Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491) Bombas Reciprocantes I.
INTRODUCIÓN
Generalmente en las industrias o empresas las bombas utilizadas en sus procesos presentan rendimientos muy por debajo de sus condiciones nominales. Si uno de los requerimientos es el de tener un caudal constante a cualquier presión dentro de la capacidad del impulsor y la resistencia mecánica de la bomba estaríamos hablando de una bomba reciprocantes de pistón. Las bombas reciprocantes se utilizan en numerosas aplicaciones que exceden la capacidad de las bombas centrífugas o rotatorias. Algunos servicios se podrían efectuar con una centrífuga o rotatoria, 'pero a expensas de un aumento en los requisitos de potencia y de mantenimiento. Debido a los altos costos de la energía, la bomba de potencia, con su elevada eficiencia mecánica, se utiliza cada vez más en muchas aplicaciones. Una bomba reciprocante es de desplazamiento positivo, es decir, recibe un volumen fijo de líquido en condiciones casi de succión, lo comprime a la presión de descarga y lo expulsa por la boquilla de descarga. En estas bombas se logra por el movimiento alternativo de un pistón, émbolo o diafragma. La bomba reciprocante no es cinética como la centrífuga y no requiere velocidad para producir presión, pues se pueden obtener presiones altas a bajas velocidades. Todas las bombas de desplazamiento positivo producen un flujo pulsátil o periódico. Su mayor ventaja es que pueden manejar cualquier líquido independientemente de su viscosidad. En la bomba de potencia se hace alternar el elemento de bombeo con una manivela o un cigüeñal. Esta bomba se mueve con un propulsor con eje rotatorio, como motor eléctrico, de combustión interna o turbina. Actualmente existen diversos tipos de bombas entre las cuales se encuentran las bombas de potencia reciprocantes. Las bombas de potencia son máquinas de desplazamiento positivo que, a una velocidad constante, entregan esencialmente la misma capacidad a cualquier presión dentro de la capacidad del impulsor y la resistencia mecánica de la bomba. La alta eficiencia inherente de estas bombas es casi independiente de la presión y la capacidad, y sólo es un poco más baja en una bomba pequeña que en una grande. Por ello, la bomba de potencia es de gran utilidad en donde se requieren altas presiones y baja capacidad, donde su alta eficiencia compensa con creces su alto costo inicial en algunas aplicaciones, la entrega constante con presión variable es una ventaja definida, ya que esta bomba de potencia también puede actuar como un dispositivo dosificado. En algunas aplicaciones, esto crea un problema de control que debe resolverse si se varía la velocidad, se deriva a velocidad constante, o se carga y descarga la bomba en forma intermitente. Muchas bombas de potencia se disponen para poder cambiar con facilidad el tamaño del pistón o embolo buzo, con lo cual se tiene una bomba adaptable para un considerable rango de presiones, en que la capacidad varía inversamente con la presión a una salida constante de potencia hidráulica.
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Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491) Bombas Reciprocantes La bomba de acción directa se impulsa con un fluido-motor por medio de presión diferencial. Como estas bombas, originalmente, eran para impulsarlas con vapor, como la mayor parte de las bombas, se les llamaba bomba de vapor, no porqué bombearan vapor, sino porque éste las impulsaba. Desde hace bastantes años se han utilizado otros gases como fluidos-motores. El gas combustible que, en otra forma, se enviaría con un regulador de presión para servicio de la planta, a menudo se envía a la bomba de acción directa para que funcione “gratis”. El aire comprimido se utiliza con frecuencia para impulsar bombas pequeñas en servicios como pruebas hidrostáticas y dosificación de productos químicos. Las bombas de potencia se encuentran con dos, tres, cinco, seis y nueve émbolos y de acuerdo con esto se le llama dúplex, tríplex, quíntuplex, séptuplex y nónuplex respectivamente.
