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Bombas centrifugas

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Bombas centrifugas

  1. 1. CONCEPTOS BASICOS BOMBAS CENTRIFUGAS I
  2. 2. <ul><li>BOMBA: </li></ul><ul><ul><li>Máquina para desplazar líquidos. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se basa en la forma más económica de transportar fluidos: Tuberías. </li></ul></ul><ul><ul><li>Le da al fluido la energía necesaria para su desplazamiento. </li></ul></ul><ul><ul><li>Transporta al fluido de una zona de baja presión a una de alta presión. </li></ul></ul>CONCEPTOS BASICOS
  3. 3. PARTES PRINCIPALES DE UNA BOMBA: CONCEPTOS BASICOS
  4. 4. IMPULSOR: CONCEPTOS BASICOS
  5. 5. IMPULSOR: CONCEPTOS BASICOS IMPULSOR SEMI-ABIERTO IMPULSOR CERRADO
  6. 6. <ul><li>CAUDAL: </li></ul><ul><ul><li>Es el volúmen de líquido desplazado por la bomba en una unidad de tiempo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se expresa generalmente en litros por segundo (l/s), metros cúbicos por hora (m³/h), galones por minuto (gpm), etc. </li></ul></ul>CONCEPTOS BASICOS
  7. 7. <ul><li>CAUDAL: </li></ul><ul><ul><li>1 l/s = 3.6 m³/h = 15.8 gpm </li></ul></ul><ul><ul><li>1 m³/h = 0.28 l/s = 4.38 gpm </li></ul></ul><ul><ul><li>1 gpm = 0.063 l/s = 0.23 gpm </li></ul></ul>CONCEPTOS BASICOS
  8. 8. <ul><li>ALTURA DE LA BOMBA (H): </li></ul><ul><ul><li>Es la energía neta transmitida al fluido por unidad de peso a su paso por la bomba centrífuga. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se representa como la altura de una columna de líquido a elevar. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se expresa normalmente en metros del líquido bombeado. </li></ul></ul>CONCEPTOS BASICOS
  9. 9. ALTURA DE LA BOMBA (H): CONCEPTOS BASICOS H =  H + (P2 - P1) + ( C2 ² - C1 ² ) / 2g
  10. 10. ALTURA DE LA BOMBA (H) - Ejemplo: CONCEPTOS BASICOS H = 0.8 + (56.3 + 3.46) + (3.08 ² - 1.37 ² ) / 2g H = 0.8 + 59.8 + 0.4 H = 60.9 m ( 1 psi = 0.704 m ) ( 1 “Hg = 0.346 m ) ( g = 9.81 m/s² ) Q = 25 l/s
  11. 11. <ul><li>GRAVEDAD ESPECIFICA (S): </li></ul><ul><ul><ul><li>Es la relación entre la masa del líquido bombeado (a la temperatura de bombeo) y la masa de un volumen idéntico de agua a 15.6 °C. (Relación de densidades) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se considera S = 1 para el bombeo de agua. </li></ul></ul></ul>CONCEPTOS BASICOS
  12. 12. <ul><li>POTENCIA HIDRAULICA (P H ): </li></ul><ul><ul><li>Es la energía neta transmitida al fluido. </li></ul></ul><ul><li> </li></ul><ul><li> P H  =  x Q x g x H </li></ul><ul><li>ó </li></ul><ul><li> P H  = Q x H x S P H : P.Hidráulica ( HP ) </li></ul><ul><li> 75 Q : Caudal ( l/s ) </li></ul><ul><li> H : Altura ( m ) </li></ul><ul><li> S : Gravedad específica </li></ul><ul><li>( 1 para agua limpia ) </li></ul>CONCEPTOS BASICOS
  13. 13. <ul><li>EFICIENCIA DE LA BOMBA (  ): </li></ul><ul><ul><li>Representa la capacidad de la máquina de transformar un tipo de energía en otro. </li></ul></ul><ul><ul><li>Es la relación entre energía entregada al fluido y la energía entregada a la bomba. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se expresa en porcentaje. </li></ul></ul><ul><li> Potencia hidráulica </li></ul><ul><li>Potencia al eje de la bomba </li></ul>CONCEPTOS BASICOS   =
  14. 14. PERDIDAS DENTRO DE LA BOMBA: CONCEPTOS BASICOS
  15. 15. PERDIDAS DENTRO DE LA BOMBA: CONCEPTOS BASICOS
  16. 16. PERDIDAS DENTRO DE LA BOMBA: CONCEPTOS BASICOS
