Realiza un análisis sobre el diseño de la tubería, para ello se expone los conceptos básicos de Ingeniería, fórmulas y criterios para implementar su proceso constructivo, además se describirá a las estaciones de bombeo instaladas y sus accesorios como parte de la línea de impulsión del agua. De esta forma, se establecerá una guía adecuada, para el diseño de una línea de tubería que permita transportar fluidos de un punto a otro, considerando accesorios, equipos y tipo de material a utilizar. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Estudia la optimización en la operación de una planta de tratamiento de agua por osmosis inversa para uso industrial y análisis de costo de mejoras en el proceso, está orientado establecer mejoras operativas en el tratamiento de agua por osmosis inversa en la planta de tratamiento de agua Edegel Santa Rosa. Se realizó un análisis profundo del diseño existente teniendo en cuenta los procesos fisicoquímicos que ocurren durante las diferentes etapas del tratamiento del agua, para ello nos asistimos de ecuaciones numéricas así como el software de diseño Winflows Versión 3.2 para poder describir las soluciones a los problemas presentados en operación. El estudio llego a la concluye que las continuas paradas afectan la vida útil de los equipos debido a la proliferación de la contaminación orgánica en el interior de las membranas y celdas de electrodesionizacion, originada por los tiempos de parada forzados debido a la situación actual de operación de planta. El estudio nos permite recomendar las posibles soluciones al problema de estanqueidad en el servicio de operación, mediante la instalación de un loop de recirculación, que facilitara la operación continua y con ello la reducción de costos en operación por paradas de mantenimiento correctivo. Así mismo se plantea la reducción de costos en operación mediante la adición de equipos modernos que reducirán los costos. / Trabajo de suficiencia profesional

En la presente tesis se presenta el desarrollo de un Sistema de Detección de Fallas para una Bomba Centrifuga, que se basara en el método del análisis vibracional Los trabajos realizados incluyen el estudio de funcionamiento de la bomba centrifuga, la elección del método de detección de fallas y el diseño del Sistema de Diagnostico de Fallas que permita conocer el estado diseñado en la bomba centrifuga en la Planta Intercambiador de Calor, donde se realizan las pruebas. El sistema de Diagnostico de Fallas para la Bomba Centrifuga desarrollado, detecta de manera correcta, fallas de desalineamiento en las bombas centrifugas estudiadas.

Este trabalho avalia a aplicação de inversores de freqüência realizada em estações elevatórias de água tratada da cidade de São José dos Campos que são monitoradas pelo Centro de Controle Operacional da Sabesp. Foram estudadas as características técnicas de quatro sistemas de bombeamento que operam com velocidade variável. O trabalho apresenta uma proposta de metodologia para a seleção de inversores de freqüência, com base na metodologia recomendada pelo EUROPUMP e HYDRAULIC INSTITUTE (2004) aplicada em quatro sistemas da cidade de São José dos Campos. Essa proposta de metodologia foi executada através da avaliação seqüencial de um fluxograma e da análise gráfica das informações instantâneas e históricas dos parâmetros de vazão, pressão e freqüência de rotação, existentes no banco de dados dos servidores de supervisão e controle do Centro de Controle Operacional de São José dos Campos. Após a aplicação dessa metodologia, conclui-se que, a aplicação de inversores de freqüência nos sistemas estudados estava adequada e recomenda-se a sua aplicação em sistemas de bombeamento semelhantes. / The main purpose of this work is to evaluate the application of Variable Frequency Drives ? VFD, carried out in water pumping stations managed by SABESP ? Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, located in the city of Sâo José dos Campos that are monitored by the Operational Control Center ? O.C.C. Technical characteristics of four pumping systems were studied, mainly those operating with fixed or changeable speed. It proposes a new methodology for VFD selection, based on the methodology recommended by EUROPUMP and HYDRAULIC INSTITUTE (2004), used on the systems mentioned before. This proposal of methodology were done using instantaneous and historical information of flow, pressure and rotation frequency parameters stored on data base installed on supervision and control servers installed. After this application, we also concluded that the use of VFD on the evaluated systems was correct and through this we recommend its use on similar pumping systems.