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OBJETIVOS
2.1. Objetivo General Estudiar las variaciones presiones de descarga e internas del sistema y el efecto de los accesorios. 2.2. Objetivos Específicos Conocer los distintos tipos de bombas y en particular la bomba pistón. Describir las partes o componentes y el principio de funcionamiento de una bomba pistón. Investigar cómo influye la presión de descarga y el amortiguador de presión sobre la onda de presión dentro del cilindro y en el conducto de descarga. Determinar el efecto que tiene la válvula de alivio de presión sobre la continuidad del flujo volumétrico.
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Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491) Bombas Reciprocantes III. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 3.1. Bombas de Desplazamiento Se suelen dividir en cuatro clases generales:
De potencia reciprocante De vapor Rotatorias Sin pistones
Una bomba de potencia es una bomba reciprocante impulsada por una fuente de energía externa aplicada al cigüeñal de la bomba. Una bomba de vapor es una bomba reciprocante y una máquina de vapor construidas como una sola unidad. La potencia para accionar la bomba la suministra la máquina de vapor. Una bomba rotatoria es una bomba de desplazamiento positivo y consta de una carcasa fija en la cual están alojados engranes, excéntricas, tornillos, paletas, émbolos buzo o elementos similares, accionados por la rotación del árbol impulsor. Estas bombas se caracterizan por sus ajustadas holguras de funcionamiento y por la ausencia de válvulas de succión y de descarga. Frecuentemente, las bombas rotatorias sólo se lubrican con el fluido que se bombea. En las bombas sin pistones se utiliza la presión directa de aire, gas o vapor sobre el fluido que se bombea 3.2. Clasificación de las bombas Reciprocantes Las bombas reciprocantes, por lo general, se clasifican por sus características: Extremo de impulsión, es decir, potencia o acción directa. Orientación de la línea de centros del elemento de bombeo, es decir, horizontal o vertical. Número de carreras de descarga por ciclo de cada biela, es decir, acción sencilla o doble acción. Configuración del elemento de bombeo: pistón, émbolo o diafragma. Número de varillas o bielas de mando, es decir, simplex, dúplex o múltiplex.
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En las siguientes figuras se ilustran dos tipos de bombas reciprocantes; también aparece un corte transversal de bomba de potencia.
Fig. 1 Clasificación de bombas reciprocantes 3.2.1. Bombas de potencia reciprocantes Las bombas de potencia son máquinas de desplazamiento positivo que, a una velocidad constante, entregan esencialmente la misma capacidad a cualquier presión dentro de la capacidad del impulsor y la resistencia mecánica de la bomba. La alta eficiencia inherente de estas bombas es casi independiente de la presión y la capacidad, y sólo es un poco más baja en una bomba pequeña que en una grande. Por ello, la bomba de potencia es de gran utilidad en donde se requieren alta presión y baja capacidad, donde su alta eficiencia compensa con creces su alto costo inicial. En algunas aplicaciones, la entrega constante con presión variable es una ventaja definida, ya que esta bomba de potencia también puede actuar como dispositivo dosificador. En algunas aplicaciones, esto crea un problema de control que debe resolverse si se varía la velocidad, se deriva a velocidad constante, o se carga y descarga la bomba en forma intermitente. Muchas bombas de potencia se disponen para poder cambiar con facilidad el tamaño del pistón o émbolo buzo, con lo cual se tiene una bomba adaptable para un considerable rango de presiones, en que la capacidad varía inversamente con la presión a una salida constante de potencia hidráulica. Las bombas de potencia se encuentran con nueve émbolos y de acuerdo a esto se les llama dúplex, triplex, quíntuplex, séptuplex y nónuplex respectivamente.
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Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491) Bombas Reciprocantes 3.2.1.1. Bombas de potencia verticales: Se construyen con extremos de potencia totalmente encerrados y autolubricados, protegidos en forma eficaz contra infiltración de fluido bombeado o la entrada de polvo de la atmósfera circundante. Las velocidades del émbolo buzo hasta de 400 pie/min (20 m/s), en las bombas de carrera corta con velocidades de rotación de 300 a 720 rpm, permiten la conexión directa con el impulsor o con una transmisión de reducción sencilla, en lugar de las transmisiones de doble reducción que se suelen requerir con bombas antiguas de baja velocidad.