  17. 17. <ul><li>POTENCIA DE LA BOMBA ( P ): </li></ul><ul><ul><li>Potencia entregada por el motor al eje de la bomba. </li></ul></ul><ul><li> P  = Q x H x S P : Potencia ( HP ) </li></ul><ul><li> 75 x  Q : Caudal ( l/s ) </li></ul><ul><li> H : Altura ( m ) </li></ul><ul><li>S : Gravedad específica </li></ul><ul><li>( 1 para agua limpia ) </li></ul><ul><li> : Eficiencia ( % ) </li></ul>CONCEPTOS BASICOS
  18. 18. CURVA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
  19. 19. <ul><li>CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS: </li></ul><ul><ul><li>La Altura ( H ), la Eficiencia (  ), el NPSH requerido (NPSHr) y la Potencia Absorbida (P) están en función del Caudal (Q) . </li></ul></ul><ul><ul><li>Estas curvas se obtienen ensayando la bomba en el Pozo de Pruebas. </li></ul></ul>CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  20. 20. CURVA DE UNA BOMBA: CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  21. 21. CURVA DE UNA BOMBA: MODELO DE LA BOMBA CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  22. 22. CURVA DE UNA BOMBA: VELOCIDAD CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  23. 23. CURVA DE UNA BOMBA: CURVA H-Q CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  24. 24. CURVA DE UNA BOMBA: CURVA DE EFICIENCIA CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  25. 25. CURVA DE UNA BOMBA: CURVA DE POTENCIA CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  26. 26. CURVA DE UNA BOMBA: DIAMETRO CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  27. 27. <ul><li>LEYES DE AFINIDAD: </li></ul><ul><li>Relaciones que permiten predecir el rendimiento de una bomba a distintas velocidades. </li></ul><ul><li>Cuando se cambia la velocidad: </li></ul><ul><ul><li>1. El Caudal varía directamente con la velocidad. </li></ul></ul><ul><ul><li>2. La Altura varía en razón directa al cuadrado de la velocidad. </li></ul></ul><ul><ul><li>3. La Potencia absorbida varía en razón directa al cubo de la velocidad. </li></ul></ul>CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  28. 28. <ul><li>LEYES DE AFINIDAD: </li></ul><ul><ul><li>Q 2 = Q 1 (n 2 /n 1 ) </li></ul></ul><ul><ul><li>H 2 = H 1 (n 2 /n 1 )² </li></ul></ul><ul><ul><li>P 2 = P 1 (n 2 /n 1 )³ </li></ul></ul><ul><ul><li>n 2, n 1 : Velocidades (rpm) </li></ul></ul>CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
  29. 29. PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
  30. 30. <ul><li>VISCOSIDAD: </li></ul><ul><ul><ul><li>Resistencia al flujo. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Aumenta con la disminución de la temperatura . </li></ul></ul></ul>PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
  31. 31. <ul><li>FACTORES QUE PROVOCAN PERDIDAS: </li></ul><ul><ul><ul><li>Viscosidad del fluido </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Velocidad del flujo ( Caudal, diámetro de la tubería ) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Rugosidad de la tubería ( Material, edad ) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Turbulencia del flujo ( Válvulas y accesorios ) </li></ul></ul></ul>PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
  32. 32. CALCULO DE PERDIDAS EN TUBERIAS: FORMULA DE HAZEN - WILLIAMS h F = 1760 x L ( Q / C )^1.43 D^4.87 PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS h F : Pérdidas (m) L : Longitud de la tubería C : Coeficiente de pérdidas Tubería de acero : C=110 Tubería de PVC : C = 140 D : Diámetro de la tubería (pulg.)
