Este documento describe los principios para diseñar un sistema de tuberías y calcular las bombas. Explica cómo dividir las líneas de proceso en tramos y determinar el diámetro óptimo de las tuberías basado en la velocidad máxima del fluido. También cubre cómo calcular las pérdidas de carga debido a la fricción y los accesorios, y los conceptos básicos para el cálculo de bombas como la altura total de aspiración y la carga neta positiva de aspiración.
El documento describe los pasos para seleccionar bombas, incluyendo calcular el caudal, determinar las pérdidas de carga debido a la fricción y singularidades en las tuberías, y sumar las diferencias de altura. Explica cómo usar tablas y diagramas para obtener los coeficientes necesarios para los cálculos y la fórmula para determinar la potencia requerida de la bomba.
El documento trata sobre el transporte de gas natural a través de gasoductos. Explica que el gas natural es el combustible de mayor crecimiento debido a sus ventajas industriales. Los gasoductos transportan el gas de forma económica a través de tuberías de acero o polietileno de gran diámetro. El diseño de los gasoductos debe considerar factores como las propiedades del fluido, las condiciones de operación, la ruta, el impacto ambiental y la economía del proyecto.
Compendio de Produccion de Hidrocarburos (Tomo I; Flujo Natural)paola nuñez
Este documento describe el sistema de producción de hidrocarburos desde el yacimiento hasta la superficie. Explica el recorrido de los fluidos a través de cuatro componentes: yacimiento, completación, pozo y línea de flujo superficial. Detalla cómo la capacidad de producción del sistema depende de un balance entre la capacidad de aporte de energía del yacimiento y la demanda de energía de la instalación para transportar los fluidos. Finalmente, presenta una ecuación para el balance de energía entre los componentes y cómo se puede realizar dicho balance
Este documento trata sobre la terminación y el mantenimiento de pozos petroleros. Explica los procesos de diseño de la terminación de pozos, incluyendo el análisis de información recabada durante la perforación para determinar las zonas de interés. También cubre temas como la cementación de tuberías, el diseño de aparejos de producción, análisis nodal, estimulación de pozos, fracturamiento hidráulico, análisis de problemas y mantenimiento de pozos. Proporciona detalles técnicos sobre cada et
El documento explica la diferencia entre la presión máxima permitida de trabajo (MAWP) y la presión de diseño para recipientes a presión. El MAWP es el valor más importante y constituye la base para fijar el estado físico del recipiente y la presión de disparo de las válvulas de seguridad. La presión de diseño es el valor determinado por el ingeniero de proceso y usualmente es ligeramente mayor que la presión de operación normal, mientras que el MAWP resulta del espesor real del recipiente y puede disminuir con el tiempo debido al desg
El documento describe los principios y ecuaciones para calcular el flujo de gas en tuberías, incluidas las ecuaciones de Weymouth y Panhandle. Explica conceptos como diámetro equivalente, distribución de flujo, correcciones por compresibilidad y diferencias de nivel, y cómo determinar longitudes y diámetros equivalentes. El objetivo es poder predecir con precisión el flujo de gas a través de sistemas de tuberías complejos.
Este documento proporciona información sobre el proceso de cementación de pozos. Explica los datos e información necesarios para la cementación, los objetivos de la cementación como el aislamiento zonal, y los procesos y equipos utilizados en la cementación primaria como la cabeza de cementación, la unidad de cementación, los tapones limpiadores, y la zapata guía. También cubre brevemente la cementación a presión, clasificándola según el mecanismo de bombeo y la técnica de colocación.
El documento presenta el procedimiento para diseñar una instalación de levantamiento artificial por gas para flujo continuo. En primer lugar, se explica cómo calcular la profundidad de las válvulas y determinar las presiones de apertura. Luego, se describe cómo seleccionar y calibrar las válvulas, incluyendo el cálculo de los requerimientos de gas y el diámetro de orificio para cada válvula. Finalmente, se indica que es necesario registrar los datos de las válvulas seleccionadas en una tabla.
El documento describe los pasos para seleccionar bombas, incluyendo calcular el caudal, determinar las pérdidas de carga debido a la fricción y singularidades en las tuberías, y sumar las diferencias de altura. Explica cómo usar tablas y diagramas para obtener los coeficientes necesarios para los cálculos y la fórmula para determinar la potencia requerida de la bomba.
El documento trata sobre el transporte de gas natural a través de gasoductos. Explica que el gas natural es el combustible de mayor crecimiento debido a sus ventajas industriales. Los gasoductos transportan el gas de forma económica a través de tuberías de acero o polietileno de gran diámetro. El diseño de los gasoductos debe considerar factores como las propiedades del fluido, las condiciones de operación, la ruta, el impacto ambiental y la economía del proyecto.
Compendio de Produccion de Hidrocarburos (Tomo I; Flujo Natural)paola nuñez
Este documento describe el sistema de producción de hidrocarburos desde el yacimiento hasta la superficie. Explica el recorrido de los fluidos a través de cuatro componentes: yacimiento, completación, pozo y línea de flujo superficial. Detalla cómo la capacidad de producción del sistema depende de un balance entre la capacidad de aporte de energía del yacimiento y la demanda de energía de la instalación para transportar los fluidos. Finalmente, presenta una ecuación para el balance de energía entre los componentes y cómo se puede realizar dicho balance
Este documento trata sobre la terminación y el mantenimiento de pozos petroleros. Explica los procesos de diseño de la terminación de pozos, incluyendo el análisis de información recabada durante la perforación para determinar las zonas de interés. También cubre temas como la cementación de tuberías, el diseño de aparejos de producción, análisis nodal, estimulación de pozos, fracturamiento hidráulico, análisis de problemas y mantenimiento de pozos. Proporciona detalles técnicos sobre cada et
El documento explica la diferencia entre la presión máxima permitida de trabajo (MAWP) y la presión de diseño para recipientes a presión. El MAWP es el valor más importante y constituye la base para fijar el estado físico del recipiente y la presión de disparo de las válvulas de seguridad. La presión de diseño es el valor determinado por el ingeniero de proceso y usualmente es ligeramente mayor que la presión de operación normal, mientras que el MAWP resulta del espesor real del recipiente y puede disminuir con el tiempo debido al desg
El documento describe los principios y ecuaciones para calcular el flujo de gas en tuberías, incluidas las ecuaciones de Weymouth y Panhandle. Explica conceptos como diámetro equivalente, distribución de flujo, correcciones por compresibilidad y diferencias de nivel, y cómo determinar longitudes y diámetros equivalentes. El objetivo es poder predecir con precisión el flujo de gas a través de sistemas de tuberías complejos.
Este documento proporciona información sobre el proceso de cementación de pozos. Explica los datos e información necesarios para la cementación, los objetivos de la cementación como el aislamiento zonal, y los procesos y equipos utilizados en la cementación primaria como la cabeza de cementación, la unidad de cementación, los tapones limpiadores, y la zapata guía. También cubre brevemente la cementación a presión, clasificándola según el mecanismo de bombeo y la técnica de colocación.
