En Parte 1 , discutimos los factores impulsores para aumentar la temperatura del fluido a medida que disminuye el flujo a través de una bomba centrífuga. Por conveniencia, el agua se consideró como fluido en los ejemplos dados. Aunque el agua es el líquido más común en el mundo, también es el más fácil de manejar, tanto desde el punto de vista de la bomba como del sello. Cuando las aplicaciones se vuelven difíciles, los clientes a menudo se acercan a Wilfley, como se demuestra en esta publicación.
Hace solo unos años, un cliente de Wilfley desde hace mucho tiempo en Canadá estaba implementando un monitoreo de seguridad intrínseca en servicios críticos en su planta de fertilizantes. En una aplicación de urea fundida donde un Wilfley AG La bomba química había estado proporcionando un servicio confiable durante más de 30 años, y buscaban comprender los posibles riesgos térmicos.
La aplicación específica utilizó una bomba ASME de bastidor grande 2 (4×3-10) que gira a 3550 rpm y bombea urea fundida. La temperatura del fluido estaba cerca de 300 ° F (149 ° C) con una gravedad específica de aproximadamente 1.2. Afortunadamente, las condiciones del cliente estaban en el mejor punto de eficiencia de la bomba y la temperatura agregada al fluido era de menos de 1 grado.
¿En qué se diferencia la urea fundida del agua? Para empezar, es un 20% más denso que el agua, lo que favorece el aumento de temperatura, ya que hay más masa para transferir calor. Por otro lado, el calor específico (C PAG ) es casi el doble de sensible que el agua (0,56).
Aumento de temperatura comparativo
Como puede ver en el gráfico, el aumento de temperatura de la bomba en esta aplicación es significativo. Los valores de aumento de temperatura se calculan según las ecuaciones proporcionadas el mes pasado (si el líquido se mueve a través de la bomba):
ΔT = H / (778xC PAG ) * (1 / ƞ-1) para unidades imperiales
ΔT = H / (432xC PAG ) * (1 / ƞ-1) para unidades métricas
En condiciones de cierre (flujo cero), el líquido no puede eliminar la acumulación de calor dentro de la carcasa de la bomba mediante transferencia de masa. Se emplea una ecuación diferente:
ΔT = (HP ASI QUE * 5.1) / (V * sg * C PAG ) para Unidades Imperiales
ΔT = (kW ASI QUE * 60) / (V * ρ * C PAG ) para unidades métricas
Dónde:
ΔT = Aumento de temperatura en ° F / minuto o ° C / minuto respectivamente
V = Volumen contenido de la bomba, de brida a brida en galones estadounidenses o metros cúbicos
sg = gravedad específica
ρ = Sensibilidad en kg / m 3
C PAG = Calor específico en BTU / (lb ° F) o kJ / (kg K)
En este ejemplo, el aumento de temperatura de la urea fundida en el flujo de cierre (cero) excede los 322 ° F (179 ° C) por minuto de operación. Compare esto con el agua a 216 ° F (120 ° C) por minuto de aumento.
Una multiplicidad de factores convergen a medida que la temperatura aumenta tan rápidamente, desde la posible descomposición rápida del líquido (es decir, explosión) combinada con la reducción de la resistencia del material de los componentes de la bomba (sujetadores, pared de la carcasa, etc.) e incluso la aceleración del proceso corrosivo, por nombrar algunos.
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