Sistemas B De Bombeo

DIMENSIONADO DE LINEAS PARA SISTEMAS DE VACÍO
NOTA I: CONCEPTOS BÁSICOS

Ing. Héctor E. Goya – CNEA – CAC – Lab. de Bajas Presiones

INTRODUCCION

En un sistema de vacío o alto vacío, el correcto dimensionado de las líneas que unen el sistema de bombeo con el recinto de proceso es por lo menos tan importante como determinar correctamente la velocidad de bombeo necesaria para elproceso.
Un incorrecto dimensionado de las líneas puede llevar a que, aun cuando la velocidad del sistema de bombeo instalado sea mucho mayor que la requerida, no se alcance la presión de trabajo o se tenga una presión inestable durante el proceso.
Para poder plantear soluciones que contemplen en forma balanceada lo técnico y lo económico, es necesario aplicar adecuadamente algunosconceptos básicos de la técnica del vacío.
A continuación presentaremos los conceptos básicos pertinentes a nuestro tema y luego los aplicaremos para obtener conclusiones muy útiles y prácticas.
En la próxima nota veremos un método sencillo para dimensionar líneas en Régimen Turbulento y Laminar y más adelante trataremos el tema de la Conductancia en Régimen Intermedio y MolecularCONCEPTOS BÁSICOS


En lo que sigue hemos tratado de respetar las denominaciones y la simbología que aparecen en las Normas IRAM sobre Tecnología del Vacío. En algunos contados casos hemos preferido utilizar las impuestas por la práctica o las más sencillas para esta presentación, en la convicción de que no generan confusión alguna.


Gases a Bajas Presiones
La experiencia muestraque las transformaciones de estado de los gases a bajas presiones, pueden describirse con muy buena aproximación con la Ecuación de Estado de los Gases Perfectos, a condición de que no haya reacciones químicas ni cambios de fase en la transformación.
Esta ecuación liga las variables presión, volumen y temperatura de una cierta cantidad de gas, resumiendo las experiencias y elaboraciones deBoyle, Mariotte, Charles, Gay-Lussac, Regnault y Avogadro, entre otros.
Tiene como expresión

P * V = m * Ro * T / M = n * Ro * T (1)
en donde
P = presión [ mbar ]
V = volumen ocupado por el gas [ l ]
m = masa de gas [ g ]
Ro = constante universal de los gases [mbar * l / (°K * mol)]
T = temperatura del gas en escala absoluta [°K]
M =masa molar del gas [g / mol]
n = número de moles = m / M [mol]
Las unidades indicadas conforman un sistema coherente. Al final de esta nota se definen y comentan algunas de las variables que intervienen en la ecuación precedente.

Flujo de Volumen o Velocidad de Bombeo (símbolo IRAM qv, aquí Qv)
Se define como Flujo de Volumen o Velocidad de Bombeo al volumen de gas quefluye en la unidad de tiempo a través de la entrada de una bomba, dispositivo o sistema de bombeo. El volumen de gas es medido a la presión y a la temperatura a que se encuentre el gas que fluye
Análogamente se define la Velocidad de Bombeo en una sección, es decir a través de un área, como el volumen de gas que atraviesa dicha sección o área en la unidad de tiempo, estando medido el volumen ala presión y a la temperatura del fluido en la sección considerada.
En las bombas de vacío dicha velocidad varía con la presión según sea el principio de funcionamiento y las características constructivas particulares. Existen curvas típicas para cada tipo de bombas, pero la curva de velocidad de una máquina particular debe ser suministrada por su fabricante.
Para obtener dichascurvas IRAM a normalizado como método el ensayo el denominado de presión constante.
Este básicamente consiste en medir la presión en que se equilibra un sistema que está siendo evacuado por la bomba bajo ensayo, cuando se hace ingresar al mismo un caudal medido de aire. Por presión de equilibrio se entiende el valor de presión que no registra variación en un tiempo razonablemente largo.
Para esto...