El documento presenta el procedimiento para diseñar una instalación de levantamiento artificial por gas para flujo continuo. En primer lugar, se explica cómo calcular la profundidad de las válvulas y determinar las presiones de apertura. Luego, se describe cómo seleccionar y calibrar las válvulas, incluyendo el cálculo de los requerimientos de gas y el diámetro de orificio para cada válvula. Finalmente, se indica que es necesario registrar los datos de las válvulas seleccionadas en una tabla.
El documento define varios términos relacionados con la producción de petróleo y gas, incluyendo potencial de producción, índice de productividad, presión de fondo fluyente crítica y disponibilidad límite de reservorio. Asigna responsabilidades a los ingenieros de producción y reservorio para monitorear la producción, diagnosticar pozos, asignar potenciales a los pozos, y maximizar la producción dentro de los límites técnicos y de plan de explotación.
Este documento describe diferentes sistemas de levantamiento artificial, incluyendo gas-lift y bombeo. Explica el levantamiento artificial por gas continuo e intermitente, y cómo optimizar la eficiencia mediante el seguimiento de la relación gas-líquido. También cubre el análisis de curvas de oferta y demanda para sistemas de bombeo y el monitoreo del nivel dinámico del fluido.
1. Introduccion a la Completación de PozosMagnusMG
Este documento trata sobre la introducción a la completación de pozos. Explica conceptos clave como las estrategias de explotación, las pruebas de presión, las propiedades petrofísicas y el comportamiento de presiones. También define la completación de pozos como las actividades que se realizan después de la perforación principal de un pozo para prepararlo para la producción.
La tesis trata sobre la explotación petrolera en pozos fluyentes y utilizando sistemas artificiales de producción. El documento presenta una introducción general sobre la explotación de pozos petroleros, los mecanismos naturales de producción, los tipos de yacimientos de hidrocarburos y los métodos primarios de recuperación. Luego, se enfoca en explicar la explotación de pozos fluyentes y el comportamiento del flujo vertical y a través de estranguladores. Finalmente, analiza los sistemas de bombeo neumático y bombe
Este documento presenta el diseño de un sistema de bombeo electrocentrífugo (BEC) para extraer agua de un pozo en el Campo Akal, México. El objetivo es extraer 20,000 barriles de agua por día para retardar el avance del acuífero e incrementar la producción de petróleo. Se revisan conceptos básicos de flujo de fluidos en pozos y se describe la metodología de diseño. Luego, se presenta información sobre el Campo Akal y el pozo seleccionado para el diseño del sistema
El documento describe el análisis e interpretación de pruebas de presión transitoria en pozos petroleros. Explica que estas pruebas permiten caracterizar el yacimiento y determinar parámetros como la capacidad de flujo, presión estática, daño en el pozo y comunicación entre pozos. También presenta los modelos matemáticos y suposiciones utilizadas para analizar e interpretar los datos de presión obtenidos.
Principios De Produccion Caida De Presion IprDavid Guzman
Este documento describe los principios básicos de la producción de petróleo y gas, incluyendo las fuentes de energía de un yacimiento, los sistemas de producción, los puntos de burbuja y rocío, y los métodos para calcular el índice de productividad como una medida de la capacidad de producción de un pozo. Explica los diferentes tipos de yacimientos y mecanismos de producción, así como factores que afectan el índice de productividad como la permeabilidad y daño a la formación.
Este documento presenta un manual para el cálculo y selección de sistemas de bombeo de agua. Explica cuatro métodos para determinar la demanda de agua, incluyendo el método de dotaciones, el método del número total de piezas servidas, el método de Hunter y el método de unidades de gastos de Pacific Pump Co. También cubre conceptos hidráulicos básicos como la ecuación de continuidad y la ecuación general de la energía, y explica cómo calcular las cargas en una red de distribución.
Este documento presenta información sobre el diseño de asentamiento de tuberías de revestimiento. Explica los conceptos generales de tubería conductora, tubería superficial, tubería intermedia y tubería de explotación. Luego, describe los métodos para calcular presiones como la presión de sobrecarga, presión hidrostática, presión de formación y presión de fractura. Finalmente, detalla la metodología para el diseño y asentamiento de las diferentes tuberías de revestimiento considerando factores como las presiones mencionadas.
Este documento presenta la correlación de Orkíszewski para calcular el gradiente de presión en diferentes regímenes de flujo multifásico. Explica cómo calcular los límites de cada régimen, determinar la densidad de la mezcla, el factor de fricción y finalmente el gradiente de presión total para un caso específico con datos dados.
i) El documento describe diferentes parámetros del proceso de cañoneo como la densidad de cañoneo, dirección de tiro, separación de cargas, penetración, diámetro a la entrada de la perforación y rendimiento de la perforación.
ii) También menciona que la efectividad del cañoneo depende del equipo usado, cantidad y tipo de cargas, técnicas de completación, características de la tubería y cemento, y el procedimiento de cañoneo.
iii) Finalmente, indica que existen 3 técnic
Los registros de producción (PLT) permiten evaluar el flujo de fluidos dentro y fuera del pozo para determinar la distribución vertical de fluidos y diagnosticar problemas. Consisten en herramientas que miden flujo, diámetro, densidad, temperatura, presión, ruidos y trazadores para analizar la distribución de fluidos, zonas productivas y problemas como daños o canalizaciones. Una planeación adecuada incluye descripciones del pozo, fluidos, herramientas y condiciones para obtener información que permita un análisis comple
El documento presenta un análisis detallado de pruebas de presión y su aplicación para caracterizar yacimientos petroleros. Explica los modelos de flujo en yacimientos, el efecto de pozos, el diagnóstico de régimen de flujo, y la metodología general para el análisis de pruebas de presión. Además, analiza pruebas de decremento y incremento de presión, pruebas de interferencia, y aplicaciones como la caracterización de yacimientos y la evaluación de estimulaciones.
Este documento describe varias ecuaciones y conceptos clave para el cálculo del flujo de gases en tuberías. La ecuación de Weymounth se usa para altas presiones y grandes diámetros, calculando directamente el flujo de gas. La ecuación de Panhandle se usa para diseños de alta presión con variaciones en la tasa de flujo. También explica cómo calcular el diámetro equivalente, la distribución de flujo, correcciones por compresibilidad y diferencias de nivel, y cómo determinar la longitud equivalente para un mismo flujo.
El documento describe el método gráfico de Gilbert para analizar el comportamiento de flujos multifásicos en tuberías verticales. Gilbert registró mediciones de caídas de presión bajo diferentes condiciones y obtuvo curvas empíricas que muestran la distribución de presión a lo largo de la tubería en función del caudal, la relación gas-líquido, el diámetro y la profundidad. El método implica seleccionar la curva correspondiente a los parámetros del yacimiento y usarla para determinar la presión de cabeza o de fondo
Comportamiento de pozos cap 5 análisis de declinación Pabdo Torres
1) El documento analiza la declinación de la producción de pozos durante los períodos transitorio y pseudoestacionario.
2) En el período transitorio, la producción declina a medida que el radio de drenaje del pozo aumenta debido a la propagación de la perturbación de presión.
3) En el período pseudoestacionario, la producción puede declinar de forma exponencial, hiperbólica o armónica cuando se mantiene constante la presión en la cabeza del pozo.
Este documento describe varios métodos para controlar pozos petroleros, incluyendo el método del perforador, el método de espera y pese, el método concurrente, el método volumétrico, el método de lubricación y purga, y el método de circulación reversa. Cada método tiene ventajas y desventajas dependiendo de las condiciones del pozo.
