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CONCEPTOS BASICOSBOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA:

Mquina para desplazar lquidos.

Le da al fluido la energa necesaria para su desplazamiento a travs del sistema.CONCEPTOS BASICOS

PARTES PRINCIPALES DE UNA BOMBA:

CONCEPTOS BASICOS

RODAMIENTOSIMPULSOR, IMPELENTE O RODETEEJECARCASA, CAJA O VOLUTA

SOPORTE DE ROD.SISTEMA DE SELLADO

TIPOS DE IMPULSOR:

CONCEPTOS BASICOSIMPULSOR ABIERTO

IMPULSOR SEMI ABIERTOIMPULSOR CERRADO

CAUDAL:

Es el volumen de lquido desplazado por la bomba en una unidad de tiempo.

Se expresa generalmente en litros por segundo (l/s), metros cbicos por hora (m/h), galones por minuto (gpm), etc.CONCEPTOS BASICOS

ALTURA DE LA BOMBA (H):

Es la energa neta transmitida al fluido

Se representa como la altura de una columna de lquido a elevar.

Se expresa normalmente en metros del lquido bombeado. CONCEPTOS BASICOS

CONVERSION DE UNIDADES (CAUDAL):

1 l/s = 3.6 m/h 1 m/h = 4.4 gpm 1 l/s = 15,85 gpmCONVERSION DE UNIDADES (PRESION):

1 bar = 10,3 m 1 bar = 14,7 psi 1 psi = 0,7 m 1 m = 3 Hg

CONCEPTOS BASICOS

GRAVEDAD ESPECIFICA (S):

Es la relacin entre la masa del lquido bombeado (a la temperatura de bombeo) y la masa de un volumen idntico de agua a 15.6 C. (Relacin de densidades)

Se considera S=1 para el bombeo de agua.

CONCEPTOS BASICOS

EFICIENCIA DE LA BOMBA (h):

Representa la capacidad de la mquina de transformar un tipo de energa en otro.

Es la relacin entre energa entregada al fluido y la energa entregada a la bomba.

Se expresa en porcentaje. Potencia hidrulicaPotencia al eje de la bombaCONCEPTOS BASICOSh =

PERDIDAS DE ENERGIA EN BOMBA CENTRIFUGAS:CONCEPTOS BASICOS

Recirculacin (volumtrica)Prdidas en la entrada del impulsor (Hidrulica)Prdidas por friccin (hidrulica)Friccin del Impulsor (Mecnica)Prdidas por Friccin (mecnica)Filtraciones en la Prensaestopa (Volumtrica)

EFICIENCIA DE LA BOMBA (h):

h = h mecnica x h hidrulica x h volumtrica CONCEPTOS BASICOS

POTENCIA ABSORBIDAPotencia absorbida por la bomba en su punto de trabajo. Pabs = Q x H x S P: Potencia ( HP ) 75 x h Q: Caudal ( l/s ) H: Altura ( m )S : Gravedad especfica h: Eficiencia ( % )CONCEPTOS BASICOS

ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT o HDT)

ADT = Hd + Hs + hf d + hf s + Padic.

Hd = Altura esttica de descarga. (+) si la descarga est por encima del eje de la bomba y (-) si est por debajo

Hs = Altura esttica de succin. (-) si la succin est por encima del eje de la bomba y (+) si est por debajo

hf d = prdidas por friccin en la descarga

hf s = prdidas por friccin en la succin

Padic = cualquier presin adicional que deba vencerse dentro del sistema. Ejm : Lavador de gases, centrfugas, filtros, intercambiador de calor.

CONCEPTOS BASICOS

ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT o HDT)

ADT = Hd + Hs + hf d + hf s + Padic.

En el clculo del ADT cualquier valor a favor de la bomba se considerar con signo negativo y cualquier valor en contra, con signo positivo.

Para efectos prcticos:

Pmanmetro = Hd + hfd + Padic.

Pvacumetro = - (Hs + hf s)

ADT = Pmanmetro - Pvacumetro

CONCEPTOS BASICOS

CURVAS DE BOMBAS CENTRFUGAS

CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS:

Se define como curva H-Q

La Altura ( H ), la Eficiencia (h), el NPSH requerido (NPSHr) y la Potencia Absorbida (P) estn en funcin del Caudal (Q) .

Estas curvas se obtienen ensayando la bomba en el Pozo de Pruebas.CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA BOMBA:

CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Eficiencia VelocidadModelo Curvas de Potencia Dimetro impulsor Curva de NPSH (Dim.Mx.)

