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Ejercicio – Sugerencia
Buenas tardes a todos,
Estoy utilizando el Pipe flow para realizar algunos ejemplos que he encontrado en Youtube, pero hay un ejercicio en particular que es simulado en Aspen y me arroja un error cuando intento simularlo en el Pipe Flow.
Alguien tiene alguna sugerencia? Agrego el video y algunas fotos de referencia:
https://www.youtube.com/watch?v=Dmsz5WjkbY8
Gracias!
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9 Respuestas
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13384
Tutor
Piping
¡Buenos días @Martin89 !
Parece que tienes que definir algunas variables aún, por eso PipeFlow no puede resolver.
Veo en tu modelo que el extremo inferior está como nodo, cuando debería estar como reservorio (al igual que en los tutoriales) así modelamos un suministro ininterrumpido de agua.
Además en la zona superior tendrás que definir la demanda de 10 l/s que cita el enunciado.
He probado a modelar el ejercicio tal cual, dejando que Pipeflow calcule la velocidad real en función del diámetro y caudal (1,4m/s, algo mayor respecto a la considerada por el compañero de Youtube, pero aceptable) y el resultado es muy parejo, una bomba de 6,3kW frente a la de 5,3kW del video.
Teniendo en cuenta las desviaciones de velocidad elegidas y que podríamos haber escogido otra bomba del catálogo para afinar aún más hasta parecernos al modelo de ASPEN, el resultado es aceptable.
Te adjunto el modelado para que analices que le faltaría a al tuyo 😁 Saludos!
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1451
Graduado
Intermedio
Muchas gracias Luis, esclarecido el tema, ya pude resolverlo.
Una duda más… Cómo podría encontrar una bomba que se ajuste perfectamente al sistema? Es decir, debería fijarme simplemente en que mi bomba trabaje en el punto de operación correcto (0,01 m3/s) y que alcance la altura necesaria? Es decir, en este caso…. Los 35 metros de elevación?
Es posible encontrar otra bomba que trabaje en el mismo punto de operación (0,01 m3/s) y que el head sea de 80 m? En ese caso que me convendría? obviamente el costo de la bomba y su consumo será mayor verdad?
Y por última, debería fijarme en esas líneas que marqué en color? tanto la roja, como la curva del NPSHr. Cómo debería interpretarlo?
Muchas gracias Luis!
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13384
Tutor
Piping
¡Hola @Martin89 !
Pipeflow nos da un abanico de bombas de su base de datos para poder elegir la bomba requerida. En este tipo de sistemas, al igual que en los de tuberías, no es conveniente diseñar una bomba que cumpla de forma exacta (al 100%) con los requisitos. Ya que desembocaría en equipos hechos a medida con un coste altísimo.
Lo ideal es determinar el rango de funcionamiento que necesitamos que para este sistema, por ejemplo, está en esos 38m de altura aprox y 10l/s y buscar en los catálogos de fabricantes qué modelo cumple las expectativas de nuestro sistema, o incluso solicitar al fabricante una bomba con curvas similares. Ese sería el método correcto para elegirla.
Podrías encontrar una bomba que diera 10l/s y 80 metros de presión ya que la oferta de bombas es muy alta, pero para este sistema no te convendría, tendrías un gasto energético y de presupuesto superior al requerido lo cual es contraproducente, además tendrías que dimensionar las tuberías para soportar mayor presión. En este sistema lo ideal es una bomba como la que te muestro en el gráfico de mi primera respuesta, que trabaja en la zona de máximo rendimiento (el centro de las curvas) y nos de la presión y caudal necesarios, sin mas.
En cuanto a las líneas, vamos por partes:
La línea roja vertical que has trazado está uniendo los diámetros de los impeller (imagen 1). Las 3 curvas indican que tenemos 3 diámetros de impeller diferentes para esa velocidad que dibujan cada uno esa curva de operación, desde el que da más presión (arriba del todo) hasta el que da menos(el más inferior)
La curva inferior indica el NPSH, o Net Positive Suction Head pressure. Es una medida que indica cuál debe ser la presión en la boca de aspiración para evitar la cavitación del sistema, por lo que la presión a la entrada debe ser mayor que este valor. SIEMPRE.