Bombas de alta velocidade, i.e., bombas com velocidade angular entre 300 a 6000 rad/s, são largamente empregadas na aviação, mísseis, área naval, indústria petroquímica, plantas de geração de energia como turbinas a gás ou vapor. Por causa das altas velocidades angulares, elas podem ser aplicadas sem a aplicação de redutores em motores foguetes a propelente líquido. O uso de bombas de elevada rotação se deve ao fato das necessidades de obter elevadas pressões (50 a 60 MPa) com pequenas dimensões, reduzida massa e poucos estágios. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de dimensionamento dos principais parâmetros e características de uma bomba utilizada em Motores Foguetes a Propelente Líquido. A partir das dimensões e características energéticas da bomba de oxigênio líquido, é determinado os parâmetros de desempenho, através da dinâmica dos fluidos computacional. A partir dos resultados numéricos gerados pela simulação são propostos melhorias no projeto a fim de melhorar e otimizar a eficiência da bomba através da análise do comportamento do escoamento no interior da mesma. Para geração da malha do volume foi utilizado o programa Gambit. Para simular o escoamento na bomba centrífuga, as equações de Navier-Stokes com condições de contorno adequadas são resolvidas para a geometria tridimensional através do programa comercial de volumes finitos Fluent, assumindo o escoamento permanente, incompressível e sem a presença de gases dissolvidos no líquido. O modelo ?-? foi utilizado para simular a turbulência no escoamento. Baseado nos resultados obtidos como campo de velocidade, distribuição de pressão para diferentes fluxos mássicos foram analisados.

Este trabalho avalia a aplicação de inversores de freqüência realizada em estações elevatórias de água tratada da cidade de São José dos Campos que são monitoradas pelo Centro de Controle Operacional da Sabesp. Foram estudadas as características técnicas de quatro sistemas de bombeamento que operam com velocidade variável. O trabalho apresenta uma proposta de metodologia para a seleção de inversores de freqüência, com base na metodologia recomendada pelo EUROPUMP e HYDRAULIC INSTITUTE (2004) aplicada em quatro sistemas da cidade de São José dos Campos. Essa proposta de metodologia foi executada através da avaliação seqüencial de um fluxograma e da análise gráfica das informações instantâneas e históricas dos parâmetros de vazão, pressão e freqüência de rotação, existentes no banco de dados dos servidores de supervisão e controle do Centro de Controle Operacional de São José dos Campos. Após a aplicação dessa metodologia, conclui-se que, a aplicação de inversores de freqüência nos sistemas estudados estava adequada e recomenda-se a sua aplicação em sistemas de bombeamento semelhantes. / The main purpose of this work is to evaluate the application of Variable Frequency Drives ? VFD, carried out in water pumping stations managed by SABESP ? Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, located in the city of Sâo José dos Campos that are monitored by the Operational Control Center ? O.C.C. Technical characteristics of four pumping systems were studied, mainly those operating with fixed or changeable speed. It proposes a new methodology for VFD selection, based on the methodology recommended by EUROPUMP and HYDRAULIC INSTITUTE (2004), used on the systems mentioned before. This proposal of methodology were done using instantaneous and historical information of flow, pressure and rotation frequency parameters stored on data base installed on supervision and control servers installed. After this application, we also concluded that the use of VFD on the evaluated systems was correct and through this we recommend its use on similar pumping systems.

Orientador: Stelamaris Rolla Bertoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_BiancaLopesde_M.pdf: 18048402 bytes, checksum: 534b3cfd67d3599a449531074223555b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As estações elevatórias são responsáveis pelo recalque ou bombeamento de água tratada, bruta ou de esgoto. São estruturas essenciais num sistema de abastecimento de água que não possui condições de ter seu abastecimento por um sistema totalmente à gravidade. A cidade de Jundiaí (São Paulo - Brasil), base para o estudo, possui 28 (vinte e oito) estações elevatórias distribuídas pelos aglomerados urbanos, podendo ser responsáveis pela degradação do meio ambiente por meio da poluição sonora, pois o conjunto motor-bomba destas estações gera ruído, às vezes, audível a longas distâncias. O ruído, dependendo do nível e da sua duração, pode resultar em perturbações psicológicas ou alterações fisiológicas associadas a reações de stress, cansaço, irritabilidade e falta de concentração. O presente trabalho teve como principal finalidade caracterizar as estações elevatórias quanto a seus aspectos construtivos para fins de enclausuramento dos conjuntos motores e bombas (fontes de ruído). Foram realizadas medições de níveis de pressão sonora interna e externamente às estações, com os motores e bombas ligados e desligados, de acordo com a NBR 10151/2000 (ABNT), a fim de se obter dados que demonstravam o isolamento sonoro que a estação elevatória