Terminación y Reacondicionamiento de Pozosenzosedv
La terminación de pozos implica las actividades posteriores a la perforación para preparar el pozo para la producción. Estas actividades incluyen cementación, reperforación, cambio de fluidos, pruebas de evaluación e instalación del equipo de producción. Existen diferentes métodos de terminación como pozo abierto, entubado y baleado o con empaque de grava, dependiendo de factores como la productividad requerida y las características de la formación.
El documento describe una metodología para optimizar sistemas de producción de hidrocarburos utilizando el análisis nodal. El curso se estructura en cinco capítulos que cubren: 1) los componentes del sistema de producción, 2) el comportamiento de flujo en el yacimiento y la completación, 3) correlaciones de flujo multifásico en tuberías, 4) la capacidad de producción de pozos, y 5) la metodología de optimización que incluye cotejar el comportamiento actual y optimizar los componentes del sistema. El objetivo
Este documento describe el uso de sistemas de bombeo electrocentrífugo (BEC) para garantizar la producción de crudos pesados y extrapesados en varios campos en la Región Marina Noreste de México. Se proporcionan detalles sobre las características de los yacimientos, el rendimiento histórico de los sistemas BEC, y la ubicación y especificaciones técnicas de los sistemas propuestos para los campos Ek, Balam, Takin, Ayatsil, Maloob y Zaap. El objetivo es
Este documento trata sobre los conceptos básicos y la filosofía de la protección por relevadores en sistemas eléctricos de potencia. Explica que la función de la protección es desconectar rápidamente cualquier elemento del sistema cuando ocurre una falla o funciona de forma anormal para evitar daños. También describe las características funcionales que debe cumplir un sistema de protección como sensibilidad, selectividad y rapidez de actuación. Finalmente, indica que alrededor del 90% de las fallas ocurren en líneas aéreas
El documento describe conceptos tecnológicos clave como la tecnología, los materiales, la electricidad y los circuitos eléctricos. Explica que la tecnología se refiere a actividades intelectuales para crear productos que solucionan problemas, y que los materiales pueden ser naturales o artificiales. También define conceptos como voltaje, corriente eléctrica y resistencia, y describe los tipos básicos de circuitos eléctricos.
El documento define varios términos relacionados con la producción de petróleo y gas, incluyendo potencial de producción, índice de productividad, presión de fondo fluyente crítica y disponibilidad límite de reservorio. Asigna responsabilidades a los ingenieros de producción y reservorio para monitorear la producción, diagnosticar pozos, asignar potenciales a los pozos, y maximizar la producción dentro de los límites técnicos y de plan de explotación.
Este documento describe diferentes sistemas de levantamiento artificial, incluyendo gas-lift y bombeo. Explica el levantamiento artificial por gas continuo e intermitente, y cómo optimizar la eficiencia mediante el seguimiento de la relación gas-líquido. También cubre el análisis de curvas de oferta y demanda para sistemas de bombeo y el monitoreo del nivel dinámico del fluido.
1. Introduccion a la Completación de PozosMagnusMG
Este documento trata sobre la introducción a la completación de pozos. Explica conceptos clave como las estrategias de explotación, las pruebas de presión, las propiedades petrofísicas y el comportamiento de presiones. También define la completación de pozos como las actividades que se realizan después de la perforación principal de un pozo para prepararlo para la producción.
La tesis trata sobre la explotación petrolera en pozos fluyentes y utilizando sistemas artificiales de producción. El documento presenta una introducción general sobre la explotación de pozos petroleros, los mecanismos naturales de producción, los tipos de yacimientos de hidrocarburos y los métodos primarios de recuperación. Luego, se enfoca en explicar la explotación de pozos fluyentes y el comportamiento del flujo vertical y a través de estranguladores. Finalmente, analiza los sistemas de bombeo neumático y bombe
Este documento presenta el diseño de un sistema de bombeo electrocentrífugo (BEC) para extraer agua de un pozo en el Campo Akal, México. El objetivo es extraer 20,000 barriles de agua por día para retardar el avance del acuífero e incrementar la producción de petróleo. Se revisan conceptos básicos de flujo de fluidos en pozos y se describe la metodología de diseño. Luego, se presenta información sobre el Campo Akal y el pozo seleccionado para el diseño del sistema
El documento describe el análisis e interpretación de pruebas de presión transitoria en pozos petroleros. Explica que estas pruebas permiten caracterizar el yacimiento y determinar parámetros como la capacidad de flujo, presión estática, daño en el pozo y comunicación entre pozos. También presenta los modelos matemáticos y suposiciones utilizadas para analizar e interpretar los datos de presión obtenidos.
Principios De Produccion Caida De Presion IprDavid Guzman
Este documento describe los principios básicos de la producción de petróleo y gas, incluyendo las fuentes de energía de un yacimiento, los sistemas de producción, los puntos de burbuja y rocío, y los métodos para calcular el índice de productividad como una medida de la capacidad de producción de un pozo. Explica los diferentes tipos de yacimientos y mecanismos de producción, así como factores que afectan el índice de productividad como la permeabilidad y daño a la formación.
Este documento presenta un manual para el cálculo y selección de sistemas de bombeo de agua. Explica cuatro métodos para determinar la demanda de agua, incluyendo el método de dotaciones, el método del número total de piezas servidas, el método de Hunter y el método de unidades de gastos de Pacific Pump Co. También cubre conceptos hidráulicos básicos como la ecuación de continuidad y la ecuación general de la energía, y explica cómo calcular las cargas en una red de distribución.
Este documento presenta información sobre el diseño de asentamiento de tuberías de revestimiento. Explica los conceptos generales de tubería conductora, tubería superficial, tubería intermedia y tubería de explotación. Luego, describe los métodos para calcular presiones como la presión de sobrecarga, presión hidrostática, presión de formación y presión de fractura. Finalmente, detalla la metodología para el diseño y asentamiento de las diferentes tuberías de revestimiento considerando factores como las presiones mencionadas.
Este documento presenta la correlación de Orkíszewski para calcular el gradiente de presión en diferentes regímenes de flujo multifásico. Explica cómo calcular los límites de cada régimen, determinar la densidad de la mezcla, el factor de fricción y finalmente el gradiente de presión total para un caso específico con datos dados.
i) El documento describe diferentes parámetros del proceso de cañoneo como la densidad de cañoneo, dirección de tiro, separación de cargas, penetración, diámetro a la entrada de la perforación y rendimiento de la perforación.
ii) También menciona que la efectividad del cañoneo depende del equipo usado, cantidad y tipo de cargas, técnicas de completación, características de la tubería y cemento, y el procedimiento de cañoneo.
iii) Finalmente, indica que existen 3 técnic
Los registros de producción (PLT) permiten evaluar el flujo de fluidos dentro y fuera del pozo para determinar la distribución vertical de fluidos y diagnosticar problemas. Consisten en herramientas que miden flujo, diámetro, densidad, temperatura, presión, ruidos y trazadores para analizar la distribución de fluidos, zonas productivas y problemas como daños o canalizaciones. Una planeación adecuada incluye descripciones del pozo, fluidos, herramientas y condiciones para obtener información que permita un análisis comple
El documento presenta un análisis detallado de pruebas de presión y su aplicación para caracterizar yacimientos petroleros. Explica los modelos de flujo en yacimientos, el efecto de pozos, el diagnóstico de régimen de flujo, y la metodología general para el análisis de pruebas de presión. Además, analiza pruebas de decremento y incremento de presión, pruebas de interferencia, y aplicaciones como la caracterización de yacimientos y la evaluación de estimulaciones.
