8.1.- Flujo Mínimo Térmico

El Flujo Mínimo Térmico es una función del aumento de temperatura del fluido bombeado en su recorrido a través del cuerpo de la bomba. Cuando se trabaja a flujos reducidos se incrementa la temperatura del fluido con mayor rapidez que cuando se opera próximo al BEP como resultado de la ineficiencia de la bomba. Esto es debido a que la energía que aporta el motor que no se aprovecha toda para mover el líquido y parte de ella se disipa como calor.

Cuando se trabaja en régimen de flujo reducido, pero existe entrega de fluido al sistema el incremento de temperatura del fluido se puede calcular usando la ecuación N° 8-1.

[8-1]
[8-1]

Dónde:

T :  Incremento de temperatura, en grados F.

H:   Cabezal Diferencial, en pies.

E:    Eficiencia, como fracción.

CP :  Calor Específico. El calor específico para el agua es 1,0; para el petróleo es 0,49 y para el aire 0,240 a 100 °F.

El máximo incremento de temperatura que puede ser tolerado en la bomba es aquel que lleve el líquido a la temperatura de saturación en cualquier área crítica de la bomba, causando evaporación. Se entiende por áreas críticas aquellas donde el espacio disponible para la circulación del fluido es reducido, estas son pistones de balance, anillos de desgaste, bujes centrales, etc.

Una regla general es establecer el flujo mínimo térmico entre el 10% y el 15% del Punto de Mejor Eficiencia (BEP) o limitarlo al flujo en el cual el incremento de temperatura en el fluido es de 15 grados F.

El diagrama de la figura Nº 8-4 presenta un nomograma que permite determinar el incremento de la temperatura en el fluido en función del % de Eficiencia de la bomba y del Cabezal de Descarga (H)que ella desarrolla.

Figura N° 8-4.- Nomograma del incremento de temperatura en función de la Eficiencia y del Cabezal de Descarga (H).
Figura N° 8-4.- Nomograma del incremento de temperatura en función de la Eficiencia y del Cabezal de Descarga (H).
Fuente: http://www.pumped101.com/karassik1.pdf

Por ejemplo, usando la figura N° 8-4 si tenemos un cabezal de 1000 pies y la Eficiencia de la bomba es del 15% el incremento de temperatura del fluido que pasa por la bomba es de aproximadamente 7 grados F, que de acuerdo con los límites establecidos en la figura de 15 grados F, es aceptable.

En bombas de alta energía, cuando se trabaja a válvula cerrada o “Shutoff”, es decir que la bomba no entrega liquido al sistema por que la válvula de descarga está completamente cerrada o cuando la presión del sistema es muy superior a la presión que puede desarrollar la bomba, los aumentos de temperatura son violentos debido a que la gran parte de la energía que proporciona el equipo impulsor se convierte en calor favoreciendo la evaporación de los líquidos contenidos en ellas, produciendo un recalentamiento general de la bomba y el posterior atascamiento del equipo debido a la deformación de los componentes causado por la alta temperatura elevada.

Es importante destacar que el comportamiento de las bombas que trabajan a válvula cerrada no solo depende de los niveles de energía del equipo, sino también de las características del fluido y del volumen de líquido contenido en el interior de la bomba.

La ecuación N° 8-2 presenta el incremento de temperatura cuando se cierra completamente la válvula de descarga de la bomba.

[8-2]
[8-2]

Dónde:

T/min: Incremento de temperatura, grados F por minuto.

BHP:   Potencia en el punto de cierre, en HP

WL:     Peso neto del líquido en el interior de la bomba, en libras.

 CP:      Calor Específico. El Calor Específico para el agua es 1,0; para el petróleo es 0,49 y para el aire 0,240 a 100 °F.

Acerca del autor de este libro:

José Miguel Acosta Pérez

José Miguel Acosta Pérez, es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1982); Especialista en Equipos Rotativos, Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1990), Especialista en Gerencia de Proyectos, Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) (Venezuela-2001), Especialista en Equipos para Producción de Petróleo On and Offshore, Universidade de Iguazu (UNIG) (Brasil-2010). 