Fig. 1 Bomba de potencia vertical
3.2.1.2. Bombas de potencia horizontales: Se fabrican también en un rango semejante de tamaños para aproximadamente la misma velocidad con cilindros de fluido fundidos y forjados (Fig. 2). Se encuentran como bombas tríplex y quíntuplex con émbolos de simple acción. Éstos están conectados en forma directa a las crucetas en el extremo de potencia con el prensaestopas entre el cilindro y el bastidor, con lo cual se elimina el yugo y las varillas de tracción características de la bomba vertical invertida. Las bombas de este tipo se emplean para inundaciones y para extraer agua salada en los campos petrolíferos, para la tubería de recolección y de producto, y en sistemas hidráulicos pequeños y pruebas hidráulicas.
Fig. 2 Bomba Triplex horizontal 6
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3.2.1.3. Bombas de potencia de pistón horizontal: Son otro tipo de bomba reciprocante que se ilustran en la figura 3. Esta bomba suele funcionar a velocidades que van de 50 a 200 r/min. Las unidades construidas con engranes de una sola reducción encerradas en el cárter tienen el árbol del piñón y el cigüeñal montados en cojinetes de rodillos o antifricción; y en algunos diseños se emplean cojinetes de rodillos en los dos extremos de las bielas. En algunos diseños se emplean cojinetes de manguito, pero sin engranaje interno. El cilindro e líquido, con pistón de "vaso lateral", está equipado con carcasas y pistones fáciles de quitar, con lo cual se pueden lograr diversas presiones y capacidad de la bomba con el cambio de tamaño de las camisas y pistones. Estos tipos de bombas utilizan pistones de acción simple y doble.
Fig. 3 Bomba horizontal de pistón
3.2.1.4. Bombas de potencia de capacidad variable: Se emplean en aplicaciones donde se requiere un gasto variable de fluido. El gasto variable se puede lograr 1) al variar la velocidad de la bomba; 2) al derivar la salida de la bomba de regreso hacia los sistemas de succión o, 3) al variar la longitud de la carrera de la bomba. Las velocidades de la bomba se pueden modifi¬car con el uso de transmisiones de velocidad variable. 3.2.2. Bombas rotativas de pistones radiales de caudal variable El rotor giratorio lleva alojado en su interior a manera de eje el distribuidor y colector de caudal (pintle) esencialmente un eje estacionario que lleva agujeros en su interior que se conectan por medio de toberas con las diferentes cámaras de aspiración y de impulsión. De hecho esta forma un sistema de válvulas rotativa deslizante ¡y este sistema es característico de las bombas rotativas de pistones radiales o en "estrella " de caudal variable.
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Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491) Bombas Reciprocantes Gracias a un número relativamente elevado de pistones y a su corta carrera, las pulsaciones del caudal son enteramente despreciables. La presión de salida de estas bombas está limitada principalmente por las reacciones sobre los cojinetes, que llegan a ser muy importantes con presiones elevadas. 3.2.3. Bombas rotativas de pistones radiales de caudal fijo Este tipo de bombas tiene tantas variantes en la actualidad, que un estudio detenido de cada uno de ellas escaparía a los alcances de esta información. Por tal motivo, nos detendremos solamente en las más conocidas. En este tipo de bombas, existen dos clases fundamentales: de caudal fijo y de caudal variable. Estas últimas serán analizadas más adelante. Las bombas hidráulicas rotativas de pistones radiales, pueden clasificarse en general según sus válvulas sean de asiento o rotativas. Como hemos visto anteriormente, las bombas multicilíndricas de pistones en línea tienen invariablemente sus válvulas de asiento. En las bombas radiales, los asientos pueden ser de válvulas de bola, de platillo o de asiento cónico. Si los cilindros giran, las válvulas son de tipo rotativo o "deslizante" y son hermetizadas por una película de aceite entre las