Este documento describe varias ecuaciones y conceptos clave para el cálculo del flujo de gases en tuberías. La ecuación de Weymounth se usa para altas presiones y grandes diámetros, calculando directamente el flujo de gas. La ecuación de Panhandle se usa para diseños de alta presión con variaciones en la tasa de flujo. También explica cómo calcular el diámetro equivalente, la distribución de flujo, correcciones por compresibilidad y diferencias de nivel, y cómo determinar la longitud equivalente para un mismo flujo.
El documento describe el método gráfico de Gilbert para analizar el comportamiento de flujos multifásicos en tuberías verticales. Gilbert registró mediciones de caídas de presión bajo diferentes condiciones y obtuvo curvas empíricas que muestran la distribución de presión a lo largo de la tubería en función del caudal, la relación gas-líquido, el diámetro y la profundidad. El método implica seleccionar la curva correspondiente a los parámetros del yacimiento y usarla para determinar la presión de cabeza o de fondo
Comportamiento de pozos cap 5 análisis de declinación Pabdo Torres
1) El documento analiza la declinación de la producción de pozos durante los períodos transitorio y pseudoestacionario.
2) En el período transitorio, la producción declina a medida que el radio de drenaje del pozo aumenta debido a la propagación de la perturbación de presión.
3) En el período pseudoestacionario, la producción puede declinar de forma exponencial, hiperbólica o armónica cuando se mantiene constante la presión en la cabeza del pozo.
Este documento describe varios métodos para controlar pozos petroleros, incluyendo el método del perforador, el método de espera y pese, el método concurrente, el método volumétrico, el método de lubricación y purga, y el método de circulación reversa. Cada método tiene ventajas y desventajas dependiendo de las condiciones del pozo.
Terminación y Reacondicionamiento de Pozosenzosedv
La terminación de pozos implica las actividades posteriores a la perforación para preparar el pozo para la producción. Estas actividades incluyen cementación, reperforación, cambio de fluidos, pruebas de evaluación e instalación del equipo de producción. Existen diferentes métodos de terminación como pozo abierto, entubado y baleado o con empaque de grava, dependiendo de factores como la productividad requerida y las características de la formación.
El documento describe una metodología para optimizar sistemas de producción de hidrocarburos utilizando el análisis nodal. El curso se estructura en cinco capítulos que cubren: 1) los componentes del sistema de producción, 2) el comportamiento de flujo en el yacimiento y la completación, 3) correlaciones de flujo multifásico en tuberías, 4) la capacidad de producción de pozos, y 5) la metodología de optimización que incluye cotejar el comportamiento actual y optimizar los componentes del sistema. El objetivo
Este documento describe el uso de sistemas de bombeo electrocentrífugo (BEC) para garantizar la producción de crudos pesados y extrapesados en varios campos en la Región Marina Noreste de México. Se proporcionan detalles sobre las características de los yacimientos, el rendimiento histórico de los sistemas BEC, y la ubicación y especificaciones técnicas de los sistemas propuestos para los campos Ek, Balam, Takin, Ayatsil, Maloob y Zaap. El objetivo es
Este documento trata sobre los conceptos básicos y la filosofía de la protección por relevadores en sistemas eléctricos de potencia. Explica que la función de la protección es desconectar rápidamente cualquier elemento del sistema cuando ocurre una falla o funciona de forma anormal para evitar daños. También describe las características funcionales que debe cumplir un sistema de protección como sensibilidad, selectividad y rapidez de actuación. Finalmente, indica que alrededor del 90% de las fallas ocurren en líneas aéreas
El documento describe conceptos tecnológicos clave como la tecnología, los materiales, la electricidad y los circuitos eléctricos. Explica que la tecnología se refiere a actividades intelectuales para crear productos que solucionan problemas, y que los materiales pueden ser naturales o artificiales. También define conceptos como voltaje, corriente eléctrica y resistencia, y describe los tipos básicos de circuitos eléctricos.
Este documento presenta una introducción a la operación de sistemas eléctricos de potencia. Explica que la operación de estos sistemas busca lograr tres objetivos principales: calidad, seguridad y economía. Luego describe brevemente los componentes de la industria eléctrica (generación, transmisión, distribución y comercialización) y la normatividad que rige la operación de los sistemas eléctricos en el Perú. Finalmente, resume los diferentes horizontes temporales considerados en la programación de la operación de los sistem
This document provides guidance on calculating refrigeration loads for commercial refrigeration systems. It outlines the key factors to consider in an initial job survey, including design temperatures, storage requirements, dimensions, insulation, infiltration, and product details. It then describes the main sources of heat gain to calculate: transmission load through walls/floors, air changes, miscellaneous loads, and product load. Tables and examples are provided to simplify calculating each load. Quick selection charts and calculators are also included to estimate loads for small/medium and large coolers and freezers when full calculations are not possible.
This document provides information about the book "Transients in Power Systems" by Lou van der Sluis. Some key details:
- The book was published in 2001 by John Wiley & Sons Ltd. to provide an overview of electrical transients in power systems.
- It covers various topics related to transients including simple switching circuits, three-phase system analysis, traveling waves, circuit breakers, switching transients, transient recovery voltages and lightning-induced transients.
- Various numerical simulation techniques for modeling transients are also discussed including Electromagnetic Transient Program (EMTP), MNA program and MATLAB Power System Blockset.
- Testing of power equipment and measuring transients is covered along with standards
Este documento describe el ciclo formativo de Técnico de Mantenimiento Electromecánico. El ciclo dura 2 años con 2000 horas de formación que incluyen prácticas. Los alumnos aprenderán sobre montaje, mantenimiento y reparación de maquinaria, automatismos y líneas de producción. Al finalizar podrán trabajar como instaladores, mantenedores o montadores industriales o seguir estudiando grados superiores o bachillerato.
El documento presenta los objetivos y temas a tratar sobre protecciones eléctricas. Explica que los sistemas de protección son importantes para prevenir daños a equipos, reducir cortes de energía y proteger la salud, y que deben responder rápidamente ante fallas de manera automática y selectiva. También describe los componentes básicos de un sistema de protección, incluyendo transformadores de instrumentación, breakers y relés de protección.
UNIDAD I. FILOSOFÍA DE LA PROTECCIÓN DE
SISTEMAS ELÉCTRICOS.
UNIDAD II. PRINCIPIOS Y CARACTERÍSTICAS DE
FUNCIONAMIENTO DE LOS RELÉS.
UNIDAD III. PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE.
UNIDAD IV. PROTECCIÓN DE DISTANCIA.
UNIDAD V. RELÉS DIFERENCIALES.
UNIDAD VI. RELÉS DE APLICACIÓN ESPECIAL.
UNIDAD VII. PROTECCIÓN POR HILO PILOTO.
