Dificultades al bombear fluidos de alta viscosidad
La viscosidad de los fluidos es una propiedad importante de los fluidos que no se puede pasar por alto. Aprenda lo que significa la viscosidad para su selección de bombas. Explore nuestras bombas de lodoContáctenos para una cotización rápidaEste artículo incluye:
- Tipos de viscosidad que se encuentran en los fluidos
- La dificultad para bombear alta viscosidad
- Cómo determinar la bomba adecuada para viscosidades
- Elección de tamaños de tubería
- Más información sobre bombas de lodo
Tipos de viscosidad que se encuentran en los fluidos
En términos simples, el líquido generalmente se puede dividir en dos categorías: líquidos newtonianos y líquidos no newtonianos. Los líquidos no newtonianos se pueden dividir en dos categorías, dependiendo de sus propiedades: tixotrópicos o dilatantes.
Líquido newtoniano
Líquidos que exhiben viscosidad constante independientemente de la velocidad de cizallamiento o agitación. Estos fluidos tienen una relación lineal entre la viscosidad y el esfuerzo cortante y la viscosidad solo se ve afectada por la temperatura. El agua o el alcohol serían los mejores ejemplos de fluidos newtonianos.
Líquido no newtoniano
Tixotrópico o adelgazamiento por cizallamiento
Los líquidos que exhiben una viscosidad reducida cuando se agitan o mezclan se conocen como adelgazamiento por cizallamiento o tixotrópico. La pintura es un buen ejemplo de un líquido adelgazante por cizallamiento.
Engrosamiento de dilatación o cizallamiento
Los líquidos que exhiben una mayor viscosidad cuando se agitan o mezclan se conocen como dilatante o espesamiento por cizallamiento. Las arenas movedizas son un ejemplo famoso de un dilatant.
La dificultad para bombear alta viscosidad
Para fluidos de alta viscosidad, las bombas centrífugas no son ideales debido a las tolerancias críticas cercanas y la falta de capacidad para mezclar materiales tixotrópicos para proporcionar un efecto de adelgazamiento por cizallamiento. Sin este efecto de adelgazamiento, la viscosidad no se reduce naturalmente por la acción de la bomba, lo que hace que la bomba requiera más y más potencia a medida que aumenta la viscosidad.
A medida que aumenta la viscosidad, el rendimiento de la bomba debe ajustarse para que coincida con las propiedades del líquido y la resistencia al cizallamiento. El bombeo de líquido viscoso generalmente significa una reducción en el flujo y la cabeza, así como un aumento significativo en la potencia necesaria para mover el fluido.
Viscosidades líquidas típicas
A continuación se muestra una lista de sustancias y sus viscosidades; estos deben utilizarse únicamente como ejemplos de comparación. Para bombear, algunos de estos materiales específicos enumerados requieren certificaciones debido a la naturaleza crítica y los requisitos de la sustancia.
Líquido típico | Centipoise (cp) |
Centistokes (cSt) |
Saybolt Segundo Universal (SSU) |
Agua | 1 | 1 | 31 |
Leche | 3 | 4 | 40 |
Fueloil Nº 4 | 12.6 | 15.7 | 80 |
Nata | 20 | 20.6 | 100 |
Aceite vegetal | 40 | 43.2 | 200 |
Aceite SAE 10 | 88 | 110 | 500 |
Jugo de tomate | 180 | 220 | 1,000 |
Aceite SAE 30 | 352 | 440 | 2,000 |
Glicerina | 800 | 1,100 | 5,000 |
Miel | 1,500 | 2,200 | 10,000 |
Cola | 3,000 | 4,500 | 20,000 |
Mayonesa | 5,000 | 6,250 | 28,000 |
Melaza B | 8,640 | 10,800 | 50,000 |
Crema agria | 15,000 | 19,000 | 86,000 |
Cómo determinar la bomba adecuada para una alta viscosidad
Primero, debe tratar de determinar la viscosidad del material que necesita bombear. La mejor manera de lograr esto es usar un dispositivo llamado viscosímetro. Sin embargo, los viscosímetros solo miden la viscosidad bajo una sola condición de flujo. Para líquidos con viscosidades que pueden variar dependiendo del flujo, se utiliza un instrumento llamado reómetro. Por lo tanto, el reómetro puede considerarse como un tipo especial de viscosímetro.
El proceso de medición de la viscosidad con un reómetro se realiza aplicando una fuerza al fluido y determinando cuánto tiempo tarda el fluido en moverse a una distancia específica. El resultado final es un método para medir la viscosidad de modo que se pueda elegir la bomba más adecuada para una aplicación.
La bomba EDDY es una excelente opción para bombear material altamente viscoso. El rotor geométrico de la bomba EDDY actúa como mezclador sobre materiales tixotrópicos y proporciona un efecto de adelgazamiento por cizallamiento que permite a la bomba mover líquidos de alta viscosidad de manera mucho más eficiente que otras bombas. La capacidad de la bomba EDDY para bombear sólidos concentrados es perfecta para mover materiales viscosos con menos del 5% de líquido libre; una tarea imposible para las bombas centrífugas tradicionales.
Elegir el tamaño de la tubería
La viscosidad es fundamental para determinar la selección y el tamaño de las tuberías, válvulas y motores. El uso de un gráfico de pérdida de fricción detallará los datos de pérdida de fricción para un caudal determinado, el tamaño de la tubería y la viscosidad del fluido, lo que le ayudará a seleccionar los componentes adecuados para su trabajo. Esta información combinada con los datos de viscosidad disponibles permitirá un análisis adecuado de las características del sistema de proceso de fluidos. Una vez que se ha diseñado el sistema de proceso de fluidos y se han definido los parámetros de funcionamiento de la bomba, se puede realizar la selección adecuada de la tubería. Al manipular fluidos viscosos, puede ser difícil determinar cómo se comportan. La experiencia es primordial, ya que no hay sustituto para trabajar realmente con estos materiales en el campo y ver cómo funcionan.
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