en Serie
Este tipo de acoplamiento se emplea en casos en los cuales se desea elevar un mismo caudal a distintas alturas, o para impulsar un determinado caudal, venciendo grandes resistencias debidas a grandes longitudes de las conducciones "l-quidos industrialesI petr%leo, (05$, gasolina, etc.#, si bien es relativamente peque!o el desnivel geométrico a vencer.
Esta manera de optar las bombas es poco frecuente y no debe confundirse con el caso de tener dos o más estaciones de bombeo escalonadas, como por ejemplo, en un sistema de abastecimiento de agua, o en largas conducciones de combustible, en los cuales la descarga de una bomba se recibe en un dep%sito elevado con respecto al anterior, desde donde aspira la siguiente unidad, para impulsar al fluido hasta el pr%ximo dep%sito, y, as-, sucesivamente. En este 1ltimo caso los caudales impulsados individualmente no necesariamente tienen que ser iguales, asimismo, tampoco se requiere que las bombas estén funcionando a la vez. La situaci%n de acoplamiento de bombas en serie más frecuente la constituye la disposici%n de 8 rodetes idénticos en una bomba multietapas "o multicelular#. Las bombas multicelulares se aplican cuando se desea bombear caudales a grandes alturas, como, por ejemplo, en bombas de aguas de pozo. En efecto, si se emplea una bomba de rodete 1nico para impulsar agua desde un pozo hacia una altura relativamente grande, aquella deberá tener un diámetro de rotor grande, y as-, también, grande ser-a la bomba y la tuber-a de aspiraci%n, por lo cual el diámetro del pozo ser-a grande "del orden de H.<, H.@ m o más#. (demás, si la bomba opera en aspiraci%n "succi%n positiva# y el pozo es relativamente profundo "@, H<, ;< @<, ... H@< m#, la cavitaci%n ser-a inevitable, y, si a esto se le suma el hecho de que, en épocas de sequ-a, el nivel del pozo desciende, aumentando la altura de succi%n y la altura estática, el punto de funcionamiento se desplazar-a en la curva motriz de la bomba "* vs. /#, por lo cual disminuye el caudal de bombeo, reduciéndose el rendimiento de la misma.
0urva motriz de una bomba centr-fuga frente a la curva resistente de la instalaci%n, para diferentes alturas estáticas.
En contra de lo anterior, las bombas multicelulares ofrecen un n1mero espec-fico derevoluciones, ns, elevado, con respecto al caso de una bomba de un solo impulsor, lo que se traduce en mayor rendimiento. En efecto para una bomba de un solo rotor, en el punto %ptimo de funcionamiento, 5.K.6.
5ara una bomba multietapas de 8 rodetes iguales, e iguales al de la bomba anterior, también, en su 5.K.6.I
0omo se puede verI
La curva caracter-stica * vs. / de bombas o rodetes en serie se obtiene a partir de lascorrespondientes curvas * vs. / de las bombas o rodetes que conformen el conjunto acoplado de bombas, sumando las alturas i * , para igualdad de caudales. Ello se traduce en que la curva * vs. / resultante tendrá una pendiente acusada, mucho mayor que las de las curvas individuales, como se aprecia en la siguiente figuraI
0urva caracter-stica * vs. / de dos bombas diferentes en serie.
En la figura anterior se tienen dos bombas de caracter-sticas diferentes, conectadas en serie. Ello tiene el inconveniente de que, si el punto de funcionamiento del sistema "punto de intersecci%n entre la curva motriz del acoplamiento serie "H M ;# con la curva resistente del sistema queda por debajo del punto 4, la operaci%n es incorrecta, puesto que el caudal y
la altura "el super-ndice NsO significa acoplamiento en serie# del acoplamiento ser-an menores o iguales que los correspondientes a la bomba mayor ;. + / + * (demás, en estos casos, resulta muy dif-cil conseguir que todas las bombas trabajen con eficiencias elevadas. Esto, sumado a lo anterior, desmotiva el uso de dos o más "n# bombas diferentes en serie. La eficiencia global del conjunto de bombas en serie se calcula por medio de la siguiente ecuaci%nI
9n caso particular de uso más generalizado, como se dijo anteriormente, es el de las bombas multicelulares o multietapas, en donde los rodetes acoplados son iguales, y cuyas curvas caracter-sticas * vs. / y n vs. / son también idénticas entre s-. En este caso desaparece el problema de rangos indeseados de funcionamiento u operaci%n incorrecta.
6igura anteriorI0urva caracter-stica * vs. / de bombas multietapas
$atemáticamente, el paso de las curvas caracter-sticas de un impulsor a la del conjunto de
8 impulsores iguales, acoplados en serie, es inmediato, as-I +i, para una etapa o rodete, las curvas caracter-sticas, * vs. / y n vs. /, sonI
para 8 etapas iguales "o conjunto# se tieneI
0uando una bomba multietapas como ésta se emplea en el bombeo de agua desde un pozo, la elevada pendiente de la curva motriz resultante hace que las variaciones estacionales importantes del nivel del agua en el pozo "lo cual hace que la altura estática, *7 , var-e apreciablemente# produzcan peque!as fluctuaciones del caudal impulsado por la bomba, y de su eficiencia. 0onviene advertir que la asociaci%n de bombas en serie no es aconsejable en la inyecci%n directa a redes de distribuci%n de agua, dado que una ligera variaci%n en el caudal demandado "inyectado# genera una gran variaci%n en la altura de presi%n, "p>P#, proporcionada por el sistema de bombeo, causando da!os por sobrepresi%n. 5or 1ltimo, a efectos de evitar las altas presiones a caudales bajos, es aconsejable arrancar el sistema de bombas en serie con la válvula de descarga total o casi totalmente abierta.
