22.-Calculo Bombas y Estaciones Bombeo - EGB

CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO

0.50 m

0.05920 m3/s

1.00 m

Se toma 8 '' 0.2032 m

1.83 m/s

Valor de Vi se encuentra entre 1.0 y 3.0 m/s, según recomentacion para mantener dentro de valores normales la sobrepresion por golpe de ariete.

99.00 m

2.1.-Tuberia de Succion Diametro de la tuberia de Succion se determina tomando el mismo diametro de la impusion o un diametro comercial superior, la velocidad minima es de 0.45m/s y la velocidad maxima se limita según diametro de la tuberia, con el fin de reducir los problemas de cavitacion. Elegir 𝑉𝑠= 𝑄/� 0.05920 m3/s = 10 '' 𝑉𝑠= 0.0507 m2 1.17 m/s

98.00 m max.

150.00 m

96.00 m

1.00 m

100.00 m

2.00 m

10.47 ''

39.00 m

X = 50%

Altura Estatca Succion (max)

12 horas 24 horas

Altura Estatca Succion (min)

X = (𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝐵𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜)/ (24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠)= Caudal de Diseño es: 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜= 0.02960 m3/s 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜= 0.50 2.-Calculo de Diametros 2.1.-Tuberia de Impulsion �_𝑖=1.3𝑋^(1∕4) 0.266 m √𝑄= Por tanto la velocidad de la tuberia sera: 𝑉𝑖= 𝑄/� 0.05920 m3/s 𝑉𝑖= = 0.0324 m2

Impulsion

Calculos 1.-Caudal de Diseño Porcentaje de utlizacion de la Bomba en el dia es:

38.00 m

Geometria: Ingresar Cotas Ingresar Longitudes horizontales

Altura Estatca de Impusion (hi)

138.00 m

4.00 m

PVC

20 Años 29.60 L/s 12 horas 1500 m.s.n.m 14 °C 150

Succion

DATOS DEL PROYECTO Periodo de Diseño: Caudal Maximo Diario: N° Total Horas Bombeo al Dia: Altura sobre el nivel del mar: Temperatura del Agua: C de tuberia:

min.

0.74 m sumergencia

Velocidad maxima de Succion 1.60 m/s

Ing. Edwin Gamarra Barrera CIP 57389


𝑉𝑠= ''correcto'' (0.45 < 1.17 < 1.6) 3.-Calculo de la Altura Dinamica de Elevacion 3.1 Altura estatica total (Succion + Impulsion) Altura estatca de Succion = Altura estatca de Impulsion = Altura Estatca Total = 3.2 Perdidas en la Succion Ds = Si / No si no no si no no no no no no si no si si

10 ''

0.2540 m

100 m - 96 m = 138 m - 100 m =

4.00 m 38.00 m 42.00 m (1)

0.2540 m

Elemento Valvula Valvula Valvula Codo 90° Codo 45° Curva 90° Curva 45° Tee de Paso Tee de Salida Retencion Horizontal Entrada Salida Reduccion Excentrica Longitud de Tuberia Recta

Descripcion xDe pie con coladera De Compuerta/Cortna De Globo Radio xcortos Normal Rad/Diam: 1.1/2 Normal Directo Bilateral Liviano xbordex de Tuberia de Tuberia de Tuberia

Diametro 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 '' 10 ''

long. Equiv Cantidad

65.00 m

7.90 m

7.50 m 1.52 m 5.24 m

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1

Parcial 65.00 m

7.90 m

7.50 m 1.52 m 5.24 m 87.16 m

Usando la Ecuacion de Hazen - Williams 𝑄=0.2785.𝐶.�^2.63.𝐽^0.54

La altura dinamica de succion sera: Perdida en la Succion =

𝐽=

0.004202 m/m

0.004202 m/m x 87.16 m =

0.37 m (2) Ing. Edwin Gamarra Barrera CIP 57389


3.3 Perdidas en la Impulsion Di = Si / No si no no si no no no no si si no no si si

8 ''

0.2032 m

Elemento

Descripcion

Valvula Valvula Valvula Codo 90° Codo 45° Curva 90° Curva 45° Tee de Paso Tee de Salida Retencion Horizontal Entrada Salida Expansion Concentrica (12D) Longitud de Tuberia Recta

De Compuerta/Cortna De Compuerta/Cortna xDe pie con coladera Radio xcortos Normal Rad/Diam: 1.1/2 Normal Directo Bilateral Pesado xbordex de Tuberia de Tuberia de Tuberia

Diametro 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 '' 8 ''

long. Equiv Cantidad

1.40 m

6.40 m

13.00 m 25.00 m

2.44 m 192.00 m

1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1

Parcial 1.40 m

25.60 m

13.00 m 25.00 m

2.44 m 192.00 m 259.44 m

Usando la Ecuacion de Hazen - Williams 𝐽=

𝑄=0.2785.𝐶.�^2.63.𝐽^0.54

0.012459 m/m

La altura dinamica de succion sera: Perdida en la Succion = 0.012459 x 259.44 = 3.4 Altura por velocidad en la descarga (HVi) 𝐻𝑣𝑖= 〖𝑉𝑖〗 ^2/2� =

3.23 m (3) Vi=

1.83 m/s

0.17 m

0.17 m (4)

3.5 Altura Dinamica Total de Elevacion (Hdt) Altura Dinamica Total =

HDT = ( 1 ) + ( 2 ) + ( 3 ) + ( 4 )

42 m + 0.37 m + 3.23 m + 0.17 m =

45.769 m Ing. Edwin Gamarra Barrera CIP 57389

CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO Este resultado es el calculo para elcaso mas desfavorable es decir cuando el nivel del pozo es minimo.

