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Dificultades al bombear fluidos de alta viscosidad

La viscosidad del fluido es una propiedad importante de los fluidos que no se puede pasar por alto. Conozca lo que significa la viscosidad para la selección de su bomba.
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La viscosidad se puede definir como la propiedad de un fluido que resiste la fuerza que tiende a hacer fluir el fluido. Básicamente, la viscosidad es una medida de la velocidad con que fluye un líquido. Como se puede imaginar, tratar de bombear un líquido mucho más espeso que el agua puede ser un desafío para muchas bombas, y absolutamente imposible para otras.
Animación de cómo la bomba EDDY supera a las bombas centrífugas cuando se trata de bombear fluidos de alta viscosidad.

Tipos de viscosidad encontrados en fluidos

En términos simples, el líquido en general se puede dividir en dos categorías: líquidos newtonianos y líquidos no newtonianos. Los líquidos no newtonianos se pueden dividir en dos categorías, según sus propiedades: tixotrópico o dilatante.

Líquido newtoniano

Líquidos que exhiben viscosidad constante independientemente de la velocidad de corte 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 ejemplos principales de fluidos newtonianos.

Líquido no newtoniano

Thixotropic o Shear Thinning
Los líquidos que exhiben una viscosidad reducida cuando se agitan o mezclan se denominan adelgazamiento por cizalladura o tixotrópico. La pintura es un buen ejemplo de un líquido diluyente de cizallamiento.

Dilatant o Shear Thickening
Los líquidos que exhiben viscosidad aumentada cuando se agitan o se mezclan se denominan espesantes dilatantes o de cizallamiento. Quicksand es un famoso ejemplo de un dilatante.

La dificultad de bombeo de alta viscosidad

Para fluidos de alta viscosidad, las bombas centrífugas no son ideales debido a las estrechas tolerancias críticas y la falta de capacidad para mezclar materiales tixotrópicos para proporcionar un efecto de dilución de cizallamiento. Sin este efecto de adelgazamiento, la acción de la bomba no reduce naturalmente la viscosidad, lo que hace que la bomba requiera cada vez 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 líquidos viscosos 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

Líquido típico Centipoise
(cp)
Centistokes
(cSt)
Saybolt
Segundo
Universal
(SSU)
Agua 1 1 31
Leche 3 4 40
No. Combustible 4 12.6 15.7 80
Crema 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
pegamento 3,000 4,500 20,000
Mayonesa 5,000 6,250 28,000
Melaza B 8,640 10,800 50,000
CCrea agria 15,000 19,000 86,000

Cómo determinar la bomba correcta para alta viscosidad

Primero, debe tratar de determinar la viscosidad del material que necesita para bombear. La mejor manera de lograr esto es usar un dispositivo llamado viscosímetro. Sin embargo, los viscosímetros solo miden la viscosidad en una sola condición de flujo. Para líquidos con viscosidades que pueden variar según el flujo, se usa un instrumento llamado reómetro. Por lo tanto, el reómetro se puede considerar como un tipo especial de viscosímetro.

Básicamente, estos dispositivos funcionan ya sea moviéndolos a través de un fluido estacionario o manteniendo el dispositivo estacionario y dejando pasar el fluido. El arrastre causado por el movimiento relativo del fluido y una superficie es una medida de la viscosidad general. Conocer la viscosidad del material a bombear ayudará en gran medida en el proceso general de selección de la bomba.

El Bomba EDDY Es una excelente opción para bombear material altamente viscoso. El rotor geométrico de la bomba EDDY actúa como un mezclador en materiales tixotrópicos y proporciona un efecto de adelgazamiento que permite que la bomba mueva 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 de 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 dimensionamiento de tuberías, válvulas y motores. El uso de un cuadro de pérdida de fricción detallará los datos de pérdida de fricción para un índice de flujo, tamaño de tubería y viscosidad del fluido dados, ayudándole a seleccionar los componentes correctos 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 fluido 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 con estos materiales en el campo y ver cómo funcionan.

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