proporcionava ao ruído gerado pelo conjunto motor-bomba. As diferentes configurações de implantação dos sistemas construtivos e disposições de aberturas resultaram em diferentes desempenhos acústicos, alguns atendendo as normas vigentes e outros não. Assim, avaliaram-se seus impactos sonoros no entorno da estação e foram elaboradas algumas sugestões de estratégias para mitigação dos impactos / Abstract: The pumping stations are responsible for pumping of treated water or sewage. These structures are essential for a system of water supply that does not have a position to have their supplies from a totally gravity system. The city of Jundiai (São Paulo - Brazil), basis for study, has 28 (twenty eight) pumping stations distributed throughout urban areas and may be responsible for environmental degradation through the noise, because the motor-pump these stations generate noise, sometimes, audible over long distances. Noise, depending on the level and duration, can result in psychological disorders or physiological changes associated with stress reactions, fatigue, irritability and poor concentration. This work had as main purpose to characterize the pumping stations about its constructive aspects of enclosure for the joint motors and pumps (noise sources). Measurements of sound pressure levels inside and outside the station, with the motors and pumps on and off, according to standard NBR 10151/2000 (ABNT), were did to obtain data showing sound insulation that pump station provided to noise generated by motor-pump. The different deployment configurations of building systems and arrangements of openings resulted in different acoustic performances, some attending the standards and not others. Therefore evaluated if their impacts on the surrounding sound and the station were drawn up some suggestions of strategies for mitigation of impacts / Mestrado / Arquitetura e Construção / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia, Aron José Pazin de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_Cibeleda_M.pdf: 8042828 bytes, checksum: f69ba730298b110aecb701c7d8d19cf6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho foram elaborados os métodos e realizados estudos In Vivo e Avaliação Clínica de uma Bomba de Sangue para Circulação Extracorpórea (CEC), durante Cirurgia Cardíaca, denominada Spiral Pump® (SP). Esses estudos foram realizados com o objetivo de avaliar o desempenho e segurança da bomba, finalizando assim o projeto e avaliando a SP como um produto em sua aplicação rotineira durante as cirurgias cardíacas. A SP utiliza, simultaneamente, dois princípios de bombeamento, o centrífugo e o axial, proporcionados por sua geometria cônica, visando aumentar a eficiência de bombeamento sem o aumento dos índices de destruição dos elementos figurados do sangue. O primeiro passo para avaliação In Vivo foi à elaboração de um protocolo para avaliação In Vivo animal e sua submissão a Comissão de Ética para Uso de Animais (CEUA) do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia (IDPC). As avaliações In Vivo consistiram em instalação normal da CEC, em animais suínos, utilizando a SP conectada a um módulo de acionamento e, para fins de comparação, foi realizado o mesmo procedimento com a Bio-Pump®. Foram realizados seis experimentos com a SP, sendo o primeiro considerado piloto, e três experimentos com a Bio-Pump®, com duração de seis horas cada. As observações realizadas pela equipe médica e pela perfusionista demonstraram grande semelhança de funcionamento entre as duas bombas, inclusive em relação a vibrações, ruídos e facilidade de utilização. As bombas foram comparadas em relação à medição do trauma, analisado a partir da evolução da hemoglobina livre no plasma (PFH). Analisando os resultados laboratoriais e de hemólise obtidos com a SP e a Bio-Pump®, pode-se verificar que não existem diferenças significativas entre elas. Com resultados satisfatórios nos ensaios In Vivo, a SP foi aprovada para Avaliação Clínica, realizada de acordo com a legislação vigente. Foi elaborado um Protocolo de Pesquisa Clínica que seguiu a Resolução ANVISA número 39 de 05 de junho de 2008, que estabelece requisitos para realização de pesquisa clínica no Brasil. Esse protocolo foi submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) do IDPC e ao Conselho Nacional de Ética em Pesquisa (CONEP). A pesquisa clínica foi realizada no Centro Cirúrgico do IDPC em um grupo de quarenta pacientes com indicação de cirurgia cardíaca com CEC, com ou sem cardioplegia, ambos os sexos, adultos, peso corporal mínimo de 50 kg. Durante a CEC, a SP substituiu as convencionais bombas de roletes no circuito de CEC. Todos os pacientes foram entrevistados e autorizaram a realização do estudo, assinando do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Foram coletados dados comumente monitorados durante uma cirurgia cardíaca e foram realizados, nos períodos de pré e pós CEC, exames de Desidrogenase Láctica (U/L), Plaquetas (mil/mm3), Fibrinogênio (mg/dL), além de monitoração da hemólise através de fita de urianálise. Os procedimentos transcorreram de forma habitual, e os parâmetros mantiveram-se dentro do esperado para o estudo, demonstrando a eficiência e segurança da SP como