Sellos montados en el exterior versus en el interior, potencia de entrada de la bomba y enfriamiento del motor de la bomba rotodinámica
P. ¿Cuáles son las ventajas de los sellos sencillos montados en el exterior frente a los sellos sencillos montados en el interior?
UNA. Los sellos simples tienen un conjunto de superficies de sellado. El lubricante para las caras del sello suele ser el medio bombeado y, por lo tanto, las fugas normales del sello escaparán a la atmósfera que lo rodea, a menos que se proporcione algún tipo de contención. Los sellos individuales se pueden montar dentro o fuera de la cámara del sello y pueden tener resortes giratorios o estacionarios.
El sello único montado en el interior es el más común en la industria y el de mayor eficiencia energética en comparación con otros métodos de sellado, como el empaque y los equipos sin sello. Se utilizan en todas las industrias con respecto a los tipos de fluidos y los rangos de propiedades de los sellos, velocidad de presión, diámetro y temperatura.
Los sellos internos simples se montan dentro de la cámara del sello del equipo (consulte la Figura 5.2). Las ventajas de este diseño incluyen:
El sello puede ser enfriado por el fluido bombeado en una cámara sin salida ampliada, por un lavado de derivación del producto o por un lavado externo limpio.
Según el diseño de la cámara del sello, la acción giratoria del conjunto del sello puede ayudar a mantener los desechos alejados de las caras del sello.
Con un equilibrio hidráulico adecuado, la presión del producto ayuda a mantener cerradas las caras del sello.
Las fugas catastróficas generalmente se evitan durante la falla del sello. Las fugas pueden ser restringidas por los elementos estacionarios en la glándula.
Los sellos interiores están disponibles en muchos materiales y diseños.
Los controles ambientales se incluyen fácilmente en el diseño.
Las fuerzas centrífugas tienden a reducir las fugas.
Figura 5.2. Sello simple montado en el interior
Los sellos exteriores sencillos se montan en el exterior de la carcasa del equipo (consulte la Figura 5.3). Las ventajas de este diseño incluyen:
Los sellos montados en el exterior se pueden usar cuando el espacio radial o axial en la cámara no es adecuado o no hay acceso disponible para la instalación de un sello interior.
La instalación puede ser más fácil que con un sello interior. Sin embargo, la mayoría de los diseños de equipos todavía requieren un poco de desmontaje.
Se pueden usar materiales menos costosos ya que muchos componentes pueden no estar expuestos al producto bombeado.
El sello puede ser observado y monitoreado para el desgaste de la cara del sello.
Los ajustes se pueden realizar sin desmontar el equipo.
El sello a menudo se puede retirar para limpiarlo.
Figura 5.3. Sello simple montado en el exterior
Para obtener más información acerca de los sellos mecánicos, consulte la guía de HI Sellos mecánicos para bombas: Pautas de aplicación.
q ¿Cómo puedo determinar la potencia de entrada de la bomba para una bomba alternativa?
UNA. La potencia de entrada de la bomba puede determinarse utilizando dinamómetros de transmisión, dinamómetros de torsión, dispositivos de medición de par tipo galga extensiométrica, motores calibrados u otros dispositivos de medición suficientemente precisos.
Cuando corresponda, las lecturas de potencia se tomarán al mismo tiempo que se mide el caudal. Los métodos de medición de entrada de energía se dividen en dos categorías generales:
Aquellos que determinan la potencia o el par reales entregados a la bomba y se realizan durante la prueba utilizando algún tipo de dinamómetro o medidor de par.
Los que determinan la potencia de entrada al elemento impulsor, teniendo en cuenta la eficiencia del conductor cuando opera en condiciones específicas.
Cuando la potencia de entrada de la bomba se determina mediante dinamómetros de transmisión, el dinamómetro descargado debe verificarse estáticamente antes de la prueba midiendo la deflexión de la lectura de carga para un par dado y tomando la lectura de tara en la escala del dinamómetro a la velocidad nominal con la bomba desconectada. Después de la prueba, se debe volver a revisar el dinamómetro para asegurarse de que no haya ocurrido ningún cambio. En el caso de un cambio de ± 0,5 por ciento de la potencia en el punto de mejor eficiencia (BEP), se debe volver a ejecutar la prueba. Una medición precisa de la velocidad dentro de ± 0,3 por ciento es esencial.
