Explicación de la pérdida por fricción de la tubería de pulpa

• Razones de la caída de presión de la bomba de lodo
• Cálculo de la pérdida por fricción de la tubería
• Ecuaciones de pérdida por fricción
• Elección de tamaños de tubería
• ¿Qué hace que la bomba EDDY sea la mejor opción para bombear sólidos?

Cuando se bombea un fluido o lodo a través de una tubería, el fluido comienza a perder impulso debido a una disminución en la velocidad del fluido. Esta disminución de la velocidad se denomina pérdida por fricción en la tubería. La pérdida por fricción de la tubería ocurre debido a la fricción entre el fluido que se bombea y las paredes internas de la tubería. Para una analogía que ayude a explicar la pérdida por fricción de la tubería, piense en un río. A medida que fluye un río, el agua que fluye a lo largo de la orilla del río fluye a un ritmo más lento que el agua en el medio. Esto se debe a que el agua entra en contacto con el material que conforma la ribera, lo que provoca el arrastre. Este mismo efecto ocurre dentro de la tubería cuando se bombea un material a través de un sistema de tuberías. La pérdida por fricción de la tubería también se puede describir como la resistencia que afecta el caudal del fluido que se bombea. Esta resistencia afecta negativamente la eficiencia de la bomba y no solo ocurre cuando el fluido entra en contacto con el interior de la tubería; también es causado por los accesorios y las curvas que se instalan en la tubería que pueden afectar negativamente a la velocidad de línea crítica que se necesita para reducir las pérdidas de eficiencia Las pérdidas por fricción en la tubería ocurren sin importar el fluido que se bombea, pero ocurren en mayor grado cuando se bombea pulpa.

Una gran oportunidad para reducir los efectos de las pérdidas por fricción en las tuberías es cuando se diseña una tubería para una bomba. Cuanto mayor sea el caudal requerido y menor sea la tubería, se producirán mayores pérdidas de eficiencia debido a la resistencia y la fricción de la tubería. Este mismo pensamiento se aplica a las tuberías que incluyen más válvulas, accesorios y codos. Para evitar los efectos negativos de la pérdida por fricción de la tubería, se pueden realizar cálculos para determinar qué pérdidas por fricción de la tubería se producirían con un fluido determinado (las viscosidades más altas tienen pérdidas más altas) a bombear, el caudal deseado, la longitud y el diámetro de la tubería, incluidas las válvulas. , accesorios y curvas.

Motivos de la caída de presión del lodo

A medida que el fluido o lodo fluye a través de una tubería, puede ocurrir una caída de presión debido a la resistencia al flujo. También podría haber una pérdida o ganancia de presión debido al cambio de elevación desde el principio y el final de la tubería. Esta resistencia a la presión es el resultado de una serie de problemas:

• Fricción entre la lechada o fluido y la pared de la tubería
• Fricción entre capas y sólidos del propio purín
• La fricción también se puede perder a medida que la lechada pasa a través de cualquier accesorio de tubería, como codos, válvulas u otros componentes de la tubería.
• Si la tubería no está completamente horizontal, se puede producir una pérdida de presión debido a la elevación de la tubería.
• Ganancia de presión debido a cualquier cabeza de fluido que se agrega por una bomba

Algunas cosas a considerar para reducir la pérdida por fricción de la tubería

• Reduzca la longitud de la tubería.
• Aumente el diámetro de la tubería.
• Reducir la rugosidad de la superficie del interior de la tubería.
• Reducir el número de válvulas y codos.

Cálculo de la pérdida por fricción de la tubería

Existen numerosos métodos para calcular las pérdidas por fricción de las tuberías de pulpa, siendo algunos métodos más complicados que otros; cada tipo de lodo puede diferir en cuanto a densidad, tamaño de partícula y viscosidad.

Por esta razón, puede ser un desafío predecir con precisión las pérdidas por fricción precisas al calcular las lechadas. La mayoría de los métodos más simples funcionan mejor cuando se trata de tuberías más cortas, mientras que las tuberías más largas requieren una planificación, cálculos y pruebas adecuadas más meticulosas para obtener caudales óptimos.