  33. 33. CALCULO DE PERDIDAS EN TUBERIAS: FORMULA DE HAZEN - WILLIAMS PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS Material Condición C HW Fierro Fundido Todo 100 Fierro galvanizado Todo 100 Concreto Todo 110 Hierro Fundido Con revestimiento 135 a 150 Encostrado 80 a 120 PVC Todo 150 Asbesto Cemento Todo 140 Polietileno Todo 140 Acero soldado   12 120 8    10 119 4    6 118 Acero bridado   24 113 12    20 111 4    10 107 Limitaciones: T° Normales,   2” , V  3 m/seg
  34. 34. CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS: METODO DEL “K” PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS k = Factor de fricción (depende del tipo de válvula o accesorio ). v = Velocidad media (Q/area) (m/seg). g = Aceleración de la gravedad (9.8 m 2 /seg).
  35. 35. CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS: METODO DEL “K” PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
  36. 36. PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
  37. 37. PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS
  38. 38. PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS RANGOS APROXIMADOS DE VARIACION DEL “K”
  39. 39. CURVA DEL SISTEMA
  40. 40. CURVA DEL SISTEMA: Un «Sistema» es el conjunto de tuberías y accesorios que forman parte de la instalación de una bomba centrífuga. Cuando queremos seleccionar una bomba centrífuga debemos calcular la «resistencia» al flujo del líquido que ofrece el sistema completo a través sus componentes (tuberías más accesorios). La bomba debe suministrar la energía necesaria para vencer esta resistencia que esta formada por la altura estática más las pérdidas en las tuberías y accesorios . La altura estática total es una magnitud que generalmente permanece constante para diferentes caudales mientras que la resistencia de las tuberías y accesorios varían con el caudal. CURVA DEL SISTEMA
  41. 41. ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT): Energía que requiere el fluido en el sistema para trasladarse de un lugar a otro. ADT = H geo + ( P a - P b ) + ( V a ² - V b ² ) / 2g +  H f CURVA DEL SISTEMA Altura estática total (m) Diferencia de presiones absolutas (m) Diferencia de energías de velocidad (m) Pérdidas en las tuberías y accesorios (m)
  42. 42. ADT = H geo + ( P a - P b ) + ( V a ² - V b ² ) / 2g +  H f CURVA DEL SISTEMA
  43. 43. ADT = H geo +  H f CURVA DEL SISTEMA
  44. 44. CURVA DEL SISTEMA-PUNTO DE OPERACION: CURVA DEL SISTEMA
  45. 45. SUCCION DE LA BOMBA CAVITACION Y NPSH
  46. 46. SUCCION DE LA BOMBA Hs ( + ) Hs ( - ) SUCCION NEGATIVA SUCCION POSITIVA
  47. 47. <ul><li>CAVITACION: </li></ul><ul><li>Fenómeno que ocurre cuando la presión absoluta dentro del impulsor se reduce hasta alcanzar la presión de vapor del líquido bombeado y se forman burbujas de vapor. El líquido comienza a “hervir”. </li></ul><ul><li>Estas burbujas colapsan al aumentar la presión dentro de la bomba originando erosión del metal. </li></ul><ul><li>Se manifiesta como ruido, vibración; reducción del caudal, de la presión y de la eficiencia. Originan deterioro del sello mec ánico. </li></ul><ul><li>NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD) </li></ul>SUCCION DE LA BOMBA
