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• Jorge Luis Hernández

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SimSci®

DYNSIM® 5.3.2 Modelado de bomba Orientaciones

Diciembre de 2016

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Índice de materias

Introducción......................................................................................................................... 5 Cálculos principales............................................................................................................................................ 5 cálculos de NPSH........................................................................................................................................... 5

Modelado de la bomba en DYNSIM............................................................................................ 7 Bomba centrífuga............................................................................................................................................. 7 Lengüeta básica......................................................................................................................................................... 7 Condiciones de diseño de bomba.............................................................................................................................. 7 Airee molienda y dé marcha atrás flujo.................................................................................................................... 8 Otros parámetros......................................................................................................................................... 8 Modelar dos zapatos bajos en la paralela...................................................................................................................... 9 Lengüeta de curvas..................................................................................................................................................... 11 Lengüeta de opciones de solución...................................................................................................................................... 13 Las entradas externas proveen de indicadores........................................................................................................................................ 14 Los cálculos de velocidad externos...................................................................................................................... 14 Thermo Tab.................................................................................................................................................... 14

Intercambiar bomba......................................................................................................... 17 Lengüeta básica....................................................................................................................................................... 18 Condiciones de diseño...................................................................................................................................... 18 Operación de velocidad de cero................................................................................................................................ 18 Lengüeta de opciones de solución...................................................................................................................................... 19 Opciones de cálculo.................................................................................................................................... 19 Las entradas externas proveen de indicadores........................................................................................................................................ 20 Cálculo de velocidad externo........................................................................................................................ 20 Cilindre carga y descarga................................................................................................................ 21 Thermo Tab.................................................................................................................................................... 21 Opciones de Thermo.......................................................................................................................................... 21 Opciones de fase............................................................................................................................................ 22

La bomba funciona mal............................................................................................................. 22 Falta de acoplamiento bomba................................................................................................................................... 22

de

Renuncia Este documento es basado sobre probado el trabajo proyectado ejecutado usando versiones más tempranas de la aplicación de DYNSIM®. Nuevas capacidades introducidas en DYNSIM 5.0 y 5.1 no se cubren en el mejor practique documentos. Estos documentos se actualizarán para el futuro liberaciones de la aplicación de DYNSIM.

Introducción La bomba es un dispositivo de flujo acostumbre a modelar una bomba centrífuga. La bomba calcula la cabeza disponible basada en el diferencial de presión a través de ello. El índice volumétrico de flujo se hace interpolaciones del usuario proveyó la curva de desempeño basada en la cabeza calculada. El poder es calculado del usuario proveyó la curva de eficiencia. El flujo inverso es permitido cuando la bomba está cerrar. El desempeño de bomba se caracteriza por una lengüeta postiza cúbica o la curva lineal ajuste y se pueda especificar por o entrando tres o más puntos de la curva característica de fabricante ( encabece versus. el flujo volumétrico ) o entrando un punto de diseño ( el flujo principal y volumétrico ) que usa una curva implícita. Los parámetros DHScale y QScale están acostumbrado a pesar el desempeño de bomba. Las leyes de ventilador pesan la curva de bomba con la velocidad. Existen tres regiones de funcionamiento para una bomba: •

El estado normal bombea la operación donde la cabeza es siempre positiva

•

Turbina hidráulica o viento moliendo región donde la presión de succión es más alto que descarga presión

•

Dar marcha atrás la región de flujo donde la cabeza desarrolló no es bastante suficiente para bombear el fluido contra la presión de descarga.

La bomba calcula el poder de lanza, flujo fluido, y ascensión de entalpía fluida. La velocidad es calculada externamente de una lanza o un motor y transborde se a la bomba por una corriente mecánica. La bomba pone el poder requerido en la corriente mecánica. De forma alternativa, la velocidad se puede fijar. La bomba no incluye el fluido o el atraco termal el metal.

Cálculos principales La cabeza disponible es calculada basada en la presión diferencial a través de la bomba

DH = (1000 ?LA P )/9.81RFMW dónde: DH-encabece (m) MW-el peso molecular (mol de kg / kg) Rf-empotre la densidad de corriente (mol / m3 de kg)

