BOMBAS BOMBAS

HIDRAULICAS

CLASIFICACIÓN

CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBAS HIDRÁULICAS

IMPORTANCIA:

• Predecir el funcionamiento de la bomba en la instalación

hidráulica a un determinado número de revoluciones.

• Permite encontrar el punto óptimo de funcionamiento de la

bomba.

• Escoger la bomba adecuada para la instalación hidráulica en • Escoger la bomba adecuada para la instalación hidráulica en

estudio.

• Definir parámetros hidráulicos para evitar el problema de la

Cavitación.

• Evaluar las características de las bombas con diferentes

diámetros de impulsores.

1. Altura en función del caudal (Hm vs. Q). Fig. a

2. Potencia en función del caudal (N vs. Q). Fig. b

3. Rendimiento en función del caudal (η vs. Q). Fig. c

Estas curvas son obtenidas en laboratorios hidráulicos

CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBASHIDRÁULICAS

Estas curvas son obtenidas en laboratorios hidráulicos

propios del fabricante y distribuidas comercialmente en

catálogos.

ALTURA DE EULER

M = F x r

Hidráulicamente Mecánicamente

M = F x r

ALTURA MANOMÉTRICA

� Curva Altura manométrica vs Caudal: Hm= f(Q)

� La forma analítica de la curva característica carga-capacidad de una bomba

centrífuga responde a una parábola de segundo grado de la forma

� Para obtener esta ecuación se obtienen una serie de puntos de

funcionamiento medidos en el banco de ensayo, calculándose los

coeficientes A, B, C por medio de un ajuste por el método de los mínimos

cuadrados.

� Reemplazando los datos:

Resolviendo el sistema de ecuaciones, finalmente se obtiene la � Resolviendo el sistema de ecuaciones, finalmente se obtiene la

ecuación:

� Curva Potencia vs. Caudal: N= f(Q)

� Curva Rendimiento vs. Caudal: n= f(Q)En algunas ocasiones es necesario también disponer de la curva de rendimientos de una bomba centrífuga en forma analítica. Para ello se adopta una expresión parabólica que pase por el origen de coordenadas, adopta una expresión parabólica que pase por el origen de coordenadas, resultando:

Los coeficientes D y E se obtienen por medio de un ajuste por mínimos cuadrados, a partir de una serie de puntos medidos en el banco de ensayos o tomados del catálogo.

CURVA CARACTERISTICA COMERCIAL DE UNA BOMBA

CURVAS PARA DIFERENTES DIÁMETROS

� Las variables de funcionamiento se pueden convertir en

variables adimensionales utilizando el teorema de

Buckingham, de modo que aparecen tres parámetros nuevos

de funcionamiento, adimensionales, en las bombas:

LEYES DE SEMEJANZA

LEYES DE SEMEJANZA

� Si el diámetro es igual entonces:

� Si el número de revoluciones es constante:

ESTUDIO DE CASOS (EJEMPLOS, EJERCICIOS)

PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA

� Curva de la bomba Hm y curva resistente (tubería) Hr

Hm= f(Q)

y Hr = f(Q)

El punto de trabajo de una bomba depende de la característica motriz que

presenta y de la característica resistente a vencer.

Tr hfZH +=y Hr = f(Q) Tr hfZH +=

•Weisbach-Darcy y Manning: 2

vT qKhf ⋅=

•Williams-Hazen

852,1

vT qKhf ⋅=

Tv

T LDC

qhf ⋅

⋅

⋅=

871,4852,1

852,1671,10

El punto de operación, de trabajo o funcionamiento de la instalación

corresponderá a aquel caudal que iguale la altura motriz a la resistente

CASO DE ESTUDIO (EJERCICIO)Para la instalación de la Figura se desea bombear 70 l/s, represente la

curva resistente del sistema para tubería con 20 años de uso (C = 100).

Diga si es posible utilizar la bomba con el comportamiento en altura

manométrica y rendimiento en función del caudal impulsado que se indican

en la tabla.

Q Hm ηηηηQ

(l/s)

Hm(m)

ηηηη

(%)

0 29,0 0

20 25,0 30,0

40 21,4 57,0

60 18,7 77,0

80 15,7 82,0

100 11,4 75,0

120 6,1 46,0

SOLUCIÓN

Q

(l/s)

hfT (m)

C = 100

Hr (m)

C = 100(l/s) C = 100 C = 100

10 0,01 17,61

20 0,04 17,64

30 0,08 17,68

40 0,14 17,74

50 0,22 17,82

60 0,31 17,91

70 0,42 18,02

80 0,54 18,14

90 0,68 18,28

100 0,83 18,43

DISCUSION DE RESULTADOS

� El punto de operación, determinado por la intersección de la

curva del sistema y la curva de carga-capacidad de la

bomba, indica que la bomba es capaz de suministrar una

unidad de peso (carga) que permite circular a través del

sistema, como máximo, un caudal de 65 l/s, valor inferior al sistema, como máximo, un caudal de 65 l/s, valor inferior al

deseado.

� Por otro lado observe como para un gasto igual a 70 l/s, la

bomba opera dentro de la zona de máxima eficiencia.

TROUBLESHOOTING TÍPICO (MANTENIMIENTO)