Sobre el Efecto del Contenido de Gas en las Operaciones de Bombas Centrífugas con Lodos No Newtonianos
Autores: Zanini, Nicola; Suman, Alessio; Piovan, Mattia; Pinelli, Michele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Sobre el Efecto del Contenido de Gas en las Operaciones de Bombas Centrífugas con Lodos No Newtonianos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fluidos no newtonianos
Reología
Bombas centrífugas
Caídas de rendimiento
Campaña experimental
Fluidos de adelgazamiento por cizallamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los fluidos no newtonianos son comunes en la industria, por ejemplo, en la biomedicina, la alimentación y el petróleo y gas, y su reología juega un papel fundamental en la elección de los parámetros de procesamiento. Las bombas centrífugas se utilizan ampliamente para asegurar el desplazamiento de una gran cantidad de fluidos debido a su robustez y fiabilidad. Dado que el rendimiento de la bomba generalmente es proporcionado por los fabricantes solo para agua, la selección de una bomba adecuada para manejar fluidos no newtonianos puede resultar muy complicada. Las experiencias en el campo con operaciones de bombas que manejan lodos no newtonianos informan sobre caídas severas en la altura y la eficiencia, especialmente en operaciones a carga parcial, cuyas causas aún no se comprenden completamente. Se encuentran varios modelos en la literatura para predecir el rendimiento de bombas centrífugas con este tipo de fluidos, pero surge una falta de fiabilidad y generalidad. En este trabajo, se lleva a cabo una extensa campaña experimental con un banco de pruebas diseñado específicamente para investigar el efecto de fluidos no newtonianos de adelgazamiento por cizallamiento en el rendimiento de una pequeña bomba centrífuga comercial. Se realiza una campaña experimental dedicada para estudiar las causas de las caídas en el rendimiento. Los resultados permiten establecer una relación entre las caídas en la altura y la eficiencia con el contenido sólido en la mezcla. Se detectan caídas repentinas en el rendimiento y puntos de operación inestables en operaciones a carga parcial, y las caídas más severas se detectan con el mayor contenido de caolín en la mezcla. La investigación sobre la caída del rendimiento permite atribuir la caída del rendimiento a fenómenos de bloqueo de gas. Finalmente, se propone un análisis crítico para relacionar el rendimiento resultante con la reología de ambos fluidos y la fracción de gas atrapada en el fluido. Los resultados presentados aquí pueden ser útiles para futuras validaciones numéricas y modelos de predicción de rendimiento.
Descripción
Los fluidos no newtonianos son comunes en la industria, por ejemplo, en la biomedicina, la alimentación y el petróleo y gas, y su reología juega un papel fundamental en la elección de los parámetros de procesamiento. Las bombas centrífugas se utilizan ampliamente para asegurar el desplazamiento de una gran cantidad de fluidos debido a su robustez y fiabilidad. Dado que el rendimiento de la bomba generalmente es proporcionado por los fabricantes solo para agua, la selección de una bomba adecuada para manejar fluidos no newtonianos puede resultar muy complicada. Las experiencias en el campo con operaciones de bombas que manejan lodos no newtonianos informan sobre caídas severas en la altura y la eficiencia, especialmente en operaciones a carga parcial, cuyas causas aún no se comprenden completamente. Se encuentran varios modelos en la literatura para predecir el rendimiento de bombas centrífugas con este tipo de fluidos, pero surge una falta de fiabilidad y generalidad. En este trabajo, se lleva a cabo una extensa campaña experimental con un banco de pruebas diseñado específicamente para investigar el efecto de fluidos no newtonianos de adelgazamiento por cizallamiento en el rendimiento de una pequeña bomba centrífuga comercial. Se realiza una campaña experimental dedicada para estudiar las causas de las caídas en el rendimiento. Los resultados permiten establecer una relación entre las caídas en la altura y la eficiencia con el contenido sólido en la mezcla. Se detectan caídas repentinas en el rendimiento y puntos de operación inestables en operaciones a carga parcial, y las caídas más severas se detectan con el mayor contenido de caolín en la mezcla. La investigación sobre la caída del rendimiento permite atribuir la caída del rendimiento a fenómenos de bloqueo de gas. Finalmente, se propone un análisis crítico para relacionar el rendimiento resultante con la reología de ambos fluidos y la fracción de gas atrapada en el fluido. Los resultados presentados aquí pueden ser útiles para futuras validaciones numéricas y modelos de predicción de rendimiento.