bomba para circulação extracorpórea durante cirurgia cardíaca / Abstract: Were developed methods and studies In Vivo and clinical evaluation were conducted with a blood pump for cardiopulmonary bypass (CPB), during cardiac surgery, the Spiral Pump® (SP). These studies are designed to assess the performance and safety of SP, finalizing the project and evaluating the SP as a product in its routine application during heart surgeries. The SP uses simultaneously, two principles of pumping, axial and centrifugal, provided by its conical geometry, in order to increase pumping efficiency without increased levels of destruction of the figured elements from blood. First step for In Vivo evaluation was the development of a protocol for In Vivo experiments and its submission to the "Ethic Committee for Animal Use" of Institute Dante Pazzanese of Cardiology (IDPC). The In Vivo assessments consisted of normal installation of the CPB in pigs, using the SP connected to a driver console and, for comparison purposes, the same procedure was performed with Bio-Pump®. Six experiments were performed with SP and three experiments with Bio-Pump®, lasting six hours each. Observations made by medical team showed great similarity between two pumps, including characteristics of vibration and noise. Two pumps were compared concerning to measurement of trauma, through the evolution of plasma free hemoglobin (PFH) and the PFH variation (?PFH). Analyzing laboratory results and hemolysis, from In Vivo assays with SP and the Bio-Pump®, we can observe no significant differences between them. With satisfactory results from In Vivo assays, SP was approved for clinical evaluation, carried out in accordance with current legislation. A Clinical Research Protocol was elaborated following ANVISA (National Health Surveillance Agency) resolution number 39 of 2008, which establishes requirements for conducting clinical research in Brazil. This Protocol was submitted to the Ethic Committee Research of IDPC for review and subsequently to National Council of Ethics in Research. Clinical research was conducted at operating room of IDPC in a group of forty patients under cardiac surgery with CPB, both sexes, adults, minimum of 50 kg of body weight. During CPB, SP replaced conventional CPB roller pump. All patients were interviewed and had authorized this study, signing of consent form. Usually monitored data were collected during a heart surgery and additional examinations were carried out at periods of pre and post CEC such as: Lactic dehydrogenase exams (U/L), platelets (1000/mm3), Fibrinogen (mg/dL), as well as monitoring of hemolysis by urianalysis tape. All procedures were as usual way, and all parameters remained as expected for this study, demonstrating the performance and safety of SP as pump for CPB during heart surgery / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

CAPES / A bomba centrífuga submersa (BCS) é utilizada na indústria do petróleo como uma técnica de elevação artificial. Entretanto, o bombeamento de petróleo está associado a escoamentos de óleo de diferentes viscosidades. Esta condição leva a degradação do desempenho em relação à operação com água, na qual a bomba é originalmente projetada. Neste cenário no presente trabalho é desenvolvido um estudo numérico do escoamento em três estágios de duas BCSs semi-axiais. As equações transientes da conservação da massa e do balanço da quantidade de movimento, que modelam o escoamento nas BCSs, são resolvidas numericamente utilizando o programa computacional comercial Ansys-CFX. A turbulência do escoamento foi modelada utilizando o modelo SST. Os resultados numéricos obtidos foram comparados contra dados experimentais e de catálogo mostrando uma boa concordância, para uma grande faixa de viscosidades e rotações. Grupos adimensionais (n, n, n e Re) foram usados para avaliar a degradação do desempenho das BCSs. Além disso, os fenômenos envolvidos no escoamento no interior do rotor das bombas centrífugas foram analisados através dos campos de velocidade obtidos numericamente. A partir dos resultados numéricos foi verificado que a degradação do desempenho é diretamente relacionada com o número de Reynolds de rotação, Re. Também, observou-se que a degradação do desempenho ocorre para uma rotação específica normalizada constante n, no qual bombas de diferentes geometrias apresentaram degradação do desempenho similar. Além disso, dados experimentais e os resultados numéricos obtidos foram consistentes quando comparados com a relação entre os fatores de correção para a vazão e altura de elevação propostas por Stepanoff (1967). Uma definição de número de Reynolds modificado foi proposta e relaciona o fator de correção para altura de elevação com a viscosidade. Além disso, uma correlação entre o fator de correção para altura de elevação e o número de Reynolds modificado foi proposta, apresentando boa concordância. A partir das correlações obtidas, foi proposto um método para prever o desempenho de bombas centrífugas operando com fluidos de alta viscosidade, sendo comparado com outras metodologias encontradas na literatura. Certamente, as informações extraídas são relevantes para o entendimento do escoamento de fluidos de alta