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OPTIMIZACION

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  1. 1. OPTIMIZACION Maxwell Palma| Optimizando Sistemas de Bombeo I
  2. 2. Optimizando un Sistema de Bombeo Una operación muy frecuente, que se repite en la mayor parte de las plantas industriales es la del traslado de un líquido de un punto de proceso tecnológico a otro. El diseño de un sistema de transporte de un fluido líquido, constituido por bombas, tuberías, válvulas y accesorios puede ser optimizado desde el punto de vista económico, con lo que se contribuye a reducir la magnitud de los costos de producción.
  3. 3. Aunque existen numerosos tipos de equipos de bombeo que pueden ser empleados en esta operación, la bomba centrífuga, por sus características es la de mayor nivel de utilización en la industria moderna. En los acápites siguientes se analizarán, por lo tanto, los factores desde un punto de vista técnico y económico que inciden en la optimización del diseño de un sistema cuyo equipo de impulsión es una bomba centrífuga. Independientemente de ello, los principios generales podrán aplicarse a sistemas con otros tipos de bombas. Optimizando un Sistema de Bombeo
  4. 4. Optimizando un Sistema de Bombeo
  5. 5. Optimizando un Sistema de Bombeo
  6. 6. Optimizando un Sistema de Bombeo
  7. 7. La siguiente curva expresa la relación entre el caudal de flujo manipulado y el diferencial de presión generado. En este tipo de curva existen, en muchos casos, dos zonas claramente diferenciadas. DP Q A B Optimizando un Sistema de Bombeo
  8. 8. Zona A. En esta zona el diferencial de presión aumenta con el caudal del flujo. Esta zona se denomina zona de marcha oscilante Zona B. En esta segunda región el diferencial de presión disminuye con el caudal del flujo. DP Q A B Optimizando un Sistema de Bombeo
  9. 9. Para que el sistema funcione establemente es necesario operar en la zona B. La mayor parte de los fabricantes de bombas tratan de eliminar completamente la zona de marcha oscilante, mediante un diseño y construcción más eficiente del equipo. DP Q A B Optimizando un Sistema de Bombeo
  10. 10. Cuando ello se logra, la curva característica de la bomba, que tendrá la siguiente forma siendo factible que opere en condiciones estacionarias por un intervalo más amplio. Optimizando un Sistema de Bombeo DP Q
  11. 11. Q DPb La siguiente curva se conoce con el nombre de curva de carga del sistema y nos indica cual es el diferencial de presión que la bomba debe generar para obtener caudal determinado, dadas las características del sistema. Optimizando un Sistema de Bombeo
  12. 12. Q DPb Ahora el que la bomba sea capaz de generar tal diferencial de presión, para un flujo volumétrico dado, no dependerá del sistema sino de las características dinámicas del propio equipo. Optimizando un Sistema de Bombeo
  13. 13. El flujo volumétrico que se obtiene en un sistema hidráulico está en función de las características dinámicas del propio sistema de equipo de bombeo y deberá tener una magnitud que satisfaga los requerimientos presentados en la curva característica y en la curva de carga del sistema. Esto solamente será posible en el punto de intersección de ambas curvas. Optimizando un Sistema de Bombeo Q H
  14. 14. Un sistema de bombeo típico tiene las siguientes características. Optimizando un Sistema de Bombeo DH1 DH2DPb Ps Pf En el sistema en cuestión. DPb :diferencial de presión generado por la bomba. Ps :presión a la que esta sometido el tanque de suministro. Pf :presión final que descarga. DH1 :carga estática del nivel de líquido en el tanque de suministro al eje de la bomba. DH2 :carga estática desde el punto de descarga del sistema hasta el eje de la bomba.
  15. 15. Costo Operacional de un Sistema de Bombeo El costo operacional de un sistema típico de bombeo está formado por los siguientes elementos: Depreciación de la tubería: Este elemento se calcula a partir del costo de la tubería instalada, el cual aumenta generalmente con el diámetro. Costo de mantenimiento de la tubería: Este costo depende del diámetro de la tubería. Se dice que a medida que el diámetro de la tubería aumenta su costo de mantenimiento se incrementa. Depreciación de la bomba y su equipo motriz: La depreciación de la bomba y su equipo motriz, es una función del costo de estos equipos instalados, el cual se hace mayor a medida que su capacidad aumenta. Costo de energía eléctrica consumida por el equipo de bombeo.
  16. 16. Costo Operacional de un Sistema de Bombeo Costo de energía eléctrica consumida por el equipo de bombeo. Este elemento del costo depende básicamente del consumo total de energía eléctrica el cual es una función de la potencia requerida. Esta potencia para un flujo dado se incrementa a medida que el diferencial de presión, generado a través del equipo, se hace mayor. Es posible obtener un mayor diferencial de presión a través del equipo de dos maneras: Aumentando el diámetro del impelente y aumentando la velocidad de rotación del eje de la bomba.
  17. 17. Costo Operacional de un Sistema de Bombeo ….plantear cual es la influencia del aumento del diámetro de la tubería: • El costo de depreciación de la tubería aumenta. • El costo de mantenimiento se incrementa. • El costo de depreciación de la bomba y su equipo motriz disminuye. • El costo de la energía eléctrica se reduce. Conociendo cuales son los elementos del costo operacional del sistema es posible…
  18. 18. Costo Operacional de un Sistema de Bombeo El interés del diseñador es el seleccionar un diámetro de tubería óptimo que minimice el costo operacional anual, CT. El aumento en el diámetro de la tubería utilizada en el sistema de flujo produce efectos diversos en los distintos elementos del costo operacional anual. Esto hace imposible pronosticar cualitativamente, a priori, cual es el efecto neto.

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