CURVA DEL SISTEMA

CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGASCURVA DEL SISTEMA:

Un Sistema es el conjunto de tuberas y accesorios que forman parte de la instalacin de una bomba centrfuga.

Cuando queremos seleccionar una bomba centrfuga debemos calcular la resistencia al flujo del lquido que ofrece el sistema. La bomba debe suministrar la energa necesaria para vencer esta resistencia ms la altura esttica total . La altura esttica total es una magnitud que generalmente permanece constante para diferentes caudales mientras que la resistencia de las tuberas y accesorios varan con el caudal.

CURVA DEL SISTEMA:

De lo anterior se deduce que tcnicamente hablando las bombas proporcionan caudal y no presin ,ya que sta depender siempre de la curva del sistema. La bomba suministrar siempre la presin que el sistema le pida para un caudal determinadoCURVA DEL SISTEMA

CALCULO DE LA CURVA DEL SISTEMA

El caudal requerido se dividir por 3 (el resultado se redondea al valor superior). Este valor ser el intervalo. Se toman cinco puntos. P.e : si el caudal es 15 lps Intervalo= 15/3 = 5. Los puntos para tabular sern: 5, 10, 15, 20 y 25 lpsCon estos valores se calcula las prdidas para el sistema dado. Estos valores se tabulan con su caudal respectivo. Se ubica una Curva de Operacin adecuada para los puntos tabulados. Sobre esta curva se ubica en primer lugar la Altura Esttica Total (Hest total) sobre el Eje Y (H). Luego se ubica los puntos tabulados. Se unen los puntos comenzando por Hest total y se construye la Curva del Sistema .Esta Curva del Sistema corta a la Curva de Operacin de la bomba. Este punto de interseccin ser el PUNTO DE OPERACION del equipo.CURVA DEL SISTEMA

CURVA DEL SISTEMA-PUNTO DE OPERACION:

CURVA DEL SISTEMA

PRDIDAS EN TUBERAS Y ACCESORIOS

CALCULO DE PERDIDAS EN TUBERIAS:FORMULA DE HAZEN - WILLIAMS

hF = 1760 x L ( Q / C )^1.43D^4.87 PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOShF : Prdidas (m)L:Longitud de la tubera (m)Q:Caudal (lps)C:Coeficiente de Hazen WilliamsD:Dimetro de la tubera (pulg.)

CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS:METODO DEL KPERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS

k=Factor de friccin (depende del tipo de vlvula o accesorio ).v = Velocidad media (Q/area) (m/seg).g = Aceleracin de la gravedad (9.8 m2/seg).El valor de v2/2g o el valor de v se encuentran en las tablas de prdidas

CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS:METODO DEL KPERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS

CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS:METODO DE LA LONGITUD EQUIVALENTEPERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOSTodo accesorio puede ser reemplazado por un valor delongitud de tubera equivalente. Este valor representa la longitud de tubera que generara la misma prdida que el accesorio en cuestin al pasar un caudal determinado.

Por ejemplo:01 Codo de 90 de 4 equivale a 10.10 m de tubera de 401 Vlvula Mariposa de 12 equivale a 34.80 m de tubera de 12

LEYES DE AFINIDAD

LEYES DE AFINIDAD:

Relaciones que permiten predecir el rendimiento de una bomba a distintas velocidades. Se tiene:

1. El caudal (Q) vara directamente con relacin de velocidades.2. La altura (H) vara en razn directa al cuadrado de la relacin de velocidades.3. La potencia absorbida (P) vara en razn directa al cubo de la relacin de velocidades .

LEYES DE AFINIDAD

LEYES DE AFINIDAD:

Q2= Q1(n2/n1) H2= H1(n2/n1) P2= P1(n2/n1)

n2, n1 : Velocidades (rpm)

LEYES DE AFINIDAD

LEYES DE AFINIDAD:Para el caso de bombas con impulsor cerrado (en donde el dimetro se puede rebajar), se cumple que: n2/n1 = d2/d1 Q2= Q1(d2/d1) H2= H1(d2/d1) P2= P1(d2/d1)d2, d1 : dimetros de impulsor (mm)n2,n1 : velocidades (rpm)

LEYES DE AFINIDAD

SUCCIN DE LA BOMBA, CAVITACIN Y NPSH

Succion PositivaSUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

Succion NegativaSUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

CAVITACION:

Fenmeno que ocurre cuando la presin absoluta dentro del impulsor se reduce hasta alcanzar la presin de vapor del lquido bombeado y se forman burbujas de vapor. El lquido comienza a hervir.

Estas burbujas implosionan al aumentar la presin dentro de la bomba originando erosin del metal, especialmente en el impulsor.