viscosidade em bombas, especialmente em BCSs semi-axiais de múltiplos estágios. / Electrical Submersible Pump (ESP) is used as an artificial lift technique. However, pumping viscous oil is generally associated with low Reynolds number flows. This condition leads to a performance degradation respect to the performance expected from the regular operation with water that most of the centrifugal pumps are originally designed for. These issues are considered in this investigation through a numerical study of the flow in two different multistage, semi-axial type ESPs. This investigation is carried out numerically using a Computational Fluid Dynamics (CFD) package, where the transient RANS equations are solved numerically. The turbulence is modeled using the SST model. Head curves for several operating conditions are compared with manufacturer’s curves and experimental data for a three-stage ESP, showing good agreement for a wide range of fluid viscosities and rotational speeds. Dimensionless numbers (n, n, n e Re) are used to investigate performance degradation of the ESPs. In addition, flow phenomena through the impellers of the ESPs are investigated using flow field from numerical results. Results show that performance degradation is directly related to rotational Reynolds number, Re. In addition, it was verified that performance degradation occurs for constant normalized specific speedn, which shows that performance degradation occurs similarly for different centrifugal pumps. Moreover, experimental data and numerical results agreed with a correlation from literature between head and flow correction factors proposed by Stepanoff (1967). A definition of modified Reynolds number was proposed and relates the head correction factor to viscosity. A correlation between head correction factor and the modified Reynolds number was proposed, which agreed well with numerical and experimental data. Then, a method to predict performance degradation based on the previous correlations was proposed. This method was compared with others from literature. In general, results and conclusions from this work can also be useful to bring more information about the flow of highly viscous fluids in pumps, especially in semi-axial, multistage ESPs.

Petrobrás; ANP; UTFPR; LACIT / Bombas centrífugas submersas têm sido cada vez mais utilizadas comométodo de elevação artificial para a produção de óleos em campos marítimos profundos. O bombeio de fluidos com viscosidades significativamente diferentes a da água gera um desempenho da bomba distinto ao do apresentado no seu catálogo, com uma queda de rendimento da mesma, assim sendo, a influência da viscosidade do fluido no desempenho em uma bomba centrífuga submersa tem recebido muita atenção há alguns anos. Neste cenário, no presente trabalho foi realizada a simulação numérica do escoamento monofásico, newtoniano, incompressível e isotérmico no rotor e difusor de uma bomba centrífuga submersa utilizando o programa de dinâmica de fluidos computacional ANSYS CFX. As simulações numéricas foram realizadas para um estágio de uma BCS de três estágios para escoamentos envolvendo fluidos com viscosidades variando de 1 a 1020 cP. A partir dos resultados numéricos obtidos foram elaboradas as curvas para a altura de elevação da bomba e eficiência e comparados contra dados experimentais obtidos por Amaral (2007). Também foi realizada uma análise do padrão do escoamento no rotor e difusor com o objetivo de avaliar o comportamento dos campos de velocidade e pressão, a intensidade turbulenta e o aparecimento de recirculações para a BCS operando fora da faixa de operação ótima. Alem disso foi analisada a degradação do desempenho da bomba em função da viscosidade do fluido de trabalho, e foram utilizados números adimensionais como parâmetros para quantificar essa degradação. / This work presents a numerical analysis on the influence of viscosity on the performance of a semi-axial electrical submersible pump (ESP) such as the ones used in offshore petroleum production. A single stage composed of an impeller with seven blades and a diffuser with seven vanes is considered. Flow simulations for water and other fluids with viscosity ranging from 60 to 1020 cP were performed with the aid of Computational Fluid Dynamics, and both design and off-design flow rates and impeller speeds were investigated. The numerical model was compared with experimental measurements of the static pressure difference on a given stage of a three-stage ESP system. Results showed good agreement between the numerical and the measured pressure difference values. As a main objective, the pump performance degradation relative to viscosity is analyzed for several conditions regarding design and off-design operation. The flow field pattern associated with the effect of viscosity is also analyzed. Studying the pump performance degradation cause by viscosity, especially for off-design operation like this work is also intended, is a current and ongoing demand in offshore petroleum production. In association with that, understanding the flow field pattern for those scenarios, which seems to be very particular for each pump, should help to contribute to the related literature in this field.