¿Cómo podemos bombear agua a una altura de más de 10,3 metros? ¿Cómo lo hacen las compañías mineras?

Supongo que los 10.3 metros es el número que calculó cuando convirtió 1 atmósfera en el nivel de la columna de agua.

Sin embargo, 10.3 metros es el límite que puede levantar con una aspiradora. La razón es porque su pregunta se basa en bombas de vacío que utilizan presión atmosférica para hacer el trabajo pesado. En otras palabras, hay suficiente presión del aire a nuestro alrededor para empujar el agua hacia arriba por un tubo de 10,3 metros, siempre que no haya aire empujando hacia abajo dentro del tubo (también conocido como vacío).

Sin embargo, casi no hay límite para la altura con la que puede bombear agua con presión positiva. Estaría más limitado por las tuberías que por las bombas en sí. Puede obtener fácilmente bombas disponibles en el mercado que pueden generar suficiente presión para bombear agua a una altura superior a 42 kilómetros, aunque muy lentamente y suponiendo una estructura para contener toda su tubería …

Sin embargo, incluso con bombas de alta presión, muchas instalaciones altas (o profundas) utilizan estaciones de refuerzo. 100 psi (7 bar) es suficiente para superar los 70 metros, en cuyo caso simplemente instala otra bomba para sus próximos 70 metros.

En caso de que quieras calcular cuánta presión necesitas para una altura determinada:

P = ρgh, presión = densidad x gravedad x elevación.

  1. Calcule la cantidad de líquido que tiene que transferir.
  2. Calcule las especificaciones de potencia de la primera bomba de alimentación.
  3. Calcular tamaño de línea
  4. Calcular adiciones como reductores y válvulas especiales.
  5. Calcule la segunda bomba de alimentación que no debe aceptar fluido no más que la primera bomba. Me refiero a la tasa.
  6. Solo está induciendo a las bombas a levantarlo de un punto a otro al igual que los enrutadores de Internet.
  7. Las válvulas generalmente realizan algunas tareas como aumentar o disminuir la velocidad o la presión. Debe estudiar las válvulas en profundidad para diseñar el sistema de tuberías que se utilizará en aplicaciones subterráneas donde los errores no son aceptables. Nunca trabajé en tuberías subterráneas y de alcantarillado. Trabajé en tuberías de gas y vapor y productos químicos y no tuve una transferencia continua de bomba a bomba. Por lo general, hay estaciones gobernadas para minimizar las pérdidas.

* olvidé mencionar los depósitos secundarios, ya que a ningún diseñador le encantaría cavitar bombas. 😉

2da Edición

Supongamos que mi punto B está a 500 MTS por encima del punto y deseo transferir fluido sin ningún depósito secundario. ¿Cómo puedo hacerlo?

Consideraciones
A. No se permiten depósitos
B. Sin pérdida de fluidos.
C. Diseño para seguridad
D. No hay pérdida de presión aguda en el punto B de lo requerido

Así es como puedes hacerlo.
Usar bombas paralelas
Una línea de descarga.
Dimensionamiento adecuado de la línea de acuerdo con la presión requerida para mantener, la capacidad de las bombas y la elevación.
Uso de válvulas de retención y cálculo muy preciso sobre NRV
Una válvula de compuerta / globo
Placa de orificio si hay tuberías horizontales presentes en el diseño
Una válvula de control en el punto B
Una línea de descarga para mantener el encabezado
Caudalímetro para medir flujo.
Filtros cerca de la descarga de la bomba.
Juntas de expansión en entrada y salida para mayor seguridad.

Finalmente especificaciones de material.

Para alcanzar esta altura, el agua necesita suficiente energía cinética para que después de alcanzar esa altura se almacene en forma de energía potencial.

Si suponemos que 1 kg de agua se elevará a una altura de 10,3 m, entonces debe tener energía cinética;

Según la conservación de energía;
energía cinética = energía potencial almacenada a la altura ‘h’

kE = 1 * 9.8 * 10.3

= 100.94J

Para proporcionar mucha más energía, se proporciona un motor de inducción pesado con un suministro eléctrico pesado incluso de varios miles de voltios.

O la bomba produce suficiente presión para elevar el fluido a esa altura, o varias bombas están situadas en serie y sus presiones son aditivas.

Mi pozo tiene 375 pies de profundidad y mi casa es otros 50 pies más alto y luego el segundo piso otros 9 pies. Mi bomba sumergible funciona sin problemas y es minúscula en comparación con una bomba de minería. La mía es de 3/4 hp y hay sumergibles utilizados en la industria del petróleo y el gas que tienen 375 hp o más. Debes estudiar un poco más los principios de física e ingeniería para comprender el proceso. Pero tampoco es ciencia espacial.

Coloque la bomba en la parte inferior en lugar de intentar aspirarla.

Para una mayor altura, se utilizan las bombas alternativas, estas son de baja descarga pero de gran altura.