E-mail de contacto: jose.acosta_pumpbook.com.br

CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN

1.1.- ¿Qué es una Bomba?
1.2.- ¿Qué son las Bombas Centrífugas?

CAPÍTULO 2
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

2.1.- Impulsores
2.2.- Eje
2.3.- Carcasa
2.4.- Anillos de Desgaste
2.5.- Cojinetes
2.6.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 3
¿CÓMO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS TRANSMITEN LA ENERGÍA A LOS FLUIDOS?

3.1.- Cabezal Total de una Bomba Centrífuga
3.2.- Sistemas Asociados a las Bombas y sus Características
3.3.- Potencia y Eficiencia en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 4
CURVAS DE RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

4.1.- Forma de la Curva de Rendimiento
4.2.- Diseño Hidráulico de las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 5
CEBADO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1.- Cebado Manual con Válvula de Pie
5.2.- Cebado con Tanque de Cámara Simple
5.3.- Cebado por Succión Positiva
5.4.- Cebado con Eyectores
5.5.- Cebado con Bombas de Vacío

CAPÍTULO 6
CARACTERÍSTICAS DE SUCCIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

6.1.- Como se Determina el NPSHA
6.2.- Como se Determina el NPSHR
6.3.- Como Mejorar el NPSHA de un Sistema de Bombeo
6.4.- Fenómeno de Cavitación

CAPÍTULO 7
OPERACIÓN CON LÍQUIDOS VISCOSOS

CAPÍTULO 8
FLUJO MÍNIMO

8.1.- Flujo Mínimo Térmico
8.2.- Flujo Mínimo Continuo

CAPÍTULO 9
LEYES DE AFINIDAD

9.1.- Aplicación de las Leyes de Afinidad
9.2.- Ajustes en los Impulsores Luego del Corte

CAPÍTULO 10
OPERACIÓN CON MÁS DE UNA BOMBA

10.1.- Bombas Operando en Paralelo
10.2.- Bombas Operando en Serie

CAPÍTULO 11
PARTES Y SISTEMAS ACCESORIOS PARA LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

CAPÍTULO 12
COJINETES

12.1.- Cojinetes Radiales
12.2.- Cojinetes de Empuje

CAPÍTULO 13
LUBRICACIÓN

13.1.- Tipos de Lubricación
13.2.- Lubricación con Grasa
13.3.- Lubricación con Aceite

CAPÍTULO 14
ACOPLAMIENTO

14.1.- Acoplamientos de Engranajes
14.2.- Acoplamientos de Rejilla de Agarre Continuo
14.3.- Acoplamientos Elastoméricos
14.4.- Acoplamiento Flexible de Láminas Metálicas

CAPÍTULO 15
SELLADO DEL EJE

15.1.- Caja de Sellos
15.2.- Empaquetaduras
15.3.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 16
MATERIALES DE FABRICACIÓN

16.1.- Materiales de Acuerdo con el ASME B73.1
16.2.- Materiales de Acuerdo con el API 610
16.3.- Otras Consideraciones

CAPÍTULO 17
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

17.1.- Control por Regulación de Flujo
17.2.- Control por Recirculación
17.3.- Control por Variación de Velocidad
17.4.- Otras Consideraciones para el Control de Flujo

CAPÍTULO 18
MOTORES ELÉCTRICOS

CAPÍTULO 19
VIBRACIÓN MECÁNICA EN BOMBAS CENTRÍFUGAS

19.1.- Como se Miden las Vibraciones y Como son Interpretadas
19.2.- Que Dicen el Asme B73.1 Y el API 610 Sobre Vibración
19.3.- Causas de las Vibraciones en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 20
PRINCIPALES TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

20.1.- Bomba de Succión Frontal
20.2.- Bomba Vertical en Línea
20.3.- Bombas Horizontales Multietapas
20.4.- Bomba Doble Succión Axialmente Partida, Entre Cojinetes
20.5.- Bomba Vertical Tipo Turbina

CAPÍTULO 21
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

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