BANCO DE PRUEBAS.
Es de tod todos os con conoci ocidos dos la imp import ortanc ancia ia que tie tiene ne el sab saber er int interp erpret retar ar de mo modo do precis pre ciso o las cur curva vas s ca carac racter teríst ística icas s de una bom bomba ba cen centrí trífug fuga. a. Son muc muchos hos los problemas que pueden venir asociados a una bomba centrífuga y el tratar de resolverlos resol verlos de la maner manera a más eficientement eficientemente e posib posible le pasa pasa,, prim primeramen eramente, te, por conocer de manera exacta y precisa si la bomba está funcionando dentro de los parámetros para los cuales fue diseñada, es decir, el punto en el cual se encuentra trabajando. En el manual de la bomba deberíamos encontrar las diversas curvas asociadas a la bomba y, por supuesto, el punto de trabajo en el cual debemos mantener a nuestra bomba para que funcione como está previsto. El conocimiento y buena interpretacin que tengamos de estos gráficos nos aportará la informacin necesa nec esaria ria para una correct correcta a tom toma a de dec decisi isin n a la hor hora a de res resolv olver er nue nuestr stro o problema. En !ltima instancia es el fabricante el que se encarga de tra"ar las curvas cur vas ca carac racter teríst ística icas s de sus bom bombas bas,, vea veamos mos cuá cuáll es el pro proced cedimi imient ento o pa para ra graficar los parámetros de funcionamiento de una bomba centrífuga.
#ara la obtencin de las curvas de una bomba se construyen bancos de prueba y ensayo equipados con todo lo necesario para ello. $e una manera muy simplificada podemos ver como son %stos en el siguiente esquema&
Esquema simplificado simplificado de un banco de ensayos
Se deben deben monitori"ar monitori"ar las presiones de aspiracin aspiracin e impulsin de la bomba, debe existir un medio de regulacin del caudal de salida de la bomba y, por supuesto, los medios necesarios para la medicin del caudal que suministra la bomba. #or otro otr o lad lado o se con conoce ocerán rán los da datos tos físicos físicos de la ins instal talaci acin n com como o vel veloci ocida dad d del impulsor, diámetro de este, altura neta disponible en la aspiracin, etc. El fluido bombeado será agua a temperatura ambiente.
'onsideremos Ps la presin en la brida de aspiracin de la bomba y Pd la presin en la brida de impulsin. #rimeramente se arranca la bomba con la válvula de descarga totalmente cerrada, es decir Q = 0, obteni%ndose la presin entregada por la misma, que será la presin de descarga Pd menos la presin de aspiracin Ps. 'on esta presin diferencial y siendo el peso específico del líquido bombeado (agua a temperatura ambiente), se obtiene la altura manom%trica entregada por la bomba a trav%s de la frmula&
Esta altura, conocida normalmente como altura *shut+off, es la altura desarrollada por la bomba con caudal nulo -, la llamaremos /. Seguidamente abrimos parcialmente la válvula reguladora de caudal obteniendo un nuevo valor en el transmisor de caudal que llamaremos Q1, igualmente obtendremos las nuevas presiones a la entrada y salida de la bomba. #odemos así, calcular el nuevo valor para la altura desarrollada por la bomba que llamaremos /0. Se abre un poco más la válvula, obteni%ndose un nuevo caudal -1 y una altura /1 de la misma forma anteriormente descrita. Si reali"amos el proceso varias veces, obtendremos una serie de puntos que nos ayudarán a graficar la primera curva característica de la bomba. 'olocando en el eje de abscisas los valores correspondientes de caudal y en el eje de ordenadas los correspondientes a las alturas manom%tricas tendremos algo parecido a la siguiente figura.
#untos obtenidos sobre una gráfica -+/
2niendo todos los puntos tra"amos una curva -+/ característica de la bomba ensayada, para una velocidad de giro constante y diámetro de impulsor determinado. 3ovi%ndonos a trav%s de ella obtendremos la altura manom%trica total /, suministrada por la misma, cuando estamos bombeando un caudal determinado.
'urva -+/
4enemos que tener en cuenta que esta curva así obtenida es slo para un determinado diámetro de impulsor, si usamos un diámetro distinto, la curva obtenida será distinta. 5ormalmente, en una misma bomba podemos usar distintos diámetros de rodete, así, el fabricante debería suministrar junto con la bomba, no una curva, si no una familia de curvas en funcin de los diámetros $ diferentes de impulsor a utili"ar.
