Predicción del Tiempo Medio entre Fallas de Impulsores Centrífugos por Bombeo de Slurry a Través de un Modelo Matemático en Matlab

• Autor: García Mesones, Bruno Miguel
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2017
• Institución: Universidad Católica de Santa María
• Repositorio: UCSM-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.ucsm.edu.pe:20.500.12920/6336
• Enlace del recurso: https://repositorio.ucsm.edu.pe/handle/20.500.12920/6336
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Tiempo medio entre Fallas; Erosión; Slurry; Impulsor

RESUMEN En el Perú, gran parte de nuestro crecimiento económico proviene de la minería donde se usan extendidamente bombas para transporte de slurry y agua con altas concentraciones de sólidos. A no ser por las recomendaciones del proveedor, actualmente no se cuenta con una manera accesible de predecir el ciclo de vida de las partes hidráulicas de este tipo de bombas que sufren gran desgaste por la naturaleza agresiva de los slurries. Sobre este problema encontrar un modelo que permita estimar el desgaste que sufren los principales componentes hidráulicos de las bombas llevaría a una mejor manutención de los equipos, evitando fallas tempranas, paradas inesperadas y problemas de stock de repuestos. Se propone un modelo matemático que se enfocará en predecir la tasa de degradación del espesor por unidad tiempo que perderá el álabe para una geometría de impulsor dada y datos del punto de operación del sistema, teniendo como dato de entrada la concentración en peso y el diámetro de partículas al 60%. Este modelo se centrará en erosión por impacto de partículas, ignorará efectos viscosos y vórtices en el flujo y solo tomará como punto de estudio el álabe, además, se construirá el modelo de manera flexible para poder ser modificado y validado por futuros ensayos en laboratorio. Esta tesis contiene inicialmente el estado del arte de mecánica de erosión impacto de partículas, teoría de bombas centrífugas, bombeo de slurry, luego se expone el desarrollo del modelo de estimación de desgaste en primera instancia de una placa plana y luego del impulsor y finalmente se presentarán los resultados obtenidos usando los datos de una bomba comercial, bombeando 2000 m3/hr de slurry con 30,40 y 50% de concentración en peso de óxido de silicio y 30, 40 y 50 micras de diámetro al 60% cada uno. Los tiempos medios entre fallas (MTBF) que se han calculado con el modelo propuesto son: para concentración de sólidos en peso de 30% los valores son de 5168, 4893 y 4690 horas para diámetro de partículas de 30, 40 y 50 micras respectivamente; para concentración de sólidos en peso de 40% los valores son de 3583, 3393 y 3252 horas para diámetro de partículas de 30, 40 y 50 micras respectivamente y para concentración de sólidos en peso de 50% los valores son de 2633, 2493 y 2390 para diámetro de partículas de 30, 40 y 50 micras respectivamente. Se encontraron una buena correlación entre los resultados obtenidos con el modelo propuesto y el modelo de referencia de Gulich para diámetro de partícula de 40 micras para todas las concentraciones en peso y una moderada correlación para diámetro de partícula de 40 y 50 micras. Un siguiente paso es realizar una validación de los resultados de este modelo propuesto a través de estadística de bombas que trabajen en campo o pruebas en laboratorio. Palabras Claves: Tiempo medio entre Fallas, erosión, slurry, impulsor.