UNIDAD VIII. RELÉS ELECTRÓNICOS
El documento presenta 111 ejercicios resueltos de dibujo técnico para la Selectividad en Andalucía, con el objetivo de ayudar a los estudiantes a prepararse. Incluye las soluciones de los ejercicios, con explicaciones cuando sea necesario, así como un blog donde se pueden ver las soluciones de forma interactiva. El autor espera que esta guía sirva de ayuda para los estudiantes.
El documento presenta una introducción al dibujo técnico, describiendo sus materiales e instrumentos básicos como lápices, tablas de dibujo, escuadras y compases. Explica diferentes tipos de letras técnicas, figuras geométricas como líneas, ángulos, triángulos y circunferencias, así como su aplicación en ingeniería.
1) Los planos topográficos y mapas representan características geográficas y físicas de un área mediante el uso de símbolos e información como curvas de nivel y elevación. 2) Estos dibujos se crean a partir de mediciones tomadas en el campo por topógrafos y pueden crearse manualmente o con programas de CAD y SIG. 3) Los programas informáticos facilitan la creación y edición de planos topográficos al digitalizar datos del campo y automatizar tareas como generar curvas de nivel.
Este documento presenta información sobre el dibujo técnico. Explica que el dibujo técnico es la representación gráfica exacta de objetos o ideas prácticas siguiendo normas establecidas. Detalla la historia del dibujo desde los primeros dibujos en las cuevas hasta el desarrollo del dibujo técnico en la antigua Grecia y Roma. También describe los diferentes tipos de dibujo técnico como el arquitectónico, mecánico y eléctrico, así como los propósitos del d
1) El documento describe los principios para diseñar un sistema de tuberías y calcular las bombas, incluyendo dividir las tuberías en tramos y determinar el diámetro óptimo.
2) Explica cómo calcular las pérdidas de carga en las tuberías usando la ecuación de Fanning y considerando factores como la longitud, diámetro y velocidad del fluido.
3) Resume los dos tipos principales de bombas y conceptos clave para su cálculo como la altura total de aspiración, altura total de impul
1) El documento describe los sistemas de tuberías en paralelo y ramificados, explicando cómo el flujo se distribuye entre las diferentes ramas. 2) También cubre los parámetros a considerar en la selección de bombas y los diferentes tipos de bombas de desplazamiento positivo como bombas de engranes, pistones, paletas y de tornillo. 3) El objetivo es aplicar estos conceptos al análisis de sistemas de tuberías y la selección adecuada de bombas.
El documento describe los criterios de diseño para una línea de conducción de agua potable, incluyendo la carga disponible, el gasto de diseño, las clases de tubería, los diámetros, y las estructuras complementarias como válvulas y cámaras rompe presión. Explica cómo calcular las pérdidas de carga unitarias y por tramo usando fórmulas como la de Hazen-Williams para seleccionar el diámetro apropiado de tubería.
Este documento trata sobre conceptos hidráulicos y datos técnicos relacionados con bombas. Explica conceptos como caudal, presión, altura manométrica y cavitación. Además, incluye índices de las diferentes series de bombas de la compañía Bombas Ideal y resalta su experiencia de más de 110 años en el diseño y fabricación de bombas hidráulicas.
Este documento trata sobre bombas hidráulicas y conceptos hidráulicos. Explica diferentes tipos de bombas, como las de desplazamiento positivo y las centrífugas, y conceptos como caudal, presión, altura manométrica, cavitación y curvas características. También incluye fórmulas para calcular la altura de aspiración, altura manométrica total y condiciones para evitar la cavitación.
Este documento técnico proporciona información sobre conceptos hidráulicos y bombas. Explica conceptos clave como caudal, presión, altura manométrica y cavitación. También describe los diferentes tipos de bombas y sus aplicaciones, así como conceptos importantes para su diseño e instalación como curvas características, NPSH y regulación. El documento es una guía útil para profesionales que trabajen con sistemas de bombeo.
Este documento técnico proporciona información sobre conceptos hidráulicos y bombas. Explica conceptos clave como caudal, presión, altura manométrica y cavitación. También describe los diferentes tipos de bombas y sus aplicaciones, así como conceptos relacionados con la selección, instalación y funcionamiento de bombas. El documento es una guía útil para ingenieros e instaladores que trabajen con sistemas de bombeo.
Este documento presenta un análisis de pérdidas de carga en conductores y accesorios mediante simulaciones computacionales. Describe los procedimientos de simulación utilizando SolidWorks Flow Simulation y presenta imágenes y gráficos de los resultados. Las conclusiones son que la pérdida de carga aumenta con el caudal a área constante y depende del diámetro y material de las tuberías.
El documento describe diferentes fórmulas para calcular las pérdidas de carga en tuberías, incluyendo las fórmulas de Darcy-Weisbach, Hazen-Williams, Manning, Colebrook y Swamme-Jain. Explica conceptos clave como el número de Reynolds, el régimen de flujo, la rugosidad absoluta y relativa, y presenta el diagrama de Moody para determinar el factor de fricción.
Este documento presenta los conceptos teóricos fundamentales relacionados con bombas hidráulicas, incluyendo el principio de Bernoulli, número de Reynolds, tipos de pérdidas, tipos de bombas, datos de rendimiento de bombas centrífugas y los parámetros a considerar en la selección de bombas. El documento proporciona información detallada sobre estos temas para analizar y diseñar sistemas de bombeo.
En este trabajo, veremos, el flujo de fluidos a través de ductos; incluyendo así configuraciones diferentes de ductos continuos y de área constante. Estos flujos se denominan "flujos internos", para distinguirlos de los flujos en torno a objetos sumergidos, restringiremos nuestra atención a flujos incompresibles, con el fin de lograr una exposición simple. En ciertos casos, los resultados se extenderán a los flujos compresibles.
Este documento describe la pérdida de carga en tuberías. Explica que la pérdida de carga se debe a la fricción entre el fluido y las paredes de la tubería, lo que reduce la energía del fluido. Presenta diferentes fórmulas para calcular la pérdida de carga, como las fórmulas de Darcy-Weisbach y Hazen-Williams. El objetivo del experimento de laboratorio es determinar los coeficientes de estas fórmulas para el material de la tubería utilizando mediciones de velocidad, gasto, longitud y
1) El documento presenta apuntes sobre mecánica de fluidos en tuberías. 2) Explica conceptos como flujo laminar, turbulento y ecuaciones para calcular caudal y pérdida de carga. 3) También cubre temas como conducción de fluidos a presión, flujo en tuberías, determinación de gastos y pérdidas de carga.
Este documento describe el funcionamiento de bombas y cómo medir la potencia de bombas en un laboratorio. Explica que las bombas mueven líquidos a través de tuberías y que los estudiantes aprenderán a medir variables como alturas, longitudes de tubería y accesorios para calcular la potencia de bombas usando el balance de energía mecánica. También distingue entre bombas de desplazamiento positivo y centrífugas, y cubre conceptos como carga de aspiración, impulsión, potencia requerida y disponible
Este documento presenta los conceptos básicos para el diseño y cálculo de sistemas de distribución de aire a través de conductos. Explica cómo clasificar los sistemas de conductos, los elementos que los componen, y los métodos para dimensionar los conductos y seleccionar ventiladores. Además, proporciona fórmulas y tablas para calcular pérdidas de carga, recuperación de presión, y dimensionar conductos principales y derivados.