?p - ejerza presión sobre la diferencia a través de la bomba

cálculos de NPSH

5 Pump Modeling Guidelines in DYNSIM

La bomba tiene un cálculo de carga de aspiración (NPSH) positivo neto opcional para la predicción de cavitación. En defecto, la bandera es falsa. Cuando esta bandera es formada en, usuario tiene una opción para escoger el método de cálculo de presión de vapor fuera de SIMPLE y opciones de RIGOROUS. la opción de SIMPLE requiere que la entrada de usuario de la presión de vapor fluida y cuando es seleccionada la opción de RIGOROUS, el modelo de Pump hace un destello de punto de burbujeo a la entrada de bomba para predecir la presión de vapor del fluido cuando no existe ningún vapor en la corriente de entrada. el requerimiento de NPSH se necesita servir como substituto por el usuario. Tener como valor predefinido el valor de positiva neta carga de aspiración requirió (NPSHR) es el cero. NPSH disponible calcule se por la ecuación abajo: NPSHA = (1000( Pi +StHead - Pvap )) /g. Rf.MWf

StHead= ((iStrmEi-iStrmEx)*g* Rf*MWf) /1000 dónde: NPSHR-gane la carga de aspiración positiva requirió (m) NPSHA - gane disponible positivo de carga de aspiración (m) empastela - entrada ejerce presión sobre (kPa) StHead-fingimiento de carga estática a Pvap de succión (kPa) de bomba-presión de vapor del fluido en bomba empotra (kPa) g -- aceleración debido a la gravedad (9.80665 m/sec2) Rf-remita la densidad del fluido de entrada (mol / m3 de kg) MWf-remita el peso molecular del fluido de entrada (mol de kg / kg) iStrmEi-empotrar la elevación de corriente se unía para hacer fluir o ejercer presión sobre aguas arriba Ei de bulto (m) IStrmEx - corriente de entrada elevación se unía para accionar una bomba ex (m) If NPSHA < NPSHR, el fluido se está vaporizando a entrada de bomba y bomba son el cavitating. Bandera de The Cavitating de la bomba está puesta en verdadera De otra manera si NPSHA > NPSHR, el fluido es todo el líquido y no existe ningún problema de la cavitación en la bomba y por lo tanto bandera de Cavitating está puesta en falsa.

Modelado de la bomba en DYNSIM Bomba centrífuga

6 Pump Modeling Guidelines in DYNSIM

Escoja la bomba en aplicación de DYNSIM®, dé un golpe a la tecla secundaria del ratón sobre y escoja opción de entrada de datos. Los datos requeridos para modelar una bomba son: 1. Curva de bomba 2. Hoja de datos de bomba

Lengüeta básica Condiciones de diseño de bomba La escala curva de flujo corresponde al parámetro de QScale. Para configurar el desempeño implícito curve se, ponga el flujo de diseño que usa este parámetro. Ello se usa también para pesar el usuario defina la curva de desempeño si ‘1 " provea se. La escala curva principal corresponde al parámetro de DHScale. Para configurar el desempeño implícito curve se, ponga el valor principal de diseño que usa este parámetro. Ello se usa también para pesar el usuario defina la curva de desempeño si ‘1 " provea se.

7 Pump Modeling Guidelines in DYNSIM

La escala curva de eficiencia corresponde al parámetro de ETAScale. La curva implícita de eficiencia asume que una eficiencia uniforme de ‘1". Puede estar acostumbrado a pesar la curva implícita o usuario defina la curva de eficiencia. La velocidad de lanza de referencia corresponde al parámetro de SpeedRef. La velocidad de diseño de la bomba se pone aquí. Está acostumbrado a ajustar las curvas de bomba basado en ventile leyes. El valor real se exige sólo si la velocidad es establecida por un motor o lanza usando una corriente mecánica. Generalizar los parámetros de configuración: Parámetro

Escala de curva de flujo

Escala curva principal Escala de curva de eficiencia

Velocidad de lanza de referencia Conductancia de flujo Factor de flujo inverso

Valor

1 si disponible curvo de otro modo potencia nominal de la hoja de datos/PID ( refiera el punto 2 de notas debajo de ) 1 si disponible curvo evalúe de otro modo ejerza presión sobre diferencial de la hoja de datos/PID 1 si disponible curvo de otro modo 0.8 (suposición). Eficiencia de sintonía para sintonizar la bomba descarga temperatura. Aumento en las disminuciones de eficiencia descargan temperatura y vice versa. Valor del rpm a que los datos curvos se entran, diseñe de otro modo rpm Refiera el punto 3 de notas abajo Airee 0 si la línea tiene la válvula de verificación en PID de otro modo 1

molienda y dé marcha atrás flujo La conductancia de flujo corresponde al parámetro de J. La bomba se ejecuta como cualquier dispositivo de flujo simple al operar en cero apresure o cuando airee molienda. El valor implícito se puede usar si fluya en cero apresure o airee la molienda no es importante. El factor inverso de flujo corresponde al parámetro de KJr. Si existe una válvula de verificación de acuerdo con la bomba, use el valor implícito del cero.

