Post on 26-Nov-2015
RAMTOL MEXICANA, S.A. DE C.V.
CURSO DE CAPACITACIÓNCURSO DE CAPACITACIÓNEMPUJE AXIALEMPUJE AXIAL
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
Las presiones generadas por una bomba centrífuga ejercen fuerzas tanto en sus partes estacionarias como giratorias. El diseño de estas partes equilibra algunas de estas fuerzas, pero se puede requerir medios por separado para contrarrestar otras.
El empuje axial hidráulico es la suma de las fuerzas del impulsor no equilibradas que actúan en dirección axial. Como actualmente se puede contar con facilidad con cojinetes de empuje efectivos, el empuje axial en las bombas de un solo paso se considera como un problema solo en las bombas más grandes.
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO
PS
PS = PRESION DE SUCCIÓN
PD
PD = PRESIÓN DE DESCARGA
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO
PS
PS = PRESIÓN DE SUCCIÓN
PD
PD
PD = PRESIÓN DE DESCARGA
PD > PS
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
BOMBA EN CANTILIVER TIPO OHH DE 1 PASO
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL MONTADA ENTRE CHUMACERAS DE UN SOLO PASO
(BIPARTIDA)
PS PS
PS = PRESIÓN DE SUCCIÓN
PD
PD = PRESIÓN DE DESCARGA
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
BALANCEADO ( MISMA AREA Y MISMA PRESIÓN)
F1P1
- +P2
PAX.
P2
P2 P2
F2
PAX. = (P1 x F1) – (P2 x F2)
P1
F1
P2
P2P2
P2
F2
PAX.- +
P1
PAX. = (P1 x F1) – (P2 x F2)
PAX. = P1 (F1 x F2)
P2m
P2m
P1
F1
P2
P2
P2
- +
PAX.
F2
ALABES POSTERIORESCON Ø MAX.
CON ØREDUCIDO
PAX. = (P1 x F1) + (P2 x F2)-(P2m x F3)
F3
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
F3
P3
F2
P2
P2
F1
P1
F’1PAX.
- +
PAX=-(P1xF1)+(P2xF’1)+(P2xF2)-(P3xP3)
SI: F1 ≈ F2 ≈ F3 =>
PAX=-F1(P1-P2+P3)+(P2-F’1)
PAX.
+-
F'1P2
P2
F1
P1
F1F2
F3
P3
PAX=-(P1xF1)+(P2xF’1)+(P2xF2)-(P3xP3)
SI: F1 ≈ F’1 ≈ F2 ≈ F3 =>
PAX= F1(-P1+P2+P3-P3)
PAX = -F1(P1-2P2+P3)
+-PAX.
P1 P1
F1 F1
F2 F2
P2
PAX=-(P1xF1)+(P1xF1)+(P2xF2)-(P2xF2)
PAX=0
Solo si el flujo de entrada es el mismo que entra en cada lado del impulsor, se puede decir que el rotor esta HIDRAULICAMENTE
BALANCEADO.
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
Compensación de Empuje Axial mediante disco de equilibrio y un contra disco
PD
PD
PD
PS
PSPSF
F = FUERZA DESBALANCEADA
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
∫PD1
PD2 PD3
PDT
PS0
PS1 PS2 PST
∫
≈ PS0
PD1 = PS1 ; PD2 = PS2
PST = PS0 + PS1 + PS2
PDT = PD1 + PD2 + PD3
Sistema de compensación de empuje axial mediante pistón y tambor compensador
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
PN
F
F2
PN P4 P3 P2
P1
F1
PAX- +
PAX= -(P1xF1)+(PNxF1)+(PNxF2)
PAX= F1(PN -P1) + (PN x F2)
Cuando F2 es muy pequeña la formula queda:
PAX = F1(PN – P1)
F1
FE
˜P1
F’E
PNP2
P2
P1
PAX- +
F1
P1
P’N
P’N
FN
PAX= -(P1xF1)+(P2xF’1)+(PNxFN)-(P’NxFE)+(P1xF’E)
P’N es variable, depende de la distancia ó claro
entre disco y contradisco, por lo tanto este sistema es autoajustable
P1
P2
FEF’E
F’1
F1
P1
˜P1
PAX- +FN
PN
PN
P1
PAX= -(P1xF1)+(P2xF’1)+(PNxFN)-(PNxFE)+(P1xF’E)
Cuando: FN = FE = F’E y
F’1 Despreciable tenemos:
PAX= -(P1xF1)+(P1xF’E)
PAX = 0
Lo anterior indica que teoricamente no existe empuje axial.
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE EMPUJE AXIAL CON DISCO DE EQUILIBRIO
≈PS
PS
PS = PRESION DE SUCCION
PD
PD = PRESION DE DESCARGA
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE EMPUJE AXIAL CON PISTON DE COMPENSACIÓN
TAMBOR BALANCEADOR
CAMARA BALANCEADORA
FLUJO HACIA LA SUCCIÓN DE LA BOMBA
FSFD
PS
≈PS
PS = PRESION DE SUCCIÓN
PD
PD
PD = PRESION DE DESCARGA
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE EMPUJE AXIAL COMBINADO(Disco de equilibrio y pistón de compensación)
PD
PD = PRESION DE DESCARGA
PS
≈PS
PS = PRESION DE SUCCIÓN
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
PS
PS
PDES.
1 2 3
54
∆ PE
1. 3er. Estrangulamiento (Postestrangulamiento)
2. 2ndo. Estrangulamiento
3. 1er. Estrangulamiento (Preestrangulamiento)
4. Caída de presión variable (Depende del claro entre el disco y contradisco)
5. Lo mismo del punto 4
EMPUJE AXIAL EN BOMBAS DE UNO YVARIOS PASOS
Disco de balanceo
1. Carga básica – sin variaciones en la carga!
2. No opera en el rango de cavitación
3. El liquido manejado debe tener buena lubricación (ej. Viscosidad > 1 cSt)
4. Caja de estopero empacada
Tambor de balanceo
1. Picos en la carga – variaciones en la carga sin influencia
2. Manejo de líquidos con baja viscosidad
3. Es posible el uso de sellos mecánicos
4. API 610
PS
PS
PDES.
PERDIDAS A TRAVES
DEL BUJE ESTRANGULADOR
PDES.
PERDIDAS A TRAVES
DEL BUJE ESTRANGULADOR
PS
PS