El documento describe el proceso de diseño de un sistema de suministro de agua, incluyendo el cálculo de pérdidas de presión. Explica que las pérdidas se dividen en pérdidas por longitud de tubería y pérdidas locales debido a piezas. Detalla dos métodos para calcular las pérdidas por piezas y aplica uno de los métodos al diseñar la ruta más desfavorable de un apartamento modelo.
1) El documento describe los criterios de diseño para una línea de conducción de agua potable por gravedad, incluyendo la carga disponible, el gasto de diseño, las clases de tubería, y estructuras como cámaras rompe presión y válvulas.
2) Explica fórmulas como la de Hazen-Williams para calcular pérdidas de carga unitarias y por tramo.
3) Detalla consideraciones para la selección de diámetros de tubería que permitan transportar el gasto deseado con velocidades
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Cal - diseño del sistema de tuberias y calculo de las bombas
1. DISEÑO DEL SISTEMA DE TUBERÍAS Y CÁLCULO DE LAS BOMBAS
1. PRINCIPIOS PARA EL DISEÑO. TRAMOS DE TUBERÍA A CONSIDERAR
Para llevar a cabo el diseño de las tuberías que componen las distintas líneas de proceso
se dividirán éstas en tramos, cada uno de los cuales estará formado por la porción de línea
comprendida entre dos equipos consecutivos. De esta forma los diferentes aspectos a calcular
(diámetro óptimo de la conducción, pérdidas de carga, etc.) se evaluarán independientemente
para cada uno de estos tramos. La definición y descripción de los diferentes tramos de tubería se
realizará sobre el correspondiente diagrama de flujo, usándose para designar cada uno de ellos
los nombres de los equipos que constituyen su principio y su final.
2. DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO ÓPTIMO DE LA CONDUCCIÓN
Un aspecto muy importante a tener en cuenta para el diseño del sistema de tuberías
sistema es el de la velocidad que alcanza el fluido por el interior de las conducciones. Dicha
velocidad, en el caso de la circulación isoterma de fluidos incompresibles, viene determinada
por el caudal y el diámetro de la sección interna de la conducción, y para cada fluido tiene un
valor máximo que no debe ser sobrepasado, ya que de lo contrario puede producirse un
deterioro del producto por tratamiento mecánico inadecuado. Los valores aproximados que se
usan en la práctica dependen del tipo de fluido que se trate, pero los más corrientes se recogen
en la Tabla 1. Los valores de la tabla son los más corrientes en la práctica ordinaria, sin
embargo, en condiciones especiales, pueden requerirse velocidades que están fuera de los
intervalos indicados. Las velocidades pequeñas han de ser las más utilizadas, especialmente
cuando el flujo es por gravedad desde tanques elevados (McCabe et al., Operaciones Unitarias
en Ingeniería Química, 4ª Ed., McGraw-Hill, 1991).
Tabla 1. Velocidades recomendadas para fluidos en tuberías.
Velocidad
Fluido Tipo de Flujo ft/s m/s
Líquidos poco viscosos Flujo por gravedad 0.5 – 1 0.15 – 0.30
Entrada de bomba 1 – 3 0.3 – 0.9
Salida de bomba 4 – 10 1.2 – 3
Línea de Conducción 4 – 8 1.2 – 2.4
Líquidos viscosos Entrada de bomba 0.2 – 0.5 0.06 – 0. 15
Salida de bomba 0.5 – 2 0.15 – 0.6
Vapor de Agua 30 – 50 9 – 15
Aire o gas 30 – 100 9 – 30
2. Para la limpieza CIP, la velocidad de las soluciones detergentes o del líquido para el
aclarado, no debe ser menor de 1.5 m/s.
Así, para un caudal determinado del fluido a bombear, imponiendo la velocidad máxima
del mismo, se determina de forma inmediata el diámetro mínimo de la conducción. Deberá
escogerse, en cualquier caso, el diámetro normalizado inmediatamente superior a dicho valor
mínimo. Dicho valor es lo que se conoce como el diámetro óptimo de la conducción, pues
representa el menor coste posible, cumpliendo las exigencias en cuanto a la velocidad de
máxima de circulación del fluido por la misma.
3. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA
El rozamiento de un fluido con las paredes de la tubería por la que circula provoca en el
mismo una caída de presión. Conocer el valor de esta caída de presión es necesario de cara al
cálculo de las bombas, pero también para comprobar que el diámetro elegido para la conducción
es suficiente, pues de ser éste muy pequeño la pérdida de carga que se produzca será muy
elevada. En este sentido se consideran valores razonables de caída de presión en una conducción
los siguientes (para caudales de 0 a 60 m3
/h):
- Zona de aspiración de bombas: 0.40 kg/cm2
(0.39 bar)
- Zona de impulsión de bombas: 0.6 a 0.8 kg/cm2
(0.59 a 0.78 bar)
De esta forma, al realizar el cálculo de las pérdidas de carga, se procurará que, en la
medida de lo posible, no superen los valores anteriores. Si esto sucediere habrá de aumentarse el
diámetro de la conducción por encima del que recomienda la velocidad de circulación máxima
del fluido, de modo que la pérdida de carga disminuya. Sin embargo, en algunos casos, no será
posible incrementar dicho valor ya que éste se halla igualmente limitado por el diámetro de las
conexiones de los equipos (sobre el que ha de informar el fabricante).
Para calcular las pérdidas de carga en una conducción se suele utilizar la ecuación de
Fanning, que expresada en términos de altura es la siguiente:
g2
v
d
Lf4
H
2
×⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ⋅⋅
= (1)
donde:
H es la pérdida de carga en metros de columna de líquido (m.c.l.)
f es un coeficiente de fricción adimensional
3. L es la longitud de la tubería, m
d es el diámetro interior de la tubería, m
v es la velocidad del fluido, m/s
g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2
)
El coeficiente de fricción "f" es función del tipo de flujo y se calcula del modo
siguiente:
- Si el flujo es laminar (Re ≤ 2000):
Re
16
f = (2)
- Si el flujo es turbulento (Re ≥ 4000) o pertenece a la llamada zona de transición (2000 <Re
< 4000) se recurre a diagramas como el de Moody que expresa la relación entre "f", el
número de Reynolds (Re) y un parámetro conocido como rugosidad relativa de la
conducción, que se representa como ε/d (d sigue siendo el diámetro interno de la
conducción) y que se encuentra tabulado para distintos materiales. En concreto y para tubos
de acero inoxidable el valor de diseño de ε es de 0.006 cm.
Por tanto para calcular las pérdidas de carga se hace necesario caracterizar el tipo de
flujo que se da en la conducción, para lo que es preciso conocer el número de Reynolds, el cual
se calcula de la expresión siguiente:
μ
ρ⋅⋅
=
vd
Re (3)
donde:
v y d representan las magnitudes ya indicadas
ρ es la densidad del fluido, kg/m3
μ es la viscosidad dinámica del fluido, Pa⋅s
Todo lo anterior es válido para fluidos newtonianos pero si el fluido no es de esta clase,
será necesario, para calcular el factor de fricción de Fanning, recurrir a un gráfico de Moody
modificado en el que se usa el número de Reynolds generalizado, que se calcula de la expresión
siguiente:
4. ( )
μ
ρ⋅⋅
=′
−1nn
vd
eR (4)
Donde n es el exponente de la ley de la potencia para el fluido en cuestión.
