2. Válvulas de alivio. Características y funcionamiento. Equilibrio de fuerzas en válvulas equilibradas y no equilibradas: Como mencionamos, ante el riesgo que implica la subida de presión en una instalación determinada, la válvula de alivio se presenta como opción ideal para la protección de dicha instalación, en general, y de cada una de las partes que la componen, en particular. En un estado de normalidad, la válvula de alivio generalmente permanece cerrada. Cuando, debido a una determinada situación, el valor de presión es superado, la misma se abre dejando que fluya el contenido de forma tal que dicha presión sea regulada.
4. Describir la función que realizan los siguientes componentes exponiendo algún ejemplo de aplicación en el sector naval:
Diafragma: Son chapas a las que se les practica un orificio, para introducir una pérdida de carga en el sistema (de forma voluntaria). Aumenta la sección en un punto creando una pérdida puntual, permitiéndonos realizar un ajuste en los diferentes circuitos del sistema.
Disco de ruptura: Son elementos que se rompen cuando la presión es mayor que la debida, para evitar posibles accidentes debido a explosiones. A diferencia de otros elementos, cuando se rompe no se puede volver a usar.
Válvula de cierre rápido: Sirve para evitar un vaciado de depósitos por rotura de tubería. Básicamente llevan una conexión para aire comprimido, que libera una conexión, cerrando el paso de fluido.
Válvula de pie: Las válvulas de pie son una forma de válvula de retención, una válvula que solo admite flujo en una dirección. En el caso de una válvula de pie, el líquido puede entrar en la válvula y subir por la línea, pero no puede fluir hacia afuera. Es la pieza encargada de la filtración de suciedad en la instalación y evita las posibles obstrucciones del mismo.
6. Referente a los cierres mecánicos, ¿en qué consiste el llamado “flush”? ¿En qué casos se utiliza? Consiste en inyectar un líquido limpio en el espacio de montaje del cierre mecánico, a mayor presión que la existente en dicha cajera. Se utiliza para los siguientes casos:
- Líquidos que tienden a decantarse, provocando acumulaciones de sólidos en el espacio de montaje del cierre. El continuo movimiento de líquido evita la decantación. Es aconsejable en todos los casos en que el fluido contenga sólidos en suspensión. (LÍQUIDOS SUCIOS)
- Condiciones de trabajo cerca del punto de evaporación o de congelación del fluido. (PROBLEMAS DE TEMPERATURA)
7. Comportamiento térmico y elástico de las tuberías. Tensiones y deformaciones. Dispositivos y medios para atenuar su efecto en la instalación. La dilatación térmica aparece en tuberías y conductos sometidos a variaciones importantes de temperatura. La instalación debe permitir estas dilataciones disminuyendo en la medida de lo posible por las tensiones originadas por dichas dilataciones. Si la tubería tuviera puntos fijos que limitaran su expansión, aparecerían tensiones definidas por la ley de Hooke. En las tuberías se introducen elementos para que, en caso de ocurrir una dilatación, la tubería no se rompa. Algunos de ellos pueden ser las liras o las juntas de expansión.
8. Juntas en uniones bridadas. Función, materiales y fuerzas que actúan en la unión La aplicación de una fuerza externa que posibilita ajuste del material de la junta en las imperfecciones entre las superficies de contacto.
- Fuerza inicial para poder asentar la junta a las imperfecciones de las superficies
- Fuerza suficiente que asegure el correcto funcionamiento de la junta en condiciones de operación
- También actúan la presión, temperatura y propiedades corrosivas del fluido.
En cuento a los materiales tenemos:
- Juntas no metálicas, elastómeros (siendo las más comunes EPDM (Etileno propileno) y NBR (Nitrilo), la primera para servicios de agua y la segunda para servicios de combustible), fibras, grafito, cerámicos…
- Juntas semimetálicas (donde el metal proporciona resistencia y flexibilidad y el material de relleno dando propiedades de resistencia a la corrosión y a la temperatura)
- Juntas metálicas (son un solo material, y son apropiadas para servicios de alta temperatura y presión; requieren altas presiones en los pernos para asentar las juntas, siendo sobre todo juntas de anillo)
9. Válvulas de retención. Función, tipos e instalación. Cierran completamente el paso de un fluido en circulación al mismo tiempo que permiten el fluido libre en el lado contrario. Su principal uso se da en tuberías que están unidas a sistemas de bombeo para impedir que la bomba trabaje en vacío. Las válvulas de retención de agua se utilizan en instalaciones de fontanería y de calefacción, así como en equipos de bombeo y otras muchas aplicaciones. Se usan cuando se desea conservar estable la presión de una tubería en servicio y poner en descarga la alimentación.