4.-Selección de la Bomba Con los Valores del Caudal y la altura dinamica de elevacion se realiza la Selección de la Bomba 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜= 0.05920 m3/s 59.20 L/s Caudal de Diseño : Curva caracteristica de la Bomba H (m) 𝐻𝑑�= 45.769 m Altura Dinamica de Elevacion: 47.00 Curvas Caracteristicas Suministradas por Fabricantes de Bombas Velocidad del Rotor 1750 Rpm 46.00 Eficiencia del motor 76 % 45.00

Parte Pertnente de la Curva caracteristca de la Bomba Curva caracteristica de la Bomba Q (m3/s) H (m) 0.045 45.8 0.055 45.4 0.063 44.5 0.067 43.4 0.071 41.8

44.00

H (m) Bomba

43.00 42.00 41.00 40.00 39.00 0.040

0.045

0.050

0.055

0.060

0.065

0.070

0.075

Calculo de la Curva de Operación del Sistema para los Niveles Extremos (Maximo y Minimo) y para diferntes Caudales Se estableceran las condiciones de operación promedio de la estacion de bombeo, se repiten los calculos anteriores tomando caudales inferioores y superiores al caudal del diseño. Obteniendo: Curva de Operación del Sistema. Diametro de impulsion Q Perdidas (m) Altura Altura Estatca Altura Dinamica (m3/s) Succion Impulsion Vel (m) Min. Max. Min. Max. 0.000 0.00 0.00 0.00 40.00 42.00 40.00 42.00 0.045 0.22 1.95 0.10 40.00 42.00 42.26 44.26 0.050 0.27 2.36 0.12 40.00 42.00 42.75 44.75 0.055 0.32 2.82 0.15 40.00 42.00 43.29 45.29 0.060 0.38 3.31 0.17 40.00 42.00 43.86 45.86 Ing. Edwin Gamarra Barrera CIP 57389

CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO 0.065 0.070 0.075

0.44 0.50 0.57

3.84 4.41 5.01

0.20 0.24 0.27

40.00 40.00 40.00

42.00 42.00 42.00

44.48 45.15 45.85

46.48 47.15 47.85

50.000

48.000 f(x) = 70.5971151084 x^0.1519940019 f(x) = 75.5955860983x + 41.487024672 46.000

1; 45.8 2; 45.4 f(x) = - 142.4440298507x + 52.755130597

Curva Operación minima Curva Operacionmaxima Logarithmic (Curva Operacionmaxima) Power (Curva Operacionmaxima) Power (Curva Operacionmaxima) Linear (Curva Operacionmaxima) Curva Bomba Linear (Curva Bomba) Q,H de Diseño Bomba

3; 44.5 44.000

4; 43.4 5; 41.8

42.000

40.000

38.000

36.000 0.000

Q (m3/s) 0.000 0.045 0.050

0.010

0.020

H (min) 40.000 42.264 42.753

0.030

H (max) 42.000 44.264 44.753

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜= 0.05920 m3/s 59.20 L/s Rango de Operación de la Bomba en la estacion de Bombeo entre 𝑄𝑚𝑎�= 51.68 L/s Correcto: Dentro del Rango de Operación 𝑄𝑚𝑖�= 60.85 L/s 𝑄𝑝𝑟𝑜𝑚=


0.055 0.060 0.065 0.070 0.075

43.287 43.864 44.483 45.146 45.850

45.287 45.864 46.483 47.146 47.850

CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION 𝑄𝑚𝑖�= DE BOMBEO 𝑄𝑝𝑟𝑜𝑚=

59.20 L/s

Potencia de la Bomba: Potencia del motor:

44.642 m

Hdtpromedio

84%

Eficiencia ( e)

𝑃𝑏= (𝛾.𝑄𝑝𝑟𝑜𝑚.𝐻𝑑�𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜)/𝑒= 30.86 kw 𝑃𝑚=1.20 𝑃𝑏 =

37.04 kw


CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO Diametros Comerciales PULG METROS 2 '' 0.0508 m 3 '' 0.0762 m 4 '' 0.1016 m 6 '' 0.1524 m 8 '' 0.2032 m 10 '' 0.2540 m 12 '' 0.3048 m 14 '' 0.3556 m 16 '' 0.4064 m 18 '' 0.4572 m 20 '' 0.5080 m