A pesar de que la longitud que figura en la ecuación de Fanning se refiere a la de la
conducción, los accesorios incluidos en la misma (válvulas, codos, tes, reducciones, etc.)
provocan también una pérdida de carga en el fluido, que ha de ser tenida en cuenta en la
ecuación anterior. La forma más usual de considerar dicha pérdida de carga es a través del
concepto de longitud equivalente. Por longitud equivalente de un accesorio determinado se
entiende la longitud de un tramo recto de tubería capaz de producir la misma pérdida de carga
que estos elementos. Así la longitud de tubo que se usa en la ecuación de Fanning es la suma de
la longitud efectiva de la tubería recta y la longitud equivalente de los accesorios insertos en
ella. Dichas longitudes equivalentes se encuentran tabuladas para distintos tipos de accesorio en
función de las dimensiones de la tubería. A continuación se incluye una tabla (Branan, C.R.
(editor), Rules of thumb for chemical engineers: a manual of quick, accurate solutions to
everyday process engineering problems, Gulf Professional, Amsterdam, 2005) con valores
adecuados para estas longitudes equivalentes:
Tabla 2. Longitudes equivalentes de diferentes accesorios (en pies).
5. Para establecer el número de válvulas a colocar se debe tener en cuenta la disposición
de las bombas reflejada en los diagramas de flujo y la necesidad de derivar el flujo. La
colocación de las bombas responde a los criterios que se establecerán seguidamente en el
apartado correspondiente.
Otros elementos que forman parte de las líneas de proceso y que pueden provocar
elevadas caídas de presión por fricción, son los propios equipos. Entre éstos los que más
pérdidas de carga provocan son los filtros y los cambiadores de calor, especialmente los de
placas. A continuación se presentan, a modo de ejemplo, valores aproximados para las pérdidas
de carga provocadas por dichos equipos. Para obtener información para otros equipos hay que
remitirse en casi todos los casos al fabricante (catálogos, páginas web o consulta directa al
proveedor).
- Filtros de tela o malla metálica: 1 bar/elemento filtrante.
- Cambiadores de calor de placas: 1 bar por cada sección del mismo que atraviese el
producto.
4. PRINCIPIOS BÁSICOS PARA EL CÁLCULO DE LAS BOMBAS
Son dos los tipos de bombas que se utilizan en instalaciones de proceso.
1. Bombas centrífugas, muy extendidas, cuentan con una gran variedad de aplicaciones.
Están especialmente indicadas para el manejo de productos de baja viscosidad, no siendo
aptas para líquidos fuertemente aireados. Este tipo de bomba es el que se debe utilizar
siempre que la aplicación concreta lo permita, ya que es la más barata en cuanto a compra,
operación y mantenimiento, y también la más adaptable a diferentes condiciones de
operación. Se recurrirá a ella para el bombeo de todo tipo de líquidos de relativamente baja
viscosidad y que no requieran un tratamiento particularmente suave.
2. Bombas de desplazamiento positivo. Existen diversas clases, como las alternativas
(pistón) y las rotativas (lóbulos). Están especialmente indicadas para el bombeo de fluidos
de viscosidad elevada.
Algunos conceptos importantes para el cálculo de bombas, son:
- Altura total de aspiración: Representa la presión a la entrada de la bomba. Es la suma
algebraica de la altura estática de aspiración (distancia de la superficie libre del líquido al
eje de la bomba), presión existente sobre el líquido y pérdidas de carga por rozamiento de la
tubería de aspiración. Los dos primeros sumandos pueden ser positivos o negativos, pero el
tercero es siempre negativo.
6. - Altura total de impulsión: Es la suma algebraica de la altura estática de impulsión, pérdida
de carga en la impulsión y presión sobre el líquido en el punto de recepción.
La diferencia entre las alturas totales de impulsión y de aspiración es la carga de la
bomba, es decir, la energía que ha de ser conferida al fluido.
- Carga neta positiva de aspiración: Se representa por las siglas NPSH (de la expresión
inglesa "Net Positive Suction Head") y es necesario diferenciar entre dos conceptos: la
NPSH requerida (NPSHr) y la NPSH disponible (NPSHdis). La primera depende del diseño
de la bomba y representa la energía necesaria para llenar la parte de aspiración de la misma
y vencer las pérdidas por rozamientos y aumento de velocidad desde la conexión de
aspiración hasta el punto donde se incrementa la energía. Es, por tanto, un valor que
depende del diseño constructivo de la bomba y que debe suministrar el fabricante de la
misma. La NPSH disponible es la diferencia entre la presión a la entrada de la bomba y la
tensión de vapor del fluido a la temperatura de funcionamiento, medidas ambas en metros
de columna de líquido. Lógicamente siempre deberá cumplirse que la NPSHdis sea mayor o
igual que la NPSHr. Por otro lado la NPSHdis siempre habrá de ser positiva y lo mayor
posible, ya que de este modo se evitará que la presión a la entrada de la bomba descienda
por debajo de la presión de vapor del fluido en las condiciones de temperatura existentes en
dicho punto, lo que provocaría la aparición de burbujas de vapor, con el consiguiente
peligro de que la bomba entre en cavitación lo que reduce su carga y eficacia al tiempo que
daña el material de la misma, reduciendo seriamente la vida útil de la bomba.
Para cuantificar los conceptos mencionados se aplicará la ecuación de Bernouilli a las
diferentes secciones que aparecen en el siguiente esquema:
1 2
Zona Aspiración Zona Impulsión
A B
La zona de aspiración es la comprendida entre el tanque o reserva desde donde se
bombeará el líquido y la bomba. Por su parte, el tramo situado a la salida de la bomba es lo que
se conoce como línea o zona de impulsión. La energía que la bomba confiere al fluido se mide
en términos de presión y es lo que se conoce como carga de la bomba. La unidad más utilizada
7. para expresar la carga de la bomba es el metro de columna de líquido (m.c.l.). Hay que tener en
cuenta que para pasar esta unidad a bar es necesario conocer antes el líquido de que se trata.
La ecuación de Bernouilli (balance de energía mecánica) para la circulación isotérmica
de un fluido incompresible de un punto "1" a otro "2", expresada en términos de altura (m.c.l.),
es la siguiente:
2 2
2 1 2 1
2 1 fs
2 1
P - P v v
Z - Z - h h
g 2 g 2 gρ α α
+ + + = Δ
⋅
(5)
donde:
Zi es la elevación del punto i, m.
Pi es la presión en el punto i, Pa.
vi es la velocidad media del fluido en el punto i, m/s.
αi es un término que depende del tipo de flujo que se produzca. Es igual a 1/2 si el flujo es
laminar (Re ≤ 2000) y vale 1 para flujo turbulento (Re ≥ 4000)
hfs son las pérdidas de presión por rozamiento en la conducción, m.c.l.
Δh es la carga de la bomba en m.c.l.
