¿Cómo instalar bombas de agua?
Los equipos hidroneumáticos están diseñados para suministrar un caudal y presión constantes de agua en una instalación determinada. Las necesidades de consumo de agua que calculadas en función del número de tomas y la altura de la construcción, son las que finalmente determinarán determinarán el tamaño del equipo bomba- tanque de almacenamie almacenamiento. nto. Generalmente las construcciones construcciones comerciales urbanas y las residenciales utilizan dos tipos de bombas claramente diferenciadas: las sumergibles sumergibles y las de inyección, siendo las primeras muy robustas, fiables y de bajo mantenimiento y las segundas preferidas para bombear el agua desde pozos de poca profundidad. Materiales
Herramientas
Tubería Sellador de juntas Codos y Niples Válvula Check PTFE
Tiempo de trabajo Profesional: 2 días Intermedio: 4 días Principiante: 6 días
Pasos a seguir
01. Revisar la fuente de agua o tanque subterráneo para verificar que se encuentra limpia y en buenas
Juego de llaves inglesas Destornilladores Tarraja Corta tubos Llave Inglesa ajustable Alicate de presión Manómetro
condiciones.
02. Realizar las conexiones de tuberías de entrada de acuerdo a las necesidades de la instalación, colocando los codos y niples necesarios.
03. Instalar una válvula check o antiretorno y un filtro al pie de la tubería de entrada.
04. Activar el proceso de cebado de la bomba. Quitar el tornillo de tapón de la bomba, proceder al llenado de la tubería y colocar nuevamente el tornillo tapón.
05. Ensamblar la tubería de descarga de acuerdo a la disponibilidad del espacio, incluyendo una válvula de compuerta.
06. Realizar la instalación eléctrica para corriente AC de 110 Voltios, utilizando cable No.14. Instalar un interruptor de corriente de 10 amperios.
Los motores de las bombas sumergibles pueden funcionar de forma satisfactoria por un período de 20 años. La desventaja de este tipo de bomba es que para ser reparada se requiere la utilización de un camión especial equipado con una grúa. Las bombas de inyección utilizan un mecanismo que combina la acción de una bomba centrífuga conectada a una tobera de chorro para generar la fuerza de aspiración del agua hacia la superficie. Para pozos de hasta 10 m., de profundidad y una elevación media lo recomendable es utilizar una bomba de inyección de tubería única o sencilla. Para pozos más profundos donde se requiere de mayor presión para extraer un volumen de agua similar la opción ideal es la bomba de inyección de doble tubería. La presión del aire dentro del depósito de acero galvanizado o tanque aumenta o disminuye de acuerdo a la cantidad de agua inyectada, al disminuir ésta y bajar la presión, un manómetro hace encender la bomba hasta restituir la presión a los valores normales. Si este sistema no está bien ajustado se hará trabajar la bomba de manera innecesaria. La manera más sencilla de corregir el problema de presión generado por la absorción de aire por el agua consiste en cerrar la válvula de suministro y abrir un grifo de agua fría en la casa para que el depósito se llene de aire.
INSTALANDO UNA BOMBA DE AG
Inicio
Cálcule su hidroneumático
Descripción del equipo
Equipos
¿Cómo instalar bombas de agua? Los equipos hidroneumáticos están diseñados para suministrar un caudal y presión constantes de agua en una instalación determin la altura de la construcción, son las que finalmente determinarán el tamaño del equipo bomba- tanque de almacenamiento. Generalmente las construcciones comerciales urbanas y las residenciales utilizan dos tipos de bombas claramente diferenciadas: la mantenimiento y las segundas preferidas par a bombear el agua desde pozos de poca profundidad. Materiales
Herramientas
Tubería Sellador de juntas Codos y Niples Válvula Check PTFE
Revisar la fuente de agua o tanque subterráneo para verificar que se encuentra limpia y en buenas condiciones. 01.
Realizar las conexiones de tuberías de entrada de acuerdo a las necesidades de la instalación, colocando los codos y niples necesarios. 02.
Instalar una válvula check o antiretorno y un filtro al pie de la tubería de entrada. 03.
INSTALANDO UNA BOMBA DE AG
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Cálcule su hidroneumático
Descripción del equipo
Equipos
¿Cómo instalar bombas de agua? Los equipos hidroneumáticos están diseñados para suministrar un caudal y presión constantes de agua en una instalación determin la altura de la construcción, son las que finalmente determinarán el tamaño del equipo bomba- tanque de almacenamiento. Generalmente las construcciones comerciales urbanas y las residenciales utilizan dos tipos de bombas claramente diferenciadas: la mantenimiento y las segundas preferidas par a bombear el agua desde pozos de poca profundidad. Materiales
Herramientas
Revisar la fuente de agua o tanque subterráneo para verificar que se encuentra limpia y en 01.