  48. 48. <ul><li>NPSH requerido : </li></ul><ul><li>Energía mínima (presión) requerida en la succión de la bomba para permitir un funcionamiento libre de cavitación. Se expresa en metros de columna del líquido bombeado. </li></ul><ul><li>Depende de: </li></ul><ul><li>-Tipo y diseño de la bomba </li></ul><ul><li>-Velocidad de rotación de la bomba </li></ul><ul><li>-Caudal bombeado </li></ul>SUCCION DE LA BOMBA
  49. 49. NPSH requerido : SUCCION DE LA BOMBA NPSR req
  50. 50. <ul><li>NPSH disponible : </li></ul><ul><li>Energía disponible sobre la presión de vapor del líquido en la succión de la bomba. Se expresa en metros de columna del líquido bombeado </li></ul><ul><li>Depende de: </li></ul><ul><li>-Tipo de líquido </li></ul><ul><li>-Temperatura del líquido </li></ul><ul><li>-Altura sobre el nivel del mar </li></ul><ul><li>(Presión atmosférica) </li></ul><ul><li>- Altura de succión </li></ul><ul><li>- Pérdidas en la succión </li></ul>SUCCION DE LA BOMBA
  51. 51. SUCCION DE LA BOMBA DISTRIBUCION DE ENERGIA EN LA SUCCION DE LA BOMBA
  52. 52. NPSH disponible : SUCCION DE LA BOMBA S <ul><ul><li>NPSH d = Pa - Pv + Hsuc - Hf </li></ul></ul>Pa : Presi ón atmosférica (m) Pv : Presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo S : Gravedad específica del líquido bombeado Hsucc: Altura de succión ( + ó - ) (m) Hf : Pérdidas por fricción en la tubería de succión (m)
  53. 53. Pv y Pa: SUCCION DE LA BOMBA
  54. 54. PARA QUE LA BOMBA NO CAVITE: SUCCION DE LA BOMBA <ul><ul><li>NPSH disponible > NPSH requerido </li></ul></ul>
  55. 55. ESQUEMA DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA
  56. 56. ESQUEMA DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA
  57. 57. ESQUEMA DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA
  58. 58. RECOMENDACIONES DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA BIEN MAL
  59. 59. RECOMENDACIONES DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA BIEN MAL
  60. 60. RECOMENDACIONES DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA BIEN MAL
  61. 61. RECOMENDACIONES DE INSTALACION: SUCCION DE LA BOMBA
  62. 62. SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
  63. 63. <ul><li>INFORMACION REQUERIDA: </li></ul><ul><ul><li>1. DEFINIR LA APLICACIÓN </li></ul></ul><ul><ul><li>2. CAUDAL A MOVER </li></ul></ul><ul><ul><li>3. ALTURA A DESARROLLAR </li></ul></ul><ul><ul><li>4. NPSH DISPONIBLE </li></ul></ul><ul><ul><li>5. CARACTERISTICAS DEL LIQUIDO </li></ul></ul><ul><ul><li>6. VELOCIDAD DE BOMBA </li></ul></ul><ul><ul><li>7. FORMA DE LAS CURVAS DE OPERACION </li></ul></ul><ul><ul><li>8. CONSTRUCCION </li></ul></ul>SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
  64. 64. SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
  65. 65. SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA EJE LIBRE LIQUIDO : AGUA LIMPIA A 30°C CAUDAL : 15 l/s ADT : 35 m CONDICIONES DE OPERACION:
  66. 66. SELECCION DE UNA BOMBA ABACO DE SELECCION A 3600 RPM:
  67. 67. SELECCION DE UNA BOMBA CURVA INDIVIDUAL BOMBA 50 - 125: CAUDAL : 15 l/s ADT : 35 m EFICIENCIA : 69% POTENCIA ABS.: 10.1 HP POT. MAXIMA : 13 HP VELOCIDAD : 3480 RPM DIAM. IMPULSOR: 141 mm NPSHr : 3 m
  68. 68. BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE

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