Comprensión de la capacidad de la bomba
Las bombas se clasifican en tres tipos: reciprocantes, de diafragma y centrífugas. Debido a su durabilidad y rendimiento, las bombas centrífugas se utilizan en muchos sistemas de lodos. bomba centrífuga Mueve la pulpa a través del sistema girando un impulsor.
Dos parámetros definen principalmente la capacidad de la bomba: la presión de carga y el caudal. Los fabricantes proporcionan a cada bomba una curva que representa gráficamente la presión y el caudal. Esta curva determina si una bomba es adecuada para nuestra aplicación.
Cuanto más compleja sea la aplicación, más crucial es contar con la asistencia de expertos para determinar las características de diseño de la bomba. Sin embargo, se pueden tomar algunas medidas fundamentales en cualquier situación. Lea a continuación para comprender los cálculos de bombas de caudal y lodos.
Elegir una bomba de lodos: ¿Qué hay que tener en cuenta?
Calcular el caudal
Primero debemos calcular el caudal antes de dimensionar y seleccionar una bomba. En un entorno industrial, el caudal suele estar determinado por la etapa de producción de la planta. Puede ser tan simple como calcular que se requieren 100 gpm (6,3 L/s) para llenar un tanque en un rango adecuado, o incluso el volumen total puede verse afectado por algún contacto con el procedimiento que debe investigarse a fondo.
Calcular la carga estática
Se debe controlar la altura entre el nivel del líquido del contenedor de vacío y la altura del extremo del tubo de salida, o la altura entre el nivel del líquido del tanque de dispersión y la altura del extremo del tubo de drenaje.
Calcular la carga de fricción
La velocidad del fluido, el tamaño y la longitud de la tubería determinan la carga de presión. La función de la carga de fricción es esencial, ya que alimenta la tubería principal.
Determinar o calcular la carga total
La potencia de compresión resulta del caudal (que puede ser positivo o negativo) y de la altura interfacial.
Selección de la bomba
La selección de la bomba se basa en los requisitos totales de altura y caudal y en la idoneidad de la aplicación.
Determinación y cálculos de bombas de lodos
Al calcular una bomba de lodos, se deben calcular las medidas del proceso.
Tamaño y distribución de partículas
El tamaño de partícula d50 (d85) es una proporción de fragmentos en una suspensión que tiene un tamaño determinado o menor.
El valor se calcula tamizando los sólidos a través de varias mallas y midiendo cada porción. El porcentaje de partículas de diferentes tamaños puede leerse dibujando una curva de tamiz. Por ejemplo, d85 = 3 mm indica que el 85% de las partículas tiene un diámetro de 3 mm o menos.
Fracción de masa de partículas pequeñas
La proporción de partículas es inferior a 75 µm. Se debe determinar el porcentaje de partículas pequeñas en la suspensión. Las partículas con un diámetro inferior a 75 µm pueden facilitar el desplazamiento de partículas más grandes. Si la fracción de partículas inferiores a 75 µm se aproxima a 50%, la suspensión se caracteriza por no sedimentación.
Concentración de sólidos
La concentración de partículas en la suspensión se puede expresar como un porcentaje de volumen, Cv, o un porcentaje de peso, Cm.
¿Qué es la densidad / gravedad específica?
Sólidos
La gravedad específica de un sólido indica su densidad. Este valor, GS, se calcula dividiendo la densidad del sólido entre la densidad del agua.
H20
El agua tiene una densidad de 1000 kg/m³. A 20 °C, su densidad relativa es 1. El precio varía ligeramente según la temperatura.
Estiércol líquido
Se puede utilizar un nomograma para determinar la gravedad específica de la suspensión.
Forma de la partícula
La forma de los gránulos es importante para el comportamiento de bombeo del lodo, así como para el desgaste de la bomba y la estructura de la tubería. El factor de forma muestra la divergencia de las partículas del lodo con respecto a una esfera perfecta. Es fundamental conocer estos detalles.
Características de los lodos
Los lodos se clasifican como sedimentables y no sedimentables.
Lodo no sedimentable
Una mezcla en la que el contenido no se precipita al fondo, sino que persiste en el ambiente durante un período prolongado. Una suspensión no sedimentable tiene un comportamiento homogéneo y viscoso, pero sus propiedades no son newtonianas.
Tamaño de partículas: menos de 60-100 µm.
Una mezcla homogénea es lo que es una suspensión no sedimentable.
mezcla homogénea
Una mezcla de sólidos y líquidos en la que los sólidos están distribuidos uniformemente.
Lodo de sedimentación
Este tipo de lodo se aclara rápidamente durante el procesamiento, pero puede permanecer suspendido debido a su volatilidad. Diámetro de partícula: más de 100 µm.
Una suspensión sedimentable es una mezcla pseudohomogénea o heterogénea que puede estar total o parcialmente estratificada.
Mezcla pseudohomogénea
Una mezcla en la que todas las moléculas están suspendidas, pero la acumulación es mayor en la parte inferior.
mezcla heterogénea
Una combinación sólido-líquido en la que las partículas no se distribuyen uniformemente y tienden a acumularse más en el fondo de la tubería o recipiente de contención (en comparación con la suspensión sedimentada).