superficies móviles y estacionarias. Las bombas que poseen válvulas rotativas son algo diferentes que las que poseen válvulas de asiento, siendo inevitable cierto resbalamiento a presiones altas, debido a la fuga de aceite a través del juego en las válvulas. Además las presiones de trabajo de las bombas de válvulas rotativas se hallan limitadas con el fin de mantener altas eficiencias volumétricas a una presión constante y además por el riesgo, de "agarrotamiento " de las válvulas bajo la acción de cargas excesivas. Por tal razón las bombas de muy alta presión tienen válvulas de asiento, por lo que sus pistones no giran, y esta es la disposición clásica de las bombas de caudal fijo, o sea, de suministro constante. Las bombas alternativas de descarga constante comprenden tipos de pistones radiales con cilindros estacionarios que veremos a continuación, bombas de pistones axiales con cilindros estacionarlos, que veremos más adelante y bombas de pistones en línea, que ya hemos visto; todas estas válvulas de asiento. Con las bombas de alta velocidad, de pistones radiales con válvulas de asiento, se obtienen eficiencias volumétricas sumamente altas, a valores de un 98%. Por lo general cada cilindro o cualquier otra cámara en la bomba es pequeño en relación bloque de acero que la rodea, y los pistones están tan pulidos que se adaptan: a los cilindros sin necesidad de empaquetadura alguna. Naturalmente que en esta juega un rol fundamental la viscosidad del aceite por lo que en los sistemas hidráulicos que emplean este tipo de bombas la temperatura del sistema debe estar siempre lo más baja y constante posible. La descarga de cada cilindro adopta la forma de pequeñas pulsaciones de muy alta frecuencia
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Bombas para pastas aguadas
Hay un gran interés en el empleo de bombas para transportar pastas aguadas por tuberías. En la situación actual del ramo, las bombas de potencia se usan como el medio más eficiente para bombear dichas pastas. Se bombean pastas aguadas de carbón, mineral de hierro y cobre de hasta 65% en peso a centenares de millas de distancia utilizando bombas de potencia. La tecnología para este bombeo es relativamente nueva y se ha mejorado con la experiencia. Ya se están estableciendo la nomenclatura y las normas para esta tecnología. 3.3.
Amortiguadores de pulsaciones
A fin de compensar las irregularidades e inducir un flujo uniforme en las líneas de succión y descarga, con mucha frecuencia es necesario crear amortiguadores de pulsaciones. Su utilización es deseable en particular en bombas sencillas piedras de alta velocidad. El volumen de un amortiguador de ahí de para una bomba símplex debe ser de seis a ocho la cilindrada de un émbolos por carrera. En las bombas dúplex o tríplex, de tres a cuatro veces. Para bombas múltiplex de alta velocidad, el tamaño del amortiguador puede ser menor que el indicado para una bomba tríplex del mismo tamaño de émbolos, pero desde máxima importancia hacer que la conexión entre el amortiguador y la bomba, sea lo más corta y lo más grande posible. Un amortiguador simple de aire por lo común es satisfactorio en la entrada del lado de succión de las bombas, pero con mayores presiones de entrega, la carga de aire o gas se pierde pronto al disolverse en el fluido bombeado. En este caso, se necesita un amortiguador que tenga alguna forma de diafragma o bolsa para mantener la carga, esta es alrededor de dos tercios de la presión del sistema. Con agua desarenada para la alimentación de calderas, una cámara de succión en que se le vapor como medio amortiguador resulta sencillo y eficaz. Este "Cojín" de vapor se mantiene al cubrir la cámara con camisas que contengan vapor a una presión un poco más alta que la presión máxima de succión. Las cámaras amortiguadores en la succión resulta conveniente en particular en los casos en que el líquido llega a la bomba bajo una carga estática o la línea de succión es relativamente larga. 3.4.