Otros parámetros Calcule propiedades de salida corresponden al parámetro de FlashFlag. Escoja calcule propiedades de salida boxean para calcular la salida corren los parámetros tal como temperatura, densidad, y vaporee fracción antes que pasarles por debajo de las aguas arriba condiciones. Esta selección no habrá ningún impacto en el equilibrio completo de energía, pero pueda impactar el perfil de presión desde la densidad para el haga fluir aguas abajo el dispositivo, si existe un, calcule se.

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Prediga a cavitación por NPSHA corresponder al parámetro de CalcNPSH. Verifique esta caja para calcular NPSHA y predecir la cavitación de la bombaCuando esta bandera es formada en, usuario tiene una opción para escoger el método de cálculo de presión de vapor fuera de SIMPLE y opciones de RIGOROUS. la opción de SIMPLE requiere que la entrada de usuario de la presión de vapor fluida y cuando es seleccionada la opción de RIGOROUS, el modelo de Pump hace un destello de punto de burbujeo a la entrada de bomba para predecir la presión de vapor del fluido cuando no existe ningún vapor en la corriente de entrada.

Modelar dos zapatos bajos en la paralela

Si existe una bomba de partidario fiel y si el modelo de flujo a través de estos dos zapatos bajos es idéntico entonces se pueden modelar como una bomba sencilla. Esto ayudará a evitar el uso de las cabecillas extras, reduciendo la presión hace fluir tamaño de red (PFN) con eso creciente computación va rápido. Esto se puede triunfar usando ecuación para flujo se curva escala como se define abajo. O, Cuando dos zapatos bajos están en paralela, para reducir las cargas computacionales en la aplicación de DYNSIM, es mejor modelar les tan un accione una bomba en real y otra bomba como un gráfico. Si las hojas de datos de bomba son disponibles, les use en configuración de la aplicación. De lo contrario, use la bomba implícita se curvan para zapatos bajos centrífugos, a menos que requerido por multifase u otros zapatos bajos inusuales. Dos motores deben ser añadidos al diagrama de fabricación y la cabeza de diseño de la bomba deba ser una función del número de los motores corriendo. El diseño encabeza los dobles si existen dos motores corriendo. Después que esto es hecho en una ecuación, tenga conciencia del hecho que las ecuaciones están en las

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unidades internas (m3 / s), a pesar del UOM escogido. La cabeza de diseño se tiene que dividirse por 3600 para conseguirlo en las unidades derechas en una ecuación. El primero da un golpe a la tecla secundaria del ratón sobre en el flujo doble pese la entrada provee de indicadores y escoge la opción de ecuación de parámetro. The QScale de la bomba modelada necesita tener la ecuación siguiente: QDesign*((IS1.A*IS2.A*M1.SPEEDNORM) + (IS3.A*IS4.A*M2.SPEEDNORM)) / 3600

dónde: QDesign está en el m3 / hr IS1 , IS2 , IS3 , e IS4 son la succión y descargan válvulas de aislamiento de ambos bombea M1 y M2 son los motores que manejan pump1 y pump2 respectivamente

Si no existen ninguna succión y válvula de desagüe o si la succión y válvulas de desagüe son en realidad ( no gráficamente ) modele fluya entonces valor de conductancia puede estar al valor predeterminado. Sin embargo, si la succión y las válvulas de desagüe se modelan gráficamente entonces use la ecuación siguiente para la conductancia de flujo: Airee la molienda hace fluir conductancia: el J (bomba) * (( IS1.A*IS2.A) + (IS3.A*IS4.A ))

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Lengüeta de curvas Use la curva de valor predeterminado corresponde al parámetro de UseDefaultCurve. Verifique esta caja para usar la curva implícita de desempeño. El diseño fluya y la cabeza se puede poner a través de los parámetros QScale y DHScale cuando la curva implícita es usada. Cuando la casilla de verificación para usar la curva de desempeño implícita no se verifica, el usuario especificó la curva de desempeño se puede poner. El índice de flujo, encabeza, y la eficiencia corresponden a los parámetros QData, DHData, y ETAData, respectivamente.

