Variables y parámetros para circulación de fluidos por tuberías y otros conductos

Variables y parámetros para circulación de fluidos por tuberías y otros conductos

Los fluidos son transportados a través de tuberías, conexiones y otros equipos por medio de bombas, sopladores, ventiladores y compresores. La función principal de ellos no es el transporte sino agregar energía al fluido. Este incremento de energía puede ser utilizado para aumentar la presión, la velocidad o para transportar el fluido a cierta altura.

Variables que describen el flujo de fluidos

Densidad (r) [kg m-3]

Viscosidad (m) [kg m-1 s-1]

Régimen del flujo:

Velocidad (V) [m s-1]

Caudal de fluido:

- Másico (m) [kg s-1]

- Volumétrico (QV) [m3 s-1]

Parámetros de estado del flujo:

- Presión (P) [Pa = N m-2 = kg m-1 s-2]

Parámetros de la conducción:

Diámetro (D) [m]

Rugosidad interna (e) [m]

Flujo interno de fluidos

Cantidad de energía necesaria para transportar un fluido entre diferentes puntos de una instalación. Movimiento o circulación de un fluido sin alterar sus propiedades físicas o químicas.

Ocurre bajo la acción de fuerzas externas.

Flujo interno: en el interior de conducciones

Flujo externo: alrededor de cuerpos sólidos (sedimentación, filtración)

La viscosidad

Es una propiedad física del fluido, sólo depende de su naturaleza. Varía con la temperatura y, en menor medida, con la presión. Indica la resistencia que ofrece un cuerpo a fluir, es decir a moverse en una dirección dada. Está relacionada con el desplazamiento de unas capas de las moléculas constitutivas del fluido con respecto a otras y los entrecruzamientos que se producen.

Tipos de bombas.

Bombas de desplazamiento positivo: Pueden ser de tipo reciprocante y aleatorio.

El líquido es confinado en pequeños volúmenes dentro de la carcasa de la bomba e impulsado por la acción mecánica de sus piezas móviles.

Características:

Caudales pequeños/medianos

Presiones altas.

Necesitan válvulas de retención.

Útiles para líquidos viscosos.

No sirven para impulsar líquidos con sólidos en suspensión

Bombas centrífugas: Se usan ampliamente en el sector industrial por su diseño simple, bajo costo inicial, bajo costo de mantenimiento y flexibilidad de aplicación.

Características

Caudales medios/elevados.

Presiones bajas: cargas limitadas.

Construcción sencilla y bajo coste.

Pueden requerir operación inicial de cebado.

No producen pulsación en la descarga.

Pueden manejar líquidos con sólidos en suspensión

Parámetros de las bombas: Capacidad, carga y potencia.

La capacidad se define como la rapidez de flujo del líquido o suspensión que circula a través de la bomba. Se expresa en [L .m] [L . s] o [gal. Min].

La carga es la energía total que la bomba suministra al líquido. La carga total de una bomba está compuesta por la carga de succión y la carga de descarga.

La carga desarrollada por una boba depende del peso específico del líquido que se maneja.

H=∆P/Pe

H= Carga total

∆P= variación de presión

Pe= peso específico

La potencia depende de la capacidad de trabajo y de la capacidad desarrollada por la bomba.

La eficiencia de la bomba está dada por:

n= (potencia aprovechada )/(potencia suministrada) x 100

Al seleccionar una bomba centrífuga, se deben tomar en cuenta:

La naturaleza del fluido que será transportado, corrosividad, temperatura, presión de vapor, sólidos

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