6amilia de curvas -+/ 7gualmente, se puede conocer en todo momento el consumo del motor que acciona nuestra bomba centrífuga monitori"ándolo sobre el armario el%ctrico con los instrumentos de medida adecuados, 8sí, tendremos la potencia consumida por la bomba #. $e esta forma, se puede obtener la curva de potencia consumida # en funcin del caudal suministrado -. 4rasladando todos estos puntos sobre los ejes de coordenadas obtenemos una nueva gráfica, en el eje de abscisas tenemos los valores del caudal - y en el eje de ordenadas los valores de la potencia consumida #.
'urva de potencia consumida # en funcin de -
En el caso de las bombas centrífugas de flujo radial, la potencia aumenta continuamente con el caudal. El motor deberá estar dimensionado para que su potencia cubra todo el rango de caudales - a utili"ar con la bomba. En sistemas con alturas variables en los que el caudal es regulado mediante una válvula, hay que verificar que, para grandes caudales para los cuales tenemos una altura manom%trica mínima (recordar la forma de la curva -+/) la potencia suministrada por el motor sea mayor que la potencia consumida # por la bomba para evitar sobrecargas. 9tra curva muy habitual es la que muestra la variacin del rendimiento de la bomba en funcin del caudal -. #rimeramente, expresar que la potencia hidráulica es el trabajo !til reali"ado por la bomba centrífuga por unidad de tiempo, es decir viene dada por la expresin& En donde es el peso específico del líquido bombeado. Esta potencia hidráulica no es igual a la potencia consumida por la bomba ya que existen perdidas debidas a ro"amientos. #or tanto, podemos expresar que el rendimiento es el cociente entre la potencia hidráulica y la potencia consumida&
'abe señalar, aunque es evidente que, si conocemos el rendimiento obteni%ndolo directamente de la curva de la bomba podremos conocer la potencia consumida mediante la expresin&
El rendimiento es el cociente entre dos potencias que conocemos y que son funcin del caudal -, por tanto, estamos en disposicin de tra"ar una curva más, la del rendimiento en funcin del caudal -. 4iene la forma mostrada en la siguiente figura.
'urva de rendimiento en funcin de $onde -ptimo es el punto de mejor eficiencia de la bomba para el diámetro de rodete y velocidad considerados en el ensayo. :a cuarta curva característica a considerar de nuestra bomba es la curva 5#S/r (5et #ositive Suction /ead) o altura neta positiva de aspiracin requerida, en funcin del caudal -. Esta curva representa la energía mínima necesaria que el líquido bombeado debe tener, medida en la brida de aspiracin de la bomba como altura absoluta de líquido, para garanti"ar su funcionamiento. Es una característica propia de la bomba que puede ser obtenida solamente en forma experimental en los bancos de prueba de los fabricantes. Su fin práctico es el mantener en la entrada del rodete la presin de aspiracin por encima de la presin de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. 8mpliar% mas este tema cuando os hable del fenmeno de la cavitacin. :a forma de esta curva es la representada en la siguiente figura.
'urva 5#S/r(-) ;a he mostrado cuáles son las < curvas que caracteri"an el funcionamiento de una bomba hidráulica. 8hora bien, hemos hablado de la limitacin en los rodetes que presenta toda bomba, tanto por arriba (diámetro máx.) como por abajo (diámetro min.). :as curvas de rendimiento asociadas a las bombas las podemos encontrar graficadas individualmente, para cada diámetro utili"ado en la bomba o, como es más habitual, tra"adas sobre las curvas /+- de los diámetros de los rodetes. Se trata de tra"ar sobre las curvas /+- de la familia de diámetros usados en la bomba
el valor del rendimiento, que será com!n a todas ellas. Estas curvas tambi%n reciben el nombre de curvas de iso+rendimiento. 9s muestro una imagen que explica como obtenerla.
Ejemplo de curva de 7so+rendimiento
; aquí podeis ver como son realmente las curvas características de una bomba S2:=E>. Sobre ella, y siempre que cono"camos datos relativos a presiones de entrada, salida, caudales, ? del impulsor, etc. podremos saber en que punto de la gráfica está trabajando nuestra bomba. Se podrá dar el caso de tener ruido, fuertes vibraciones, excesivo consumo, etc. por el simple hecho de estar trabajando en un punto muy lejano del que supuestamente debería trabajar. En el siguiente video se explica de manera clara lo que acabo de contaros, echarle un vista"o por que está interesante.
http&@@areamecanica.Aordpress.com@100@B@1B@ingenieria+mecanica+curvas+ caracteristicas+de+una+bomba+centrifuga+i@. 3949C93C8S ;29 42CE C85'9 $E#>2EC8S.