Tubería Sellador de juntas Codos y Niples Válvula Check PTFE
buenas condiciones.
Realizar las conexiones de tuberías de entrada de acuerdo a las necesidades de la instalación, colocando los codos y niples necesarios. 02.
Instalar una válvula check o antiretorno y un filtro al pie de la tubería de entrada. 03.
Activar el proceso de cebado de la bomba. Quitar el tornillo de tapón de la bomba, proceder al llenado de la tubería y colocar nuevamente el tornillo tapón. 04.
Los motores de las bombas sumergibles pueden funcionar de forma satisfactoria por un período de 20 años. La desventaja de este tipo de bomba es que para ser reparada se requiere la utilización de un camión especial equipado con una grúa.
Las bombas de inyección utilizan un mecanismo que combina la acción de una bomba centrífuga conectada a una tobera de chorro para generar la fuerza de aspiración del agua hacia la superficie.
Para pozos de hasta 10 m., de profundidad y una elevación media lo recomendable es utilizar una bomba de inyección de tubería única o sencilla. Para pozos más profundos donde se requiere de mayor presión para extraer un volumen de agua similar la opción ideal es la bomba de inyección de doble tubería.
La presión del aire dentro del depósito de acero galvanizado o tanque aumenta o disminuye de acuerdo a la cantidad d e agua inyectada, al disminuir é sta y bajar la presión, un manómetro hace encender la bomba hasta restituir la presión a los valores normales. Si este sistema no está bien ajustado se hará trabajar la bomba de manera innecesaria.
La manera más sencilla de corregir el problema de presión generado por la absorción de aire por el agua consiste en cerrar la válvula de suministro y abrir un grifo de agua fría en la casa para que el depósito se llene de aire.
Se denomina así a un equipo constituido básicamente por un tanque herméticamente cerrado en el cual se almacena agua y aire a presión con valores convenientes para su distribución y utilización en una red sanitaria o de riego. El aire a presión actúa como elemento elástico (resorte) impulsando la salida del agua contenida en el tanque conforme a los requerimientos de un consumo que se alimenta desde el mismo. Como consecuencia de la salida del agua contenida en el tanque disminuye la presión interior en el mismo hasta que un proceso de inyección de agua repone la consumida llevando la presión a un nuevo valor y cerrando un ciclo . Si se agrega una bomba para inyectar agua en el tanque queda configurado el funcionamiento del sistema hidroneumático según el siguiente esquema: 1.- La bomba inyecta agua a presión en el tanque comprimiendo el aire contenido en el mismo. En un ciclo inicial el tanque está lleno solamente de aire a la presión atmosférica y la entrada de agua comprime el aire interior aumentando la presión hasta llegar a un valor
máximo previamente establecido, que sensado por un presostato (interruptor accionado por la presión en el tanque) detiene el funcionamiento de la bomba. 2.-La salida de agua del tanque tanque (por utilización o consumo) se produce a expensas de la presión acumulada en el mismo (disminución). Cuando se llega a un valor mínimo prefijado, sensado por el presostato, se pone nuevamente en marcha la bomba. 3.- Se completa en esta forma el ciclo del Sistema Hidroneumático, entre la presión máxima en que el presostato detiene la bomba y la presión mínima en la que el presostato la vuelve a poner en marcha comenzando así un nuevo ciclo. Puede decirse que toda instalación para distribución de agua (uso sanitario, incendio, riego, etc) puede ser abastecida desde un hidroneumático. ¿Cómo instalar una bomba para agua, ya se periférica o centrífuga en potencias de ½ y 1 HP? R/ El Ingeniero Oscar Campos, Gere nte General de Importaciones Campos Rudín, indica que cualquier encargado de un departamento de bombas para agua, de una ferretería, siempre debe recomendar al cliente, usar, en primer lugar, los accesorios adecuados: Accesorios: 1 llave de paso de 1” o mayor 1 check de línea de 1” o mayor 1 check pascón de 1” o mayor
1 manómetro de 0 a 100 PSI Tubería y accesorios PVC, según corresponda en la instalación. Utilizar cable eléctrico #10 y breacker de 20 amperios. Instrucciones: Respetar el diámetro de la succión de la bomba. Nunca disminuirlo. Respetar el diámetro de la descarga. Se puede disminuir, pero sólo como último recurso, y solo al final del recorrido. Todas las uniones de tuberías y figuras deben estar totalmente selladas, ya que la bomba
podría succionar aire, en vez de agua. Muy importante es verificar el voltaje, pues la m ayoría de estas bombas vienen en 110 Voltios, pero también hay en 220 Voltios. En el caso de sistemas hidroneumáticos, es recomendable, que una vez funcionando, el manómetro marque un rango entre 20 y 40 PSI. (Esto es lo normal para un sistema que se instale en una casa de habitación). La siguiente figura muestra la instalación correcta de una bomba. (Se deben respetar todos los accesorios y su orden de instalación):
NIVEL MINIMO DEL AGUA CHECK PAS
INTRODUCCIÓN
El presente manual pretende ser un pequeño p equeño aporte en la selección de bombas centrífugas para agua limpia. La información contenida es de un nivel básico y ha sido simplificada para una fácil comprensión.