El uso de dinamómetros o motores calibrados es un método aceptable para medir la potencia de entrada a la bomba. La calibración del dinamómetro de torsión debe realizarse con los medios indicadores de torsión en su lugar. El indicador debe observarse con una serie de cargas crecientes y luego con una serie de cargas decrecientes. Cuando se toman lecturas con cargas crecientes, la carga no debe disminuirse en ningún momento. De manera similar, durante la disminución de las cargas, la carga debe basarse en el promedio de las cargas crecientes y decrecientes determinadas por la calibración. Si la diferencia en las lecturas entre cargas crecientes y decrecientes excede el 1 por ciento, el dinamómetro de torsión se considerará insatisfactorio.
Cuando se utilicen dispositivos medidores de par de galgas extensométricas para determinar la potencia de entrada de la bomba, se deben calibrar, junto con la instrumentación que los acompaña, a intervalos regulares (consulte la Figura 6.72). Después de la prueba, el equilibrio de la instrumentación de lectura se debe volver a verificar para asegurarse de que no se haya producido ningún cambio apreciable. En el caso de un cambio de ± 0,5 por ciento de la potencia en BEP, se debe volver a ejecutar la prueba.
Figura 6.72. Conexiones de calibre
Los motores eléctricos calibrados son satisfactorios para determinar la potencia de entrada al eje de la bomba. Se observa la entrada eléctrica al motor y las observaciones se multiplican por la eficiencia del motor para determinar la entrada de energía al eje de la bomba. Se utilizarán transformadores y medidores eléctricos tipo laboratorio calibrados para medir la entrada de energía a todos los motores.
P. ¿Qué métodos se utilizan para enfriar un motor que acciona una bomba rotodinámica?
UNA. Se pueden utilizar muchos métodos de refrigeración en el diseño de motores. Cuando el aire de refrigeración se extrae del entorno circundante, circula alrededor de los componentes internos y se expulsa de nuevo al entorno, el método de refrigeración es un circuito abierto. Este tipo de refrigeración solo es posible en motores de carcasa abierta.
El enfriamiento de circuito cerrado involucra un refrigerante interno en un circuito cerrado que pasa calor a otro refrigerante ya sea a través de la superficie de la máquina o con un intercambiador de calor. Este tipo de enfriamiento está asociado por definición con máquinas totalmente cerradas porque el refrigerante principal permanece contenido dentro del motor.
La mayoría de los motores utilizan ventiladores montados en el eje para hacer circular el aire como refrigerante principal. Un inconveniente de este enfoque es que la velocidad a la que circula el aire de refrigeración disminuye si disminuye la velocidad del motor. En algunas aplicaciones, es necesaria una velocidad constante del aire. En estos casos, a menudo se emplean ventiladores alimentados por separado para entregar una velocidad regular de aire, independientemente de la velocidad de rotación del motor. Si bien el aire es el fluido más común utilizado como refrigerante primario y/o secundario en el diseño de motores eléctricos, las unidades se pueden construir utilizando otros, como refrigerante, hidrógeno, nitrógeno, dióxido de carbono, agua y aceite.
Las bombas de estilo VS0, con el motor sumergido, deben tener un flujo mínimo de líquido refrigerante que pasa por el motor durante el funcionamiento para disipar el calor correctamente. En aplicaciones tales como canales abiertos con una velocidad de flujo relativamente baja alrededor del motor o instalaciones en las que el flujo no pasa naturalmente por el motor, es necesario instalar un manguito de flujo para atraer el flujo alrededor de la carcasa del motor y proteger las partes internas del motor de calentamiento excesivo. Para aplicaciones de líquidos bombeados en caliente, consulte al fabricante de la bomba.