Aco'lamiento de Bom"as en Paralelo
0uando se trata de satisfacer las necesidades o demandas de agua, variables en el tiempo,como en sistemas de riego, o en redes de distribuci%n de agua potable, se justifica el acoplamiento de dos o más bombas en paralelo. En efecto, el empleo de una sola bomba, para satisfacer los consumos altamente variablescon el tiempo, ser-a factible también, pero antiecon%mico, puesto que aquella tendr-a quetrabajar con eficiencias muy bajas, correspondientes a los distintos puntos de funcionamiento, dado que las curvas de n vs. / no son, infortunadamente, planas. 5or el contrario, el suministro de agua, variable seg1n la demanda, puede garantizarse por medio de una progresiva entrada en funcionamiento de distintos grupos de bombas, conformado por bombas acopladas en paralelo, manteniendo el rendimiento del conjunto dentro de unos valores aceptables. 5ara obtener la curva caracter-stica de un conjunto de bombas acopladas en paralelo, basta con sumar sus respectivos caudales, para una misma altura o cabeza, a partir de sus correspondientes curvas caracter-sticas de * vs. /. Ello resulta en unas curvas globales * vs. /, cada vez más planas, tanto más planas cuanto más bombas en paralelo sean acopladas. er la siguiente figuraI
(coplamiento de dos bombas diferentes acopladas en paralelo
El tratamiento anal-tico de bombas acopladas en paralelo es más laborioso, sobre todo si éstas son distintas. En efecto, si se acoplan 8 bombas idénticas en paralelo, las curvas caracter-sticas * vs. / y n vs. /, resultantes del acoplamiento, se obtienen de la siguiente manera:
(hora, si las 8 bombas son diferentes, cuyas curvas caracter-sticas sonI
se obtendrá despejando primero los caudales de las respectivas ecuaciones * vs. /, as-I
K, en generalI
para sustituirlos, después, en la ecuaci%n de balance de masa siguienteI
CASO No< =& Las dos "om"as son id5nticas En la siguiente figura se muestran las curvas * vs. / de la bomba, 0H, y del conjunto acoplado de bombas, 0global, junto con la curva resistente, 0resistente. Kbsérvese que el punto de funcionamiento ha pasado del punto 5H, correspondiente a una bomba, individualmente, al punto 5;, correspondiente al conjunto acoplado.
(coplamiento de dos bombas idénticas en paralelo.
Exceptuando una curva resistente horizontal "además, sin pérdida de carga en la impulsi%n#, siempre se verificará que
es decir,
, lo cual significa que el caudal
totalimpulsado por las dos bombas acopladas en paralelo es, casi siempre, menor que el doble del caudal que aportar-a una sola bomba en la misma instalaci%n.
CASO No< >& Las dos "om"as tienen c(rvas caracter4sticas # vs< ? distintas* 'ero i3(al alt(ra a v1lv(la cerrada @#B= #B>* 'ara ? En este caso, el problema se resuelve del mismo modo que en el caso 8o. H, y la curva caracter-stica del conjunto acoplado de bombas se obtiene sumando caudales correspondientes a iguales alturas suministradas por las dos bombas. 8uevamente, en este caso, el caudal total impulsado por el conjunto es menor que la suma de los caudales que respectivamente impulsar-an las dos bombas, consideradas individualmente instaladas en el sistema.
(coplamiento de dos bombas distintas en paralelo, con igual ordenada *, para / Q <.
CASO No< & Las dos "om"as 'resentan c(rvas caracter4sticas a"sol(tamente distintas En este caso, a diferencia de los dos anteriores, la curva resultante presenta una porci%n com1n "tramo ;# con la curva de la bomba de mayor altura *, a válvula cerrada "/ Q <#, como se muestra en la siguiente figura. En dicho tramo, bajo ninguna circunstancia, se permitir-a trabajar el conjunto acoplado, puesto que la bomba H no puede operar en dicha zona y, en consecuencia, el acoplamiento en paralelo no tendr-a objeto. Ello es una raz%n poderosa para que, en la práctica, los acoplamientos de bombas en paralelo se haga con bombas idénticas.
0urvas caracter-sticas de dos bombas distintas ac opladas en paralelo.
0omo puede observarse en la 6igura el tramo &B se constituye en la zona de funcionamiento correcto del conjunto acoplado de bombas en paralelo. 8uevamente, se reitera que el análisis matemático de eficiencias y potencias de cada una de las bombas del grupo requiere del desglose del caudal total en los caudales parciales, /i, en funci%n de las correspondientes alturas *i. 9na vez conocido el punto de funcionamiento del sistema, 5, y los caudales individuales, /H y /;, se recurre a las curvas de eficiencia y
de potencia correspondientes a cada bomba. En la 6igura se indica la manera de determinar las respectivas eficiencias de las bombas. 5ara las potencias se proceder-a de manera análoga. 6inalmente, la eficiencia global del conjunto de bombas en paralelo se calcula, también, de la siguiente maneraI
CONCLUSIONES Es muy importante conocer los diferentes tipos de bombas y sus especificaciones técnicas para poder mejorar u optimizar la transferencia a través de ductos y poliductos para ello es muy importante conocer la el nivel topográfico del terreno por donde se va a tender los ductos para instalar bombas en serie o en paralelo y as- mejorar también el rendimiento de las bombas.
BIBLIOGRAIA $(GELLK 5RGES Gamiro. funcionamiento de bombas rotodinámicas.Escuela de 7eociencias y $edio (mbiente.0olombia