Casi la totalidad de la información referida a bombas a sido tomada de libros y manuales de fabricantes de bombas. Agradezco la colaboración de aquellos profesionales que me ayudaron aportando sus valiosos conocimientos.
DESCRIPCION DE PARTES Y PIEZAS DE UNA U NA BOMBA CENTRIFUGA PARA AGUA POTABLE Bomba Centrífuga Una bomba centrífuga es una máquina m áquina con carcasa tipo voluta, o sea, forma de caracol, con impulsor o rodete de álabes radiales cerrado o abierto, el que recibe rotación del eje horizontal. La aspiración del líquido es en forma axial, o frontal al impulsor. La descarga del líquido es en forma radial o vertical al eje de la bomba. Según el tipo de motor acoplado, se denomina de nomina al conjunto electrobomba cuando el motor es eléctrico, y motobomba cuando es a combustión Las partes constitutivas de una electrobomba centrífuga dependen de su construcción y tipo, por esta razón se mencionan las más fundamentales. fundamentales.
Partes de la bomba
1- Carcasa . La mayoría de las carcasas son fabricadas en fierro fundido para agua potable, pero tienen limitaciones limitaciones con líquidos agresivos ( químicos, aguas residuales, agua de
mar ). Otro material usado es el bronce . También se usa el acero inoxidable si el líquido es altamente corrosivo. p equeños, medianos y gran caudal, 2- Rodete o Impulsor. Para el bombeo de agua potable en pequeños, se usan rodetes centrífugos de álabes radiales y semi s emi axiales. Fabricados en fierro, bronce acero inoxidable, plásticos.
3- Sello Mecánico. Es el cierre mecánico más usado, compuesto por carbón y cerámica. Se lubrica y refrigera refrigera con el agua bombeada, bombeada, por lo que se debe evitar evitar el funcionamiento en seco seco porque se daña irreparablemente.
4- Eje impulsor. En pequeñas bombas monoblock , el eje del d el motor eléctrico se extiende hasta la bomba, descansando sobre los rodamientos del motor . Fabricado en acero inoxidable.
Motores eléctricos .
El motor eléctrico es una u na máquina capaz de transformar energía eléctrica en energía mecánica. De todos los tipos de motores este es el más usado, debido a las ventajas de la energía eléctrica ( bajo costo, facilidad de transporte ). Las electrobombas italianas están dotadas de motores a inducción, con rotor en corto circuito, y estator jaula de ardilla.
Motores de corriente alterna .- Son los más usados porque la distribución de energía eléctrica es en corriente alterna 50 Hz ( corriente que cambia su polaridad 50 veces por segundo ).
Componentes de un motor Eje rotor .-Eje que transmite la potencia mecánica desarrollada por el motor. El centro o núcleo está formado por chapas de acero magnético tratadas para reducir las pérdidas en el hierro. El núcleo del rotor aloja en su interior una bobina o anillo en corto circuito fabricado en aluminio.
Estator.-Compuesto por una carcasa que es la estructura soporte del conjunto, construido en fierro fundido o aluminio, tiene aletas de refrigeración. En su interior está alojado el bobinado monofásico o trifásico, de alambre de cobre esmaltado con barniz a base de poliester lo que garantiza una excelente aislación y resistencia
mecánica. Esta alambrado alambrado sobre un nucleo de chapas en acero magnético. magnético.
Ventilador.- Turbina acoplada al eje del rotor , garantiza la refrigeración por aire del motor enfriando las aletas disipadoras de energía calórica que posee posee el estator. Fabricado en polipropileno.