Espero haberte ayudado Martín! Estamos desarrollando una lección de cálculo de sistemas de bombeo para complementar la lección de Ingeniería de fluidos que verá la luz antes de final de año, para que vuelvas sobre tus pasos si quieres y refuerces conceptos 🤓
Avisaremos por el canal de telegram!! Saludos!
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1451
Graduado
Intermedio
@luis-ramos
Quisiera consultarte si para seleccionar una bomba, que debe llevar un líquido a 50 mts desde el nivel del mar, debe tenerse en cuenta tanto la altura de elevación (50 mts)+ todas las pérdidas de carga por longitud de cañería, ya sea de succión, descarga, accesorios y equipos.
Es decir, a modo de ejemplo, que si todas esas pérdidas (tramo de succión+ tramo de descarga+ accesorios) me dan un equivalente a 20 mca de pérdida + elevación 50 mts. Debo seleccionar una bomba que tenga, mínimo, una cabeza de 70 metros aproximadamente? Muchas gracias!
Te adjunto un ejemplo para un calculo común para selección de una bomba para una casa que debe elevar agua de una cisterna a un tanque elevado a 35 metros por medio de una cañería de 1″ de PVC. Como primer paso calculo el diámetro sin la bomba, pero me tira error. He hecho los mismos pasos que en tu video, y el diámetro para que no haya vacío en la cañería debería ser mayor a 3″, cosa que está mal. Cuál sería mi error? Gracias!-
13384
Tutor
Piping
Buenos días @Martin89 ,
Es justo así, la bomba debe vencer tanto la altura como todas las pérdidas de la cañería.
A simple vista veo que los nodos no tienen altura, igual por ahí te está tirando error. Además, si colocas un tanque inferior y un nodo a una altura de 35 metros, el sistema nunca se resolverá, ya que no habrá presión suficiente para llegar arriba.
La única forma de resolver es con la bomba, necesitas modelar la bomba para que el sistema cuente con la presión suficiente en el punto de descarga y calcule la velocidad y caída de presión. Sin la bomba se produce contraflujo, y el sistema queda sin resolver.
Saludos!
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1451
Graduado
Intermedio
@luis-ramos gracias por tu pronta respuesta!
He colocado un caso de un edificio que tiene una bomba de 90 l/min y que tanto la cañería de succión como de descarga es de 1″ y debe elevar el agua desde un tanque a 0 mts hacia una altura de 35 mts. Es un caso real, la bomba está instalada en el edificio. He querido modelar el caso para ver si me da una bomba de la misma potencia.
Simulando el caso, he seleccionado una bomba que al menos tenga una cabeza de 37 mts (para tener en cuenta algunas perdidas de carga por tramo y accesorios) Pero no sólo me da una baja eficiencia sino que la bomba opera en una región no recomendada y además en el punto de 35 mts, me da que hay una presión menor a la atmosférica, estoy simulando algo mal? porque actualmente la bomba esta operando en el edificio, es de 1 HP y su caudal es de 90 l/min.
Desde ya, muchas gracias Luis.
Buen finde!-
13384
Tutor
Piping
La ingeniería inversa siempre es un desafío @Martin89 😅,
La bomba parece que no es suficiente para tu necesidad. La curva de operación sólo indica una altura de 16 metros para el mayor tamaño de impeller.
Parece que trabajas en los 12 metros, por lo que si restamos la altura de 37 metros y las pérdidas de la línea, llegas con presión negativa.
Necesitas escoger una bomba cuyo punto de operación sea el caudal de 0,0015m3/sec y una altura de al menos 40 metros (los 37 de desnivel más algunas pérdidas).
Esto como punto de partida, con un modelo de esas condiciones ya podrías aproximarte a la realidad.
Prueba con bombas superiores hasta que la presión sea positiva, y a partir de ahí vas aproximando a la realidad,
Ya me cuentas 😬
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1451
Graduado
Intermedio
Luis, una maravilla tu aporte! Mil gracias por tu ayuda!
Estaré atento a las novedades.
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