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un mínimo de tres puntos de datos se debe especificar. El usuario puede añadir más señale con el dedo añadiendo nuevas filas a la mesa existente. El no es posible especificar el UOM de los QData, DHData, y ETAData dobla porque el UOM curvo se define por los parámetros a escala en la lengüeta básica. Los parámetros QScale, DHScale, y ETAScale ajuste o la curva implícita o el usuario especifique curva. O los datos curvos se pueden normalizar o los valores a escala se pueden normalizar. Lo que sea importante es que el producto de los datos y los parámetros a escala igualan el usuario desee curva. Si una curva de bomba es disponible y para extraer datos, punto pegue una imagen de la gráfica en Microsoft Excel® o algún otro software tal como constructor de horario. Pese las hachas tal que casa ambas cabeza y eficiencia. Ahora genere los datos casando las curvas y esto pudo ser usado como los datos curvos.

El método de interpolación corresponde al parámetro de InterpolationMethod. Si el número del usuario define puntos tiene menos de cinco, la lengüeta postiza cúbica debe ser preferida sobre lineal.

Las entradas externas proveen de indicadores Las entradas externas proveen de indicadores esté acostumbrado a poner los parámetros dinámicos. Sólo el valor inicial de estos parámetros se puede poner a través de la ventana de entrada de datos. Las referencias y ecuaciones de parámetro pueden ser anexas a estos parámetros. El valor numérico de estos parámetros no se

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puede cambiar en carrera motor a través de ventana de entrada de datos y tenga ningún efecto en el modelo corredor.

Los cálculos de velocidad externos La velocidad de lanza corresponde al parámetro de velocidad. Ninguna entrada se exige si la bomba es relacionada con una corriente mecánica.

Thermo Tab La pizarra componente corresponde al parámetro de CompSlate, pizarra de método para el parámetro de MethodSlate, los opciones de thermo locales para el parámetro de LocalThermoOption, y los opciones de destello locales para el LocalFlashOption.¿Para evitar poniendo estos parámetros para cada uno del nuevo equipo en el diagrama de fabricación, especifique los valores predeterminados en el SIM4ME? GUI de thermo. Ejecute en fases opciones, las fases internas corresponden al parámetro de InternalPhases. Use este para especificar el tipo de chillón ejecutado por SIM4ME Thermo. El valor implícito es el equilibrio (VLE) líquido del vapor. Sin embargo, bomba velocidad de ejecución debe ser más rápida si este parámetro se cambia a Liquid.

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Notas: 1. Si la curva es disponible, uncheck la opción de “Use Default Curve” bajo curvas provea de indicadores; entrar al menos 8-10 datos señalan con el dedo de la curva en las unidades proyectadas de la medida al subir la orden de flujo y cabeza. Es una práctica mejor para verificar si no existen ningunos puntos duplicados del flujo para misma cabeza.

Cabez a

Cabez a Flujo Use estos tipos de curvas

Flujo No use estos tipos de curvas

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2. El motor no debe ser unido a la bomba que usa la corriente mecánica si los zapatos bajos múltiples son combinados como una bomba. Para indicaciones de velocidad, tome la entrada del motor. 3. Advertir mensajes tal como “NOMECHSTREAMCONNECTEDMSG” se puede volver a “Off” al agrupar los zapatos bajos de partidario fiel. 4. Verificación para presión de succión de bomba y carga estática antes de sintonizar la bomba encabeza la curva pese y haga fluir la curva tiene cierto peso. 5. Ciertas hojas de datos de bomba dan a la cabeza diferencial en las unidades de presión. la aplicación de DYNSIM toma el diferencial encabece en “m” o las unidades principales. La conversión es: ¿LA P =?*gh

dónde: la p – la presión ? – Densidad la g – la aceleración debido a la gravedad (9.81 m/s2) la h – encabece 6. Para una válvula de no-retorno después que la bomba ponga el cero de factor de flujo inverso. 7. Cuando existe línea de circulación mínima, abra la válvula ligeramente.

Intercambiar bomba Recip Compressor es un dispositivo de flujo que está acostumbrado a modelar un compresor de Recip o una bomba de desalojamiento positivaIntercambiar bomba calcula el flujo volumétrico basado en la diferencia de presión, engaña velocidad, y la eficiencia volumétrica. Intercambiar bomba calcula el poder de lanza, flujo fluido, y ascensión de entalpía fluida. La velocidad es calculada de una lanza o pasee y transfiera a la bomba de intercambiar por una corriente mecánica. La bomba de intercambiar pone el poder requerido en la corriente mecánica. De forma alternativa, la velocidad se puede fijar.

Escoja intercambiando compresor en la aplicación de DYNSIM.

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Lengüeta básica Condiciones de diseño El desalojamiento de pistón se refiere al parámetro de Disp. La fracción de autorización se calcula del volumen de autorización dividido por el desalojamiento de pistón, y deba ser disponible desde el fabricante. Las pérdidas de válvula se refieren al parámetro de L. GPSA recomienda que un valor típico de 0.04. La relación de calor específico se refiere a CpCv. La eficiencia de Isentropic se refiere a tiempo de entrega estimado.