Se manifiesta como ruido, vibracin, reduccin del caudal y presin . Originan deterioro prematuro de sellos mecnicos, rodamientos, retenes, etc.

SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

CAVITACIN CAVITACIN

Ruido VibracinReduccin del caudalReduccin de la presin de descarga.SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

NPSH (Net Positive Suction Head)Carga neta positiva de succin.Es la cada interna de presin que sufre un fluido cuando ingresa al interior de una bomba centrfuga.SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

NPSH requerido

Energa mnima (presin) requerida en la succin de la bomba para permitir un funcionamiento libre de cavitacin. Se expresa en metros de columna del lquido bombeado. Es proporcionado por el fabricante.

SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

CASOS ESPECIALESNPSH requerido con impulsor recortadoAplica para impulsores cerrados que se pueden recortarUsar Ley de Afinidad para dimetro mximo y dimetro recortado y hallar nuevas condiciones de operacin.Con estas nuevas condiciones se calcula NPSH para el dimetro recortado

SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

NPSHrequerido:

Para calcular, por

ejemplo, el NPSH

requerido para Q= 10

lps y ADT = 20 m, es

decir el dimetro de

110 mm, se proceder

como se indica en el

grfico.SUCCION DE LA BOMBA

0

SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

NPSH disponible

Energa disponible sobre la presin de vapor del lquido en la succin de la bomba. Se expresa en metros de columna del lquido bombeadoDepende del sistema

Factores que influyen: Tipo de lquidoTemperatura del lquidoAltura sobre el nivel del mar (Presin atmosfrica)Altura de succinPrdidas en la succinSUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

NPSHdisponible

NPSHd = (P+Patm- Pv) + Hs Hfs g.e.NPSHd: NPSH disponible (m)Pa: Presin absoluta en el recipiente de succin (m). Si succiona de la atmsfera entonces Pa = 0Patm: Presin atmosfrica (m). Pv: Presin de vapor absoluta del lquido en psi (m) a la temperatura de bombeog.e.: Gravedad especfica del lquido a la temperatura de bombeoHs: Altura de succin ( + - ) (m)hfs : Prdidas por friccin en la tubera de succin (m)Presin atmosfrica = 10.33 m / 33.90 pies / 1 atm / 14.7 psi SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

PARA QUE LA BOMBA NO CAVITE:

NPSHdisponible NPSHrequerido + 0,5 mSUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH

SUMERGENCIASUMERGENCIA MNIMAEs la altura (S) de liquido, necesaria sobre la seccin de entrada (vlvula de pie campana, tubo, etc.), para evitar la formacin de remolinos (vrtex o vrtices) que puedan afectar al buen funcionamiento de la bomba.

SUMERGENCIA MNIMA

SUMERGENCIA MNIMA

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELOBOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN SERIESe dice que dos bombas funcionan en serie cuando la totalidad del lquido que sale de una bomba entra en la siguiente:

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN SERIESe puede observar que el caudal que circula por cada bomba es el mismo, mientras que la altura total recibida por el fluido, es la suma de las alturas entregadas por las bombas:

Q T = Q A = Q B

H T = H A + HBBOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN SERIEA partir de lo anterior se puede construir la curva caracterstica de trabajo en serie.

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN SERIEComportamiento de la curva del sistema

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN PARALELOSe dice que dos bombas funcionan en paralelo cuando el caudal total del fluido que circula en el sistema se divide en dos partes entrando cada una de ellas a una bomba y luego se vuelven a unir:

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN PARALELOSe puede observar que el caudal total es la suma de los caudales que circulan por las bombas, efectundose esta divisin de caudal de tal forma que la carga entregada por cada bomba sea la misma :

Q T = Q A + Q BH T = H A = HB

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN PARALELOA partir de lo anterior se puede construir la curva caracterstica de trabajo en paralelo.

BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO

BOMBAS EN PARALELOComportamiento de la curva del sistema

PREGUNTAS?

MUCHAS GRACIAS!!Hoja1FittingKFittingKValves:Elbows:Globe, fully open10Regular 90, flanged0.3Angle, fully open2Regular 90, threaded1.5Gate, fully open0.15Long radius 90, flanged0.2Gate 1/4 closed0.26Long radius 90, threaded0.7Gate, 1/2 closed2.1Long radius 45, threaded0.2Gate, 3/4 closed17Regular 45, threaded0.4Swing check, forward flow2Swing check, backward flowinfinityTees:Line flow, flanged0.2180 return bends:Line flow, threaded0.9Flanged0.2Branch flow, flanged1Threaded1.5Branch flow, threaded2

Hoja2

Hoja3