¿CÓMO PUEDEN LAS BOMBAS NEUMÁTICAS DE DOBLE DIAFRAGMA MANEJAR PRODUCTOS DE ALTA VISCOSIDAD?

Los cambios en el sistema de tuberías pueden ayudar a que las BNDD funcionen más allá de sus aplicaciones típicas.Los usuarios de nuestras bombas ALL-FLO normalmente nosconsultan:

“¿Cuál es la viscosidad máxima de un fluido de proceso que puede ser transferido por una bomba de este tipo?” 

En realidad, la respuesta tiene que ver con la bomba seleccionada, pero mucho más con el sistema de tuberías al que está conectada la bomba. Los usuarios a menudo olvidan esto, ya que la mayoría de las aplicaciones BNDD son de transferencia con un líquido de viscosidad relativamente baja. Si bien una discusión de métodos más precisos para evaluar sistemas y eficiencias de bombas está más allá del alcance de este artículo, los usuarios pueden emplear las siguientes técnicas para estimar los factores que impactan sobre las presiones y caudales en las BNDD con fluidos de alta viscosidad.

Si, por ejemplo, tenemos un sistema donde el usuario desea transferir 20 GPM usando una BNDD de Ø 1”. Para determinar si una aplicación es posible, se deben responder tres preguntas básicas:

1 ¿Puede la bomba aspirar el producto con el caudal deseado a través de la línea de succión?

Se puede encontrar una respuesta aproximada a esta pregunta comparando la clasificación de elevación en seco de la bomba con la pérdida de la línea de succión. En otras palabras, ¿la capacidad de succión en seco de la bomba excede la pérdida de la línea de succión a la tasa de flujo deseada?

2 ¿Puede la bomba superar la Altura Dinámica Total del sistema (ADT o TDH)?

Si la presión de entrada de aire supera la TDH del sistema el fluido puede transferirse al sistema de bombeo. Para la longevidad de la bomba, los usuarios de AODD deben esforzarse por diseñar sistemas que operen en el rango medio de las capacidades de la bomba. No más de 60 psi de TDH es un objetivo de diseño razonable para la mayoría de los sistemas de transferencia.

3 ¿Hasta qué punto debe reducirse la bomba, dadas las condiciones de operación?

La mayoría de los fabricantes publican curvas de corrección de viscosidad. Las curvas, en efecto, resumen las pérdidas por fricción que ocurren cuando el líquido viscoso pasa a través de la bomba.

Considerando la Pregunta 1, para determinar si la bomba puede absorber el líquido del proceso, es necesario calcular la pérdida de la línea de succión para el valor deseado de tasa de flujo. Aquí, el diámetro de la tubería y el caudal tienen un impacto enorme en la pérdida de carga de la línea. No es raro aumentar el diámetro  para superar la pérdida de la línea de succión.

Considere los siguientes resultados para los cálculos de pérdida de la línea de succión en el sistema del siguiente ejemplo (figura 1).

Una BNDD de Ø1” puede tener capacidades de levantamiento en seco de 15 pies-H 0 o 6.5 psi. En términos prácticos, esto significa que la bomba no puede funcionar en sistemas donde la pérdida de la línea de succión excede los 6.5 psi. El uso de una línea de succión de Ø 1” como se muestra en la Figura 1, da como resultado una pérdida de la línea de succión que excede las capacidades de la bomba. Para alcanzar la tasa de flujo deseada de 20 GPM, el diámetro de la línea de succión debe aumentarse a Ø2”. Este aumento reduce la pérdida de la línea de succión de 34 psi a 2 psi, dentro de las capacidades operativas de la BNDD.

Considerando la Pregunta 2, para calcular la TDH de todo el sistema, se deben determinar tanto la carga estática total como la pérdida por fricción de la línea de descarga.  La pérdida de línea por fricción debido a una línea de 1” excede la presión de operación máxima de la mayoría de las bombas BNDD (8.2 bar o 120 psi). Es necesario aumentar el diámetro de la línea de descarga para reducir las pérdidas a un nivel dentro del rango de la bomba AODD. Aumentar el diámetro de la línea de descarga de 1 pulgada a 1½” reduce la pérdida de descarga de 135 psi a 24 psi, un nivel cómodo para estos equipos.

Considerando la Pregunta 3, un paso final es considerar las pérdidas en la línea a medida que el fluido se mueve a través de la bomba. Los fabricantes de BNDD publican curvas determinadas con agua a temperatura ambiente. Las curvas de corrección de viscosidad reducen la capacidad de la bomba para fluidos de proceso con viscosidades más altas. Veamos la figura 2:

La curva de la bomba ALL-FLO de Ø1” advierte que, con 1500 cPs, la bomba funcionará al 88% de su capacidad. Al leer las curvas publicadas por el fabricante, uno debe leer 20 GPM a 23 GPM (20 GPM / 0,88). Con respecto al sistema de ejemplo ajustado, se realizaron dos cambios: diámetro de la línea de succión (el Ø de la línea aumentó a 2”) y el diámetro de la línea de descarga aumentó a 1,5”. Finalmente nosotros debemos determinar la presión de entrada de aire a la bomba. Esta tabla es un ejemplo típico de una curva de bomba publicada por casi todos los fabricantes de BNDD. El eje horizontal representa el caudal en GPM o Lpm, y el eje vertical representa tanto la presión del sistema como la presión de operación del aire. En nuestra tabla de ejemplo, las líneas rojas representan el consumo de aire en pies cúbicos estándar por minuto (SCFM) y las líneas azules representan la presión de entrada de aire en psi. La lectura de la curva de nuestro sistema de ejemplo (23 GPM y 31 psi TDH) muestra que la presión de entrada de aire debe establecerse en aproximadamente 58 psi y la bomba consumirá 22 SCFM de aire mientras está en funcionamiento.

En este análisis de sistema muy simplificado, se han debido ignorar muchas cuestiones importantes. Sin embargo, este ejemplo demuestra los factores de mayor impacto en la capacidad de una BNDD para mover fluidos viscosos.

• La viscosidad y el diámetro de la tubería juegan un papel significativo en la pérdida de carga y deben ser considerados durante la evaluación.

• Las capacidades del sistema están limitadas por la capacidad de succión de la bomba y la presión de entrada de aire.

Más información: www.flowpumps.com.ar