Tipos:
- Válvula de muelle
- Válvula de pistón
11. Tipos de obturadores para válvulas de asiento según su función Dependiendo de la relación que tenga el obturador con el asiento, también encontraremos 3 tipos:
- Asiento plano: se emplea para fluidos sustancialmente limpios. Es un asiento que se produce entre superficies paralelas (obturador y el cuerpo) y perpendicular a la dirección del flujo
- Cónico/paralelo: el asiento se produce entre superficies paralelas (obturador y cuerpo) y oblicuo a la dirección del flujo
- Cónico/angular: el asiento se produce entre superficies no paralelas (obturador y cuerpo) y oblicuo a la dirección del flujo
13. Dibujar una unión desmontable mediante brida loca para valona (stube end) y explicar las fuerzas que actúan en la unión bridada. La mayor fuerza que debe soportar es la presión.
14. Describir la función que realizan los siguientes componentes, exponiendo algún ejemplo de aplicación en el sector naval: Campana de aspiración: son un elemento que se sitúa encima de un tanque y sirve para la extracción de fluidos.
15. Describa brevemente las formas de compensar el empuje axial en una bomba centrífuga. Los impulsos axiales surgen en las bombas centrífugas debido a la asimetría. Por lo tanto, el empuje axial neto es la diferencia en las fuerzas que actúan entre las cubiertas delantera y trasera. Y se puede compensar con:
- La adición de un rodamiento liso, un rodamiento de elementos rodantes o un rodamiento de empuje de bolas es una de las formas más eficientes de eliminar el empuje axial. Ayuda en la absorción completa del empuje axial.
- Al organizar los impulsores de espalda a espalda, el cojinete de empuje absorbe cualquier empuje axial residual.
- Equilibrar el empuje axial mediante el uso de orificios de equilibrado en el impulsor.
- Equilibrio automático del empuje con la ayuda de un dispositivo de equilibrio.
- Reducción del empuje en las paletas traseras de cada impulsor.
17. Enuncie cinco características que diferencian el funcionamiento de una bomba de canal lateral de una centrífuga
- El NPSH, en las de canal lateral es bastante malo y es necesario poner un impulsor centrífugo previo.
- En las de canal lateral es preferible utilizar la recirculación a una válvula en la impulsión.
- Las de canal lateral pueden bombear gas y líquido a la vez.
- Las curvas características de las bombas de canal lateral son prácticamente rectas
- Velocidad específica más baja que las bombas centrífugas
18. Regulación de una bomba centrífuga mediante recirculación La recirculación se efectúa conectando un tubo de pequeña sección al espacio del alojamiento, con el colector de salida de la bomba. Al ser la presión en esta zona mayor que la de la cajera, se creará una circulación hacia el cierre mecánico, con lo que se logrará una renovación constante del fluido en dicho punto.
19. Fugacidad en instalaciones de vacío. Definición y prueba La fugacidad denota que, por mucho que se intente, ningún recipiente está totalmente aislado del aire, entrando este en mayor o menor medida. La mejor forma de medir la fugacidad se realiza cogiendo una bomba de vacío; se lleva dicha bomba a trabajar hasta la máxima presión que puede llegar (la más baja), 𝑃1. En ese punto, se para la bomba de vacío, y se deja transcurrir un tiempo (generalmente 10 minutos). Al cabo de este tiempo, se medirá la presión 𝑃2, que será mayor. Una vez que tenemos esto la fugacidad viene dada por:
20. Regulación de una bomba centrifuga mediante válvula en la impulsión. Ventajas e inconvenientes.
Ventajas: existe un ahorro considerable de energía
Desventajas: disminuye la eficiencia
21. ¿Cuáles son las características de una bomba de canal lateral que la diferencian de una centrífuga convencional?
- El NPSH, en las de canal lateral es bastante malo y es necesario poner un impulsor centrífugo previo.
- En las de canal lateral es preferible utilizar la recirculación a una válvula en la impulsión.
- Las de canal lateral pueden bombear gas y líquido a la vez.
- Las curvas características de las bombas de canal lateral son prácticamente rectas
- Velocidad específica más baja que las bombas centrífugas
23. NPSH disponible de una instalación. Este depende de las características de la instalación, y es la reserva total de presión que debe haber por encima de la tensión de vapor del líquido en la brida de aspiración de la bomba. Para el cálculo de este valor, se tienen que tener en cuenta el conjunto de características que tiene la conducción y que influyen en la altura de aspiración de un equipo de bombeo. Viene dado por:
24. Regulación de una bomba centrifuga mediante recirculación o «bypass». ¿En qué caso se suele utilizar? By-pass son utilizados en bombas de alimentación de caldera, para regular o “reducir” la capacidad de operación, principalmente para prevenir el sobrecalentamiento. Hay un ahorro considerable de energía si el caudal en vez de ser derivado es estrangulado a la salida.
5. Con relación a las bombas de canal lateral, conteste «verdadero» o «falso» a las siguientes cuestiones:
- a) La instalación de un impulsor centrífugo previo se utiliza para aumentar el NPSH requerido F
- b) Pueden bombear líquido y gas V
- c) La potencia aumenta linealmente con el caudal F
- d) Su velocidad específica es menor que la de una bomba centrífuga V
- e) Son muy utilizadas en el bombeo de gases licuados del petróleo. V