Razones para utilizar bombas reciprocantes La justificación para seleccionar una bomba reciprocante, en vez de una centrífuga o una rotatoria debe ser el costo; no sólo el costo inicial sino el costo total, incluso los costos de energía y mantenimiento. Algunas aplicaciones se prestan mejor para bombas reciprocantes. Los servicios típicos incluyen limpieza con agua a alta presión (20gpm a 10 000psig), inyección de glicoles (5gpm a 1 000psig), carga con amoníaco (40gpm a 4 000psig). Otra aplicación en donde es casi obligatoria la bomba reciprocante es para pastas aguadas abrasivas o materiales muy viscosos a más
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de unas 500psig. Los ejemplos son desde pasta aguada de carbón hasta mantequilla de maní. La mejor característica de la bomba de potencia es su alta eficiencia, pues suele ser de 85 a 94%. La pérdida de 10% incluye todas las que ocurren en las bandas, engranes, cojinetes, empaquetaduras y válvulas. Otra característica de la bomba reciprocante es que la capacidad está en función de la velocidad y es más o menos independiente de la presión de descarga. Por ello, una bomba de potencia de velocidad constante que mueve 100gpm a 500psig podrá manejar cerca de 100gpm a 3 000psig. La bomba de acción directa tiene algunas ventajas más que la bomba de potencia. Se usa para aplicaciones con alta presión y bajo flujo. Las presiones de descarga suelen ser ente 300 y 5 000psig, pero pueden exceder 10 000psig. La capacidad es proporcional a la velocidad entre el punto “al freno” y la máxima, sin que importe la presión de ahogo. La velocidad se controla con la estrangulación del fluido-motor. Suelen ser autocebantes, en particular el tipo de bajo volumen del espacio de funcionamiento. En las bombas de acción directa casi no influyen las condiciones desfavorables, como vapores corrosivos, pues no tienen cubierta de cojinetes, caja de cigüeñal o depósito de aceite; salvó las que necesitan un lubricador. Algunas bombas de acción directa que quedaron cubiertas por una inundación accidental, han seguido funcionando sin efectos dañinos. Estas bombas son silenciosas, de fácil mantenimiento y sus bajas velocidades y construcción fuerte les dan larga duración. Las bombas de potencia y de acción directa, con conexiones y accesorios especiales para trabajo a baja velocidad se han empleado con buenos resultados para pastas aguadas abrasivas. La baja eficiencia térmica de las bombas de acción directa suele, a veces, ser una ventaja. Cuando se las acciona con vapor, se pierde muy poco calor entre la entrada y la descarga. La temperatura en el escape es la misma que se obtiene con estrangulación. En los casos en que se estrangula vapor a alta presión a una presión más baja para calentamiento, por ejemplo, para desaerear agua de alimentación de calderas, el vapor se puede utilizar para mover una bomba de acción directa y el vapor en el escape se utiliza para el calentamiento. En este caso, el lado de potencia (anillos de pistón, válvulas, etc.) funciona sin lubricación para que el vapor de la descarga no contenga aceite. Aplicaciones típicas de las bombas reciprocantes
Carga de glicoles. El etilenglicol o el trietilenglicol se bombea a un absorbedor a unas 1 000psig para eliminar la humedad del gas natural. El glicol absorbe el agua, se lo estrangula a presión atmosférica y se lo calienta para eliminar el agua. Después, se enfría y se devuelve con la bomba al 10
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absorbedor. Para este servicio se utilizan bombas de potencia con motor y reciprocantes de acción directa. Carga de aminas. La monoetanolamina, otras aminas y los absorbentes patentados eliminan el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono del gas natural. Se bombea el absorbente hacia un absorbedor a unas 1 000psig y produce una acción similar a la de los glicoles. En las plantas grandes para tratamiento de gas se suelen utilizar bombas centrífugas; en las pequeñas, son más adecuadas las bombas de potencia propulsadas por motor eléctrico. Petróleo pobre. El aceite para absorción se utiliza igual que los glicoles y aminas pero absorbe los hidrocarburos como butano, propano y etano del gas natural. Inyección de agua salada. Un método que se utiliza mucho para la recuperación secundaria de petróleo y gas en los campos casi agotados, es inundar los yacimientos con agua, por lo general, agua salada en pozos periféricos para obligar a los hidrocarburos a moverse hacia el pozo central. En los campos pequeños se utilizan bombas de potencia. Eliminación de