Operación de velocidad de cero La conductancia de flujo corresponde al parámetro de J. El compresor de The Recip se clasifica según el tamaño como cualquier dispositivo de flujo simple al operar en velocidad de cero. El valor implícito se puede usar si el flujo en velocidad de cero no es importante.

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Lengüeta de opciones de solución Opciones de cálculo El método de cálculo corresponde al parámetro de CalcMethod. En método riguroso, la cabeza es calculada basada en el isentropic destella cálculos. En el método de GPSA, la cabeza se calcula por una fórmula directa del manual de GPSA.

18 Pump Modeling Guidelines in DYNSIM

Las entradas externas proveen de indicadores Las entradas externas proveen de indicadores esté acostumbrado a poner los parámetros dinámicos. Sólo el valor inicial de estos parámetros se puede poner a través de la ventana de entrada de datos. Las referencias y ecuaciones de parámetro pueden ser anexas a estos parámetros. El valor numérico de estos parámetros no se puede cambiar en carrera motor a través de ventana de entrada de datos y tenga ningún efecto en el modelo corredor.

Cálculo de velocidad externo La velocidad de lanza corresponde al parámetro de velocidad. Ninguna entrada se exige si el compresor de Recip es relacionado con una corriente mecánica.

Cilindre carga y descarga

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Número de hacer funcionar los cilindros corresponden al parámetro que carga. En defecto, el compresor se comporta como un cilindro sencillo en funcionamiento. Una una referencia de parámetro a este parámetro para cargar y descargar el compresor.

Thermo Tab Opciones de Thermo La pizarra componente corresponde al parámetro de CompSlate, pizarra de método para el parámetro de MethodSlate, los opciones de thermo locales al parámetro de LocalThermoOption, y opción de destello local para el LocalFlashOption.Para evitar teniendo para poner estos parámetros para cada uno del nuevo equipo en el diagrama de fabricación, especifican los valores predeterminados en el SIM4ME Thermo GUI.

Opciones de fase Las fases internas corresponden al parámetro de InternalPhases. Use este para especificar el tipo de chillón ejecutado por SIM4ME Thermo.

20 Pump Modeling Guidelines in DYNSIM

Notas: • En el caso del líquido de desalojamiento positivo accione una bomba, el objetivo principal de proceso es mantener un flujo volumétrico constante independiente de variaciones de presión ( hasta cierto límite ) aguas arriba y aguas abajo la bomba. La bomba de intercambiar calcula q a través de la ecuación siguiente: la q (m3 / hr) = cargando * ( apresure/60 ) * desalojamiento * la eficiencia volumétrica

Echa que intentando fijar la eficiencia volumétrica = 1.0, la q estimada por esta ecuación sobregrabe se por una q calculada por el flujo de presión resuelva especialmente en casos donde presión de succión sea muy bajo (alrededor de 1KPa). Ajustar el coeficiente (CV) de flujo de válvula de maniobra de las válvulas hará que consistente el flujo volumétrico calcule de la ecuación anterior y el un calculado por el presión / flujo resuelva. Ajustan los parámetros que sirve para afinar disponibles a neutralizar el efecto de presión en la eficiencia volumétrica o añada que una ecuación en la L (pérdidas de válvula) descompone en factores que mantenga la eficiencia volumétrica cerca de 1. Ejemplo: •

L = -1.0 * ( Px/empastele )

Para conseguir la cabeza requerida de la bomba de intercambiar; sintonice la fracción de autorización, pérdidas de válvula, eficiencia de isentropic; y ponga una ecuación en el desalojamiento de pistón.

La bomba funciona mal Falta de acoplamiento de bomba Durante la condición de falla de acoplamiento, el motor no será capaz de transferir su poder al equipo de rotación. En tal caso, el modelista debería añadir un punto de entero, número entero dinámico usando el mismo nombre del motor pero seguido por “_CPL”.

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un artefacto de casilla de verificación será añadido con el parámetro de punto asocie se al entero, número entero dinámico señale con el dedo y “COUPLING FAILURE” del encabezamiento.

Finalmente, el modelista debería escribir la ecuación siguiente en el parámetro de SPEED del equipo de rotación: APRESURE = MOTOR.SPEED * ( 1 – MOTOR_CPL )

Para mostrar la velocidad diferente entre el motor y el equipo de rotación, es una práctica buena para añadir que dos señalan con el dedo referencias. El punto de falta de acoplamiento se debe inicializar para centrar la puntería la condición de diseño.

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