Definiciones de líquidos
A excepción de la densidad, la viscosidad de un líquido determina sus propiedades.
Al aplicar presión a un líquido, este se deforma indefinidamente. Se dice que fluye. Cuando un líquido fluye, se opone a la fricción interna causada por la unión de sus moléculas. Esta fricción interna es una característica del líquido conocida como viscosidad.
La viscosidad de los líquidos disminuye rápidamente a medida que aumenta la temperatura.
líquidos newtonianos
La tensión cortante en líquidos newtonianos es lineal y está relacionada con el gradiente de velocidad o la tasa de cizallamiento. El agua y la mayoría de los líquidos son newtonianos.
Líquidos con propiedades no newtonianas
Algunos líquidos, como las suspensiones acuosas que contienen partículas finas, no siguen la relación directa entre la tensión de cizallamiento y la velocidad de cizallamiento. También se conocen como líquidos no newtonianos.
Algunos líquidos no newtonianos tienen la característica inusual de negarse a fluir a menos que se les aplique un esfuerzo cortante mínimo específico.
Rendimiento de la bomba
La eficacia de una bomba centrífuga para bombear lodo varía según la necesidad de eficacia de una bomba centrífuga para bombear lodo dependiendo del contenido líquido/sólido del lodo.
Esta diferencia se determina por las propiedades del lodo (tamaño de partícula, densidad y forma, como se describió en el capítulo anterior). La potencia (P), la altura de descarga (H) y la eficiencia () son los factores que se ven afectados. Los siguientes gráficos representan las diferencias entre el lodo y el agua.
Energía y cargas de líquidos en movimiento
En un equilibrio estable, el agua y otros líquidos se equilibran. El agua en una estructura elevada sobre una colina ofrece un potencial considerable. Tiene la capacidad de realizar trabajo o, dicho de otro modo, posee energía. Al descender a las tierras bajas, la energía potencial se convierte en energía cinética, que se utiliza para realizar trabajo real, como impulsar una turbina-generador o un motor.
Si se hace flotar una barcaza o un molino de agua por un río, dicho de otro modo, como en una cascada, toda esta energía se puede desperdiciar.
Las presas almacenan agua por diversos motivos, entre ellos la generación de energía hidroeléctrica y eléctrica.
generación, en sistemas de riego, en cultivos, en sistemas de distribución de agua municipal, como uno de los
El agua, componentes esenciales de la vida, así como los esquemas de mitigación de inundaciones de los ríos, sólo debe utilizarse en proyectos hidroeléctricos.
mantenerse a grandes altitudes, donde hay mucha energía potencial convertible Circulación de agua y riego
Las bombas se utilizan en sistemas para impartir energía cinética al agua para que pueda circular por tuberías y/o elevarse a tierras más altas.
El flujo de fluidos siempre va del punto de mayor energía al de menor. La energía es la capacidad de realizar trabajo.
Diseño del sistema
Cabezal estático
La presión estática es la brecha lateral de calidad entre la superficie de la fuente de lodo y el punto de descarga.
Pérdidas por fricción
La fricción se produce cuando el líquido fluye a través de la línea de descarga y las válvulas. Al bombear lodos, los daños por fricción que sufren las curvas y válvulas del diámetro de la tubería difieren de las pérdidas habituales en el bombeo de agua pesada.
Jefe de descarga total
Este valor se utiliza en las estimaciones de bombas y está formado por la altura estática más las pérdidas por fricción ocasionadas por tuberías y válvulas, todo ello transformado en metros de agua.
Velocidad crítica
En general, la velocidad del flujo en las tuberías debe mantenerse por encima de un cierto umbral. Las pérdidas por fricción aumentan con la velocidad del flujo. Esto también puede provocar un mayor desgaste en el sistema de tuberías. Los caudales bajos provocan sedimentación en las tuberías y, como resultado, pérdidas significativas.
Dimensiones de la bomba
- La curva de la bomba de agua
- La curva reducida de la suspensión
- El punto de trabajo de la lodo es donde se intersecan la curva del sistema de bombeo y la curva de rendimiento.
Otros factores a considerar
Al utilizar bombas, la presión de entrada de la bomba debe superar la presión de vapor del líquido en su interior. La presión de entrada requerida (NPSH req.) indicada para la bomba no debe ser inferior al valor disponible en el sistema de bombeo (NPSH).
El valor disponible se ve afectado por la presión del aire ambiente (altura sobre el nivel del mar), la presión de vapor del líquido, la densidad de la suspensión y el nivel del sumidero.
Por ejemplo, bombear un lodo acuoso a 1000 metros sobre el nivel del mar. La temperatura del líquido es de 40 °C y el nivel del fluido está 2 metros por encima de la entrada de la bomba.
Fórmula:
NPSHa = presión de aire – presión de vapor + nivel de entrada del sumidero.
NPSHa = 9,2 – 0,4 + 2 = 10,8
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