agua salada. Se suelen utilizar bombas de potencia para bombear el agua salada a un pozo para eliminarla. Evitadores de reventones. Los evitadores de reventones, hidráulicos, siempre están listos durante la perforación de pozos de petróleo y gas para cerrar el pozo si se inicia el llamado reventón. La potencia hidráulica se aplica con bombas reciprocantes, con motor eléctrico o neumático. La presión normal de funcionamiento es entre 1 000 y 3 000psig. Sistemas de oleoductos y gasoductos. Se utilizan bombas de potencia para inyectar amoníaco o hidrocarburos ligeros en estas tuberías. Se envían diversas pastas aguadas y petróleo crudo en las tuberías con bombas de potencia de pistón y émbolo. Sistemas hidráulicos. Se utiliza un líquido hidráulico, como aceite soluble y agua en laminadoras de acero y petróleo diáfano (Keroseno) y aceite en las laminadoras de aluminio, para colocar Los rodillos de las laminadoras y se emplean cilindros hidráulicos para mover el metal que se lamina. Estos sistemas de cargas con bombas de potencia con motor a una presión entre 1 000 y 5000psig Producción de fertilizantes. Se utilizan bombas de potencia con prensaestopas especiales para bombear amoníaco a presiones hasta de 5 500psig. Se utilizan bombas de potencia con extremos para líquido hechos de acero inoxidable y prensaestopas especiales para bombear carbonato de amonio a presiones hasta de 3 500psig para la producción de urea. Limpieza. El agua a presiones entre 7 000 y 10 000psig enviada con bombas de potencia se utiliza para lavar equipos y estructuras. Tambores deshidratadores. La bomba de acción directa, de mínima holgura es muy adecuada para bombear los hidrocarburos desde los tambores
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deshidratadores en las refinerías, debido a su velocidad variable y su baja carga neta positiva de-succión NPSH. Pruebas hidrostáticas. Se utilizan bombas de potencia y de acción directa para las pruebas hidrostáticas de equipos y sistemas. La bomba con émbolo de acción directa es muy adecuada para este servicio porque se “ahoga” a determinada presión y sólo bombea si falla la presión. Pastas aguadas. Se emplean bombas de potencia y de acción directa par manejar pastas aguadas como mantequilla de maní, detergentes, plásticos, carbón y minerales pulverizados en procesos y tuberías. Las presiones pueden llegar hasta unas 10 000psig y las temperaturas a unos 700º F. Dosificación. Se utilizan diversas configuraciones de bombas de potencia y de acción directa para dosificar líquidos desde bombas grandes para tuberías con propulsión de velocidad variable y también las hay pequeñas, de volumen controlado para inyectar cantidades precisas de productos químicos en la corriente de proceso. Homogeneización. La leche y otros productos alimenticios y no alimenticios se homogeneizan para hacerlos uniformes y evitar la separación. Gran parte de la homogeneización se logra al bombear el material con una bomba de potencia de émbolo hasta una alta presión y, luego, con la estrangulación con una o más válvulas especiales. Desventajas de las bombas reciprocantes
Las bombas reciprocantes tienen ciertas desventajas y la más común es el flujo a pulsaciones; por ello, se debe tener cuidado en el diseño del sistema. Más adelante en este artículo aparece información al respecto. En la mayoría de las aplicaciones los costos inicial y de mantenimiento de las bombas reciprocantes serán mayores que para las centrífugas o las rotatorias. La empaquetadura típica en una bomba de potencia dura menos de tres meses, o sea mucho menos que un sello mecánico en un eje rotatorio. La bomba de acción detecta tiene baja eficiencia térmica cuando se le impulsa con un gas como el vapor de agua. La eficiencia mecánica (fuerza de salida dividida entre la fuerza de entrada) es alta; pero, debido a que no tiene ningún componente, como un volante, para almacenar energía, el gas motor debe permanecer a la plena presión de entrada en el cilindro durante toda la carrera; al final de la carrera se expande el gas hacia el tubo de escape, pero no efectúa ningún trabajo durante la expansión. Por tanto, la energía térmica del gas se pierde por fricción. El consumo aproximado de vapor de estas bombas es de 100lb/h por cada caballo hidráúlico (hhp), es decir, por cada caballo hidráulico producido en el extremo de líquido, se necesitan unas 100 lb/h de 12
Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491) Bombas Reciprocantes vapor. Cuando el fluido-motor es gas natural o aire, el consumo es alrededor de 9 500ft3 estándar/(h) (hhp).
