Cómo seleccionar el diámetro de la tubería para sistemas de bombas de microengranajes

A veces, los clientes informan que el caudal de la bomba no cumple con los requisitos. En tales casos, Suofu les hace una pregunta: '¿Cuál es el diámetro interior y la longitud de su tubo de entrada?'

Generalmente, al diseñar sistemas a gran escala, los usuarios prestan mucha atención a la selección del diámetro de la tubería. Sin embargo, este aspecto a menudo se pasa por alto en los sistemas de microbombas. Además, para grandes sistemas de flujo industrial, existen especificaciones claras en varios manuales para seleccionar el diámetro de tubería apropiado en función de parámetros conocidos como caudal, temperatura y viscosidad. Sin embargo, estos manuales normalmente no proporcionan especificaciones detalladas para diámetros de tubería inferiores a DN25. Entonces, ¿cómo se debe seleccionar el diámetro de la tubería para aplicaciones con caudales que van desde varias decenas de mililitros por minuto hasta varias decenas de litros por minuto? Aquí hay una breve discusión:

Considerando puramente desde la perspectiva de la velocidad del flujo de líquido:

I. Diámetro del tubo de salida (diámetro interior):

Para el diámetro de la tubería de salida de la bomba se deben considerar dos puntos principales:

1. El diámetro de la tubería no debe ser demasiado pequeño y la velocidad del flujo no debe ser demasiado alta para evitar pérdidas innecesarias de resistencia al flujo.

2. No es necesario que el diámetro de la tubería sea excesivamente grande para evitar costes innecesarios de tubería.

Recomendamos que para líquidos con una viscosidad de alrededor de 1 cP, una velocidad de flujo razonable esté entre 1 y 3 m/s. Por ejemplo, para un caudal de 5 L/min, el rango de diámetro interior de tubería adecuado es de aproximadamente 6 mm (correspondiente a 3 m/s) a 10 mm (correspondiente a 1 m/s). Si la viscosidad aumenta, la velocidad de flujo permitida se puede reducir en consecuencia.

La selección del diámetro de la tubería de salida debe garantizar principalmente una resistencia al flujo adecuada dentro de la tubería. En el caso de tuberías más largas o con numerosas curvaturas, y viceversa, el diámetro de la tubería se puede aumentar adecuadamente. Por supuesto, reducir el diámetro de la tubería de salida aumentará la presión de salida. El dinero ahorrado en costos de tuberías puede entonces compensarse con mayores costos de compra de una bomba de mayor presión y un mayor consumo de energía operativa del motor, ya que el consumo de energía de la bomba (W) es proporcional al producto del caudal (Q) y la presión (P).

II. Diámetro del tubo de entrada (diámetro interior):

En la mayoría de los casos (cuando la entrada no está presurizada), la bomba solo puede aspirar líquido dependiendo de la presión atmosférica. La diferencia de presión máxima desde el extremo del tubo de entrada hasta el extremo de entrada de la bomba = 101 kPa - NPSHr - la diferencia de altura entre el nivel del líquido y la bomba (suponiendo que el tanque de líquido esté a presión atmosférica). En otras palabras, las condiciones de entrada de la bomba son mucho más limitadas que las condiciones de salida, ya que la diferencia de presión teórica máxima es de sólo aproximadamente una atmósfera. Por lo tanto, recomendamos que para líquidos con una viscosidad de alrededor de 1 cP, una velocidad de flujo razonable dentro de la tubería de entrada esté entre 0,5 y 1,5 m/s. Por ejemplo, para un caudal de 5 L/min, el rango de diámetro interior de tubería adecuado es de aproximadamente 8 mm (correspondiente a 1,5 m/s) a 14 mm (correspondiente a 0,5 m/s). Si la viscosidad aumenta, la velocidad de flujo permitida se puede reducir en consecuencia.

Si manipula líquidos volátiles:

Si el líquido que se transfiere es propenso a la volatilización, como el freón, un diámetro de tubería de entrada demasiado pequeño puede crear fácilmente un cierto grado de vacío dentro de la tubería de entrada de la bomba. Esto puede exacerbar la vaporización del líquido y, en última instancia, impedir que el sistema funcione correctamente. En tales casos, se debe aumentar adecuadamente el diámetro interior de la tubería. La bomba debe colocarse lo más cerca posible del tanque de líquido y se debe minimizar la cantidad de curvas, cambios de diámetro y válvulas en la tubería. También es recomendable instalar un vacuómetro en la tubería para monitorear el nivel de vacío en tiempo real y reducir la vaporización del líquido.

Aquí hay un cuadro para la selección de tuberías para su referencia, considerando principalmente la salida.