Velocidad maxima de la Tuberia de Succion Diametro de la Tuberia Velocidad Maxima de succion (mm) m/s 2 '' 50 0.0508 m 0.75 3 '' 75 0.0762 m 1.00 4 '' 100 0.1016 m 1.30 6 '' 150 0.1524 m 1.45 8 '' 200 0.2032 m 1.60 10 '' 250 0.2540 m 1.60 12 '' 300 0.3048 m 1.70 Ing. Edwin Gamarra Barrera CIP 57389

CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO Mayor a 400 1.80 Perdidas localizadas en longitudes equivalentes (en metros de tuberia recta) Elemento mm 13 19 25 32 38 50 63 75 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Codo 90° Radio Largo 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.6 Radio medio 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 Radio xcortos 0.5 0.7 0.8 1.1 1.3 1.7 2.0 2.5 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Codo 45° Normal 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.2 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Curva 90° Rad/Diam: 1.1/2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 Radio/Diametro: 1 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1.0 1.3 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Curva 45° Normal 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Entrada Normal 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 xbordex 0.4 0.5 0.7 0.9 1.0 1.5 1.9 2.2 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Valvula De Compuerta/Cortna 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 0.5 De Globo 4.9 6.7 8.2 11.3 13.4 17.4 21.0 26.0 De xngulo 2.6 3.6 4.6 5.6 6.7 8.5 10.0 13.0 xDe pie con coladera 3.6 5.6 7.3 10.0 11.6 14.0 17.0 20.0 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Retencion Liviano 1.1 1.6 2.1 2.7 3.2 4.2 5.2 6.3 Pesado 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 6.4 8.1 9.7 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Te de Paso Directo 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.6 Lateral 1.0 1.4 1.7 2.3 2.8 3.5 4.3 5.2 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' Te de Salida Bilateral 1.0 1.4 1.7 2.3 2.8 3.5 4.3 5.2 pulg 0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 '' 1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 ''

100

125

150

200

250

4 '' 2.1 2.8 3.4 4 '' 1.5 4 '' 1.3 1.6 4 '' 0.7 4 '' 1.6 3.2 4 '' 0.7 34.0 17.0 23.0 4 '' 6.4 12.9 4 '' 2.1 6.7 4 '' 6.7 4 ''

5 '' 2.7 3.7 4.5 5 '' 1.9 5 '' 1.6 2.1 5 '' 0.9 5 '' 2.0 4.0 5 '' 0.9 46.3 21.0 31.0 5 '' 10.4 16.1 5 '' 2.7 8.4 5 '' 8.4 5 ''

6 '' 3.4 4.3 4.9 6 '' 2.3 6 '' 1.9 2.5 6 '' 1.1 6 '' 2.5 5.0 6 '' 1.1 51.0 26.0 39.0 6 '' 12.5 19.3 6 '' 3.4 10.0 6 '' 10.0 6 ''

8 '' 4.3 5.5 6.4 8 '' 3.0 8 '' 2.4 3.3 8 '' 1.5 8 '' 3.5 6.0 8 '' 1.4 67.0 34.0 52.0 8 '' 16.0 25.0 8 '' 4.3 13.0 8 '' 13.0 8 ''

10 '' 5.5 6.7 7.9 10 '' 3.8 10 '' 3.0 4.1 10 '' 1.8 10 '' 4.5 7.5 10 '' 1.7 85.0 43.0 65.0 10 '' 20.0 32.0 10 '' 5.5 16.0 10 '' 16.0 10 ''

300

350

12 '' 14 '' 6.1 7.3 7.9 9.5 9.5 10.5 12 '' 14 '' 4.5 5.3 12 '' 14 '' 3.6 4.4 4.8 5.4 12 '' 14 '' 2.2 2.5 12 '' 14 '' 5.5 6.2 9.0 11.0 12 '' 14 '' 2.1 2.4 102.0 120.0 51.0 60.0 78.0 90.0 12 '' 14 '' 24.0 38.0 38.0 45.0 12 '' 14 '' 6.1 7.3 19.0 22.0 12 '' 14 '' 19.0 22.0 12 '' 14 '' Ing. Edwin Gamarra Barrera CIP 57389

CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO Salida

de Tuberia 1

2

0.4 3

0.5 4

0.7 5

0.9 6

1.0 7

1.5 8

1.9 9

2.2 10

3.2 11

4.0 12

5.0 13

6.0 14

7.5 15

9.0 16

11.0 17



Ecuacion Bomba -142.44 Ecuacion maxima 75.596 Ecuacion minima 75.596

52.755

0.059 44.323

41.487

0.059 45.962

39.487

0.059 43.962

45

Se puede Graficar en autocad y sacar las intersecciones sera mas exacto

Grafico de la Bomba 0.05920 m3/s 0.05920 m3/s

40.000 47.850




CALCULO DE BOMBAS Y ESTACION DE BOMBEO DIAMETROS

0.5 '' 0.75 '' 1 '' 1.25 ''

1.5 '' 2 '' 2.5 '' 3 '' 4 '' 5 '' 6 '' 8 '' 10 '' 12 '' 14 ''

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

si no 1 2 3 4 5 6


22.-Calculo Bombas y Estaciones Bombeo - EGB

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