La mayoría de los problemas con las bombas reciprocantes se pueden evitar con la selección de bombas que trabajen a velocidades conservadoras, con diseño cuidadoso del sistema de bombeo y con métodos de mantenimiento que conserven la aleación entre el émbolo y el prensaestopas.
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DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y SU FUNCIONAMIENTO Banco de Pruebas FM 23 (para bombas reciprocantes). Marca: Armfield. Serial: 067709 Compuesto por:
Una Bomba reciprocante Marca: DOMOSA Hmax= 40 m Qmax= 40 Lts/min. RPM = 1380
KW= 0.18
Un Motor Marca: BROOK HANSEN Serie: Nº 18782
2 Sensores SPH 4 (Medidores de Presión) Marca: Armfield Rango: -100 a 1378,4 KPa Apreciación: ± 0,1 KPa
Un Amortiguador Marca: Speck – Kolbenpumpenfabrik Tipo: DS 270/46 Tmax = 100 ºC Pmax = 46 bar Pmin = 5 bar
Un banco de pruebas que contiene dos tanques de depósito de agua, los cuales se encuentran interconectados. También poseen sensores que emiten señales a un computador que registra las variaciones de presión en la succión de la bomba y la presión interna del sistema, además de sensibilizar el desplazamiento del pistón. El sistema posee una válvula de control manual para cerrar el flujo cuando se requiera hacer mantenimiento. El sistema tiene un émbolo que realiza la presión del fluido, y dicho pistón posee válvulas internas que facilitan la compresión y expansión. El sistema posee un acumulador de pulsaciones (amortiguador), el cual mejora notablemente la continuidad del fluido al tanque de almacenamiento. También existe una válvula de descarga para regular el flujo en la bomba y también para realizar mantenimiento. Además, posee una válvula de alivio que se encarga de conducir el flujo de la tubería donde se encuentra conectada cuando la presión en la tubería propia del sistema alcanza un valor por encima del permisible. Por último, los datos de los sensores se registran en un computador dando el comportamiento en cada instante de las variables medidas.
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Se aseguró que todo el banco de pruebas funcionara de manera correcta. Se colocó en funcionamiento el sistema. Se abrió la válvula a la descarga con el sistema no amortiguado para obtener las variaciones correspondientes en cada figura. Se abrió la válvula a la descarga con el sistema amortiguado para obtener las variaciones correspondientes en cada figura Se cerró la válvula a la descarga con el sistema no amortiguado para obtener las variaciones correspondientes en cada figura. Se cerró la válvula a la descarga con el sistema amortiguado para obtener las variaciones correspondientes en cada figura Se apago el motor de la bomba para comenzar a organizar el material obtenido. Se obtuvieron de manera directa gracias a la herramienta computacional LABVIEWS, el cual arrojó los resultados para diferentes configuraciones en el sistema.
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RESULTADOS
Fig. 4 Válvula completamente abierta y sin acumulador
Fig. 5 Válvula parcialmente abierta y sin acumulador
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Fig. 6 Válvula completamente cerrada y sin acumulador
Fig. 7. Válvula parcialmente abierta y con acumulador
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Fig. 8. Válvula completamente cerrada y con acumulador
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ANÁLISIS DE RESULTADOS
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