ρ es la densidad del fluido (kg/m3
), que permanecerá constante, y "g" representa la aceleración
de la gravedad (9.81 m/s2
)
Si aplicamos la ecuación de Bernouilli entre los puntos 1 y A (zona de aspiración),
considerando la elevación del eje de la bomba igual a 0 (ZA = 0) y que al tratarse de un fluido
incompresible y considerando una tubería de sección constante, la ecuación de continuidad
determina que v1 = vA, resulta que:
0Zh
g
PP
1fs
1A
=−+
⋅ρ
−
(6)
De esta forma la presión a la entrada de la bomba (altura total de aspiración), en m.c.l.,
resulta ser de:
fs1
1A
hZ
g
P
g
P
−+
⋅ρ
=
⋅ρ
(7)
8. Si a la expresión anterior le restamos la presión de vapor tendremos la Carga Neta
Positiva de Aspiración Disponible (NPSHdis):
fs1
V1VA
dis hZ
g
PP
g
PP
NPSH −+
⋅ρ
−
=
⋅ρ
−
= (8)
Para evitar la cavitación NPSHdis ha de ser positiva y con un valor lo más alto posible.
Así cuando la bomba esté en carga (Z1>0) la cavitación es más difícil que si se encuentra en
succión (Z1<0).
Aplicando la ecuación de Bernouilli entre los puntos B y 2 (zona de impulsión), con las
mismas consideraciones anteriores, tenemos que:
0Zh
g
PP
2fs
B2
=++
⋅ρ
−
(9)
De modo que la presión a la salida de la bomba (altura total de impulsión), en m.c.l., es
la siguiente:
2fs
2B
Zh
g
P
g
P
++
⋅ρ
=
⋅ρ
(10)
Por último, si aplicamos la ecuación de Bernouilli a la bomba (entre A y B) resulta que:
hh
g
PP
fs
AB
Δ=+
⋅ρ
−
(11)
Teniendo en cuenta que el rozamiento interno de la bomba suele estar incluido dentro
del rendimiento de la misma, se puede observar como la energía que ha de ser suministrada al
fluido es la diferencia entre las alturas totales de impulsión y de aspiración.
Otro aspecto importante y previo al cálculo de las bombas es seleccionar
adecuadamente el lugar donde se colocará cada bomba, lo que determina el número de ellas que
se utilizarán. Los criterios que se pueden seguir para ello se enumeran a continuación:
- A la salida de los tanques de almacenamiento intermedio se colocará siempre una bomba.
- A la entrada de los equipos que produzcan una elevada pérdida de carga, como cambiadores
de calor de placas, filtros, etc., será conveniente colocar una bomba.
9. Una vez establecido lo anterior, para determinar la carga de cada bomba es necesario
establecer para cada una de ellas:
- La altura o desnivel existente desde la superficie libre al eje de la bomba o viceversa (según
se trate de una línea de aspiración o impulsión respectivamente).
- La presión en el punto inicial o de descarga, según se trate de una línea de aspiración o
impulsión respectivamente.
- Las pérdidas de carga por fricción en la tubería.
- Las pérdidas de carga provocadas por los equipos que se hallan en la línea. Dichos valores
han de ser conocidos por la experiencia existente al respecto, o deben ser suministrados por
el fabricante del equipo en cuestión.
Conocidos los datos anteriores, y mediante las ecuaciones (7) y (10), se pueden
determinar las alturas totales de aspiración e impulsión respectivamente, y con ello calcular la
carga de la bomba por diferencia de ambas.
En resumen, para proceder al cálculo de las bombas, se seguirán los siguientes pasos:
1) Calcular para cada bomba la carga de la misma, como diferencia de las alturas totales de
aspiración e impulsión.
2) Mediante las curvas características de la bomba o los programas informáticos existentes,
elegir el modelo adecuado de la bomba, estableciendo sus especificaciones técnicas
(potencia del motor, NPSHr, etc.).
3) Comprobar que el NPSHdis es mayor que el NPSHr, para lo cual se necesitará conocer la
presión de vapor del fluido en las condiciones de operación. Esto puede ser más crítico
cuando la bomba está en aspiración o si se bombean fluidos volátiles (al menos más que el
agua). En general bastará comprobar que esta tercera condición se cumple para el caso más
desfavorable, que corresponderá a las situaciones mencionadas, y siendo así en éste, lo será
obviamente en el resto.
5. ELECCIÓN DEL MODELO DE BOMBA ADECUADO
Para la selección del modelo adecuado de bomba (una vez establecido el tipo de ésta) se
recurrirá a las llamadas curvas características de la bomba, aportadas por el fabricante de las
mismas. Se necesitan tres curvas diferentes:
- Las de caudal y carga de la bomba, llamadas curvas QH
10. - Las de potencia del motor necesario, kW
- Las de Carga Positiva Neta de Aspiración Requerida (NPSHr)
Las curvas características se construyen normalmente mediante pruebas realizadas con
agua, por lo que sus datos se deben recalcular si se van a bombear líquidos con otras
propiedades físicas.
El modo de proceder, en el caso de las bombas centrífugas, para el empleo de estas
curvas es el siguiente:
1) Conocer el fluido a bombear, la temperatura de bombeo y las propiedades físicas del fluido
(densidad y viscosidad) a dicha temperatura.
2) Establecer el caudal volumétrico a desarrollar (m3
/h).
3) Conocer la carga de la bomba, para lo que hay que determinar previamente las alturas
totales de impulsión y aspiración.
4) Con la carga y el caudal que se precisan se ha de acudir a la curva QH y, fijando estas dos
magnitudes, determinar el diámetro del rodete, que en caso de no resultar un valor exacto
nos llevaría a escoger el valor mayor más cercano.
5) Con el diámetro de rodete determinado y el caudal, en la curva de potencia se determina el
consumo de la bomba. El valor leído en la curva ha de incrementarse en un 15% como
margen de seguridad.
6) Finalmente y en la curva de NPSHr se determina dicho valor, para el caudal desarrollado.
En la actualidad hay disponibles programas informáticos, suministrados por los
fabricantes, que realizan la función de las curvas características.
Para el caso de las bombas rotativas (de desplazamiento positivo) la elección del
modelo adecuado requerirá conocer la viscosidad del fluido a bombear así como el caudal a
desarrollar. Con estos dos valores, y sobre la curva característica de la bomba, se elige el
modelo recomendado por el fabricante, que también deberá de suministrar datos como la
potencia del motor y la NPSHr.
Referencias
Información y ejemplos de cálculo de pérdidas de carga, bombas, etc. se pueden
encontrar en las siguientes referencias, disponibles en la biblioteca de la UGR, entre otras:
11. Branan, C.R. (editor), Rules of thumb for chemical engineers: a manual of quick,
accurate solutions to everyday process engineering problems, Gulf Professional,
Amsterdam, 2005
Darby, R., Chemical engineering fluids mechanics, Dekker, New York, 2001
King, R. P., Introduction to practical fluid flow, Butterworth Heinemann, Oxford, 2002
McCabe, W.L., Smith, J.C. y Harriott, P. Operaciones unitarias en ingeniería química. 7ª
Ed., McGraw-Hill Interamericana, 2007
Richardson, F, Harker, J. H. y Backhurst, J. R. Coulson & Richardson's Chemical
Engineering. Butterworth-Heinemann, 1999