Una gran parte de las aplicaciones de bombeo de sólidos ocurre en operaciones de dragado, minería y plantas de procesamiento que generalmente emplean el uso de tuberías más cortas de no más de unos pocos cientos de pies con una cabeza estática relativamente baja. En la mayoría de estas aplicaciones, es típico utilizar métodos simplificados para predecir la pérdida por fricción que pueden funcionar dentro del 5% del requisito esperado de la bomba de lodo.

Con el bombeo de lodo , muchas veces las características del lodo pueden cambiar repentinamente, lo que requiere más o menos energía del motor de la bomba. Por este motivo, a menudo se recomienda seleccionar el motor de la bomba inicial con una reserva de potencia suficiente de hasta un 20 % por encima de los cálculos iniciales. Esta potencia adicional puede hacer o deshacer una operación que trata con lodos o sólidos más duros de lo que se esperaba originalmente. Aunque es más costoso, un motor más grande puede ayudar a prevenir obstrucciones en las tuberías y otros problemas graves de mantenimiento cuando se bombean sólidos duros u otros materiales.

Ecuaciones de pérdida por fricción

Las pérdidas por fricción se calculan en base a tres tipos, a saber, cuando se bombea:
(1) líquidos
(2) lodos homogéneos de sólidos finos que no se sedimentan
(3) lodos heterogéneos de sólidos más grandes (de sedimentación).

Al bombear, las pérdidas por fricción de la tubería generalmente se calculan de manera diferente dependiendo de si el material es:
1) Líquido (Sin presencia de sólidos)
2) Lodos homogéneos (tamaños de partículas uniformes) de partículas finas que no se sedimentan
3) Lodos heterogéneos (diferentes en tamaño de partículas) de sólidos de sedimentación más grandes

Las pérdidas por fricción líquida se calculan mediante los métodos de Darcy o Hazen-Williams, mientras que las pérdidas de lodo homogéneo sin sedimentación se calculan mediante el método de lodo de Bingham. Las lechadas de sedimentación requieren métodos de cálculo y pruebas más rigurosos.

Cálculo de Darcy: Q = -KA dh/dl

Donde:
Q = tasa de flujo de agua (volumen por tiempo)
K = conductividad hidráulica
A = área de la sección transversal de la columna
dh/dl = gradiente hidráulico, es decir, el cambio de altura sobre la longitud de interés.

Ecuación de Hazen-Williams:  V = k C (D/4) ^0,63 S ^0,54 donde S = h _f / L

Donde:
V = velocidad
k = un factor de conversión para el sistema de unidades (k = 1,318 para unidades tradicionales de EE. UU., k = 0,849 para unidades SI)
C = un coeficiente de rugosidad
R = el radio hidráulico
S = la pendiente de la línea de energía (pérdida de carga por longitud de tubería o hf/L)

¿Qué hace que la bomba EDDY sea la mejor opción para bombear sólidos?

La bomba EDDY es una excelente opción para mover sólidos pesados y otros materiales a través de tuberías largas. La bomba EDDY crea un flujo turbulento que ayuda a mantener los materiales pesados en suspensión y moviéndose por la tubería. El rotor de la bomba EDDY actúa como un mezclador de materiales tixotrópicos y proporciona un efecto de adelgazamiento por cizallamiento. La capacidad de la bomba EDDY para bombear material sólido concentrado es perfecta para mover materiales viscosos con menos del 5 % de líquido libre; una tarea imposible para las bombas centrífugas.

Con la bomba EDDY, bombeará menos agua y más sólidos, lo que puede generar un gran ahorro de costos. Para mover la misma cantidad de material que las bombas tradicionales, la bomba EDDY será más pequeña, más liviana, usará menos energía y costará menos que los equipos convencionales. Además, no hay una configuración crítica, lo que elimina el gasto de balanceo y alineación en el que incurren otras bombas.

EDDY Pump tiene ingenieros dedicados para el modelado y análisis de bombas en función de cualquier material que deba bombearse o dragarse. Podemos pasar del concepto al modelado y al bombeo de una unidad de prueba impresa en 3D en 48 horas. Se han realizado grandes inversiones en hardware y software para ayudar al equipo de investigación de EDDY Pump.

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Por qué las bombas EDDY son mejores –  Reflejos

Este video muestra cómo la bomba EDDY transporta materiales abrasivos y con alto contenido de lodo. El equipo de bomba de dragado destacado incluye  la Subdraga operada a distancia , la bomba operada por buzo y una bomba de dragado con accesorio de excavadora .