Caja de conexión. — — Caja Caja donde se alojan los bornes de conexión construidos de bronce y cobre de alta conductivilidad, que permiten conectar la energía eléctrica al motor, el block aislante es fabricado en plástico de gran resistencia eléctrica y mecánica.
Rodamientos.- El eje rotor del motor esta montado sobre rodamientos en cada extremo, estos son de bolitas o esferas de gran vida útil ( 20.000 horas de trabajo ). Son sellados y lubricados para largos periodos de trabajo .
DEFINICIONES TECNICAS
Caudal . Volumen divido divido en un tiempo o sea es la cantidad de d e agua
que es capaz capa z de entregar una bomba en un lapso de tiempo determinado. El caudal se mide por lo general en : litros/minutos l/m, metros cubicos/hora m3/h, litros/segundos l/s. Galones por minuto gpm etc.
Presión . Fuerza aplicada a
una superficie, ejemplo: una columna vertical vertical de agua de 1 cm2 de área por una altura de 10 m, genera una presión sobre su base base de 1kg/cm2 debido al peso del agua contenida que en este caso es 1 litro. De este ensayo se se define que 1kg/cm2 es equivalente a 10 m.c.a. (metros columna colu mna de agua) ag ua) de presión. En una bomba la presión es la fuerza fuerza por unidad de area, que provoca una elevación. Comúnmente se conoce esta elevación como Hm (altura manométrica). Otras unidades de presión son: psi, bar, atm.
Pérdidas de carga . Representan pérdidas de presión (m.c.a.), sufridas en la conducción de un líquido. Esto significa que el agua al pasar por la tubería y accesorios accesorios pierde presión, por esta razón el tubo debe ser del mayor diámetro diámetro posible, para disminuir disminuir la velocidad y el roce.
Potencia . P. Absorvida Absorvida;; es la
demandada por la bomba al motor, medida comúnmente en e n hp, kw. Esto es el producto del caudal por la altura. Si la eficiencia de la bomba es alta menor es la potencia demandada al motor. La fórmula es: P.abs.= ( Q x H ) / (75 x % ). P. nominal de un motor: es la indicada en su placa. Se expresa en Cv, Hp y kW (1 HP= 0,745 kW).
Succión de una bomba. La altura de succión de las bombas de superficie está limitada a 7 mts. aprox. dependiendo de la presión atmosférica disponible que, a nivel del mar, es de 1 bar
o 10 m.c.a., por lo que la tubería debe ser lo más corta y del mayor diámetro para disminuir disminuir las pérdidas de carga. En bombas de gran tamaño, se debe calcular la altura de succión tomando en consideración la curva de NPSH. De este modo se evitará la cavitación (ebullición del agua debido a muy baja presión atmosférica), fenómeno físico químico que deteriora prematuramente la bomba.
Cebado . Se entiende por cebado de una bomba cuando la tubería de succión es hermética y esta llena de agua libre de aire. Si el nivel de agua a bombear esta más bajo que la bomba, se debe instalar una válvula válvula de pié, para que contenga la columna de agua cuando se detenga la bomba.
Tuberías succión y descarga . Estas
deben dimensionarse en función del caudal y longitud, para velocidades máx. de 1,5 m/seg. m/seg. y mínimas pérdidas de carga carga Las tuberías no deben ser soportadas por la bomba. Los diámetros de las bombas no indican el diámetro de las cañerías, estas siempre deben ser calculadas. Lo recomendable es usar cañerías de diámetro mayor a los de la bomba.
Arranque de un motor eléctrico . Los
motores eléctricos para p ara salir de la inercia, consumen 1,5 a 3 veces la corriente nominal de trabajo. Por esto la red eléctrica debe diseñarse, con conductores eléctricos adecuados y con una caída máxima de tensión de 5%. Todo motor eléctrico debe instalarse con protecciones de línea, corriente, tensión y conectado a tierra. Se recomienda arranque directo hasta 5.5hp y estrella triángulo para potencias mayores a 5.5 hp.
Punto de trabajo . Corresponde a un punto en la curva hidráulica , en el gráfico caudal vs. presión de servicio. Por lo general al centro de la curva tenemos la mayor eficiencia. Los fabricantes entregan curvas de caudal vs. presión, rendimiento, potencia absorvida, npsh requerido.
HIDRONEUMATICO El hidroneumático, esta formados por un deposito de fierro, con una membrana de caucho que almacena el agua, al estanque se le inyecta aire a presión. Los hidroneumáticos sirven sirven para automatizar las bombas y controlan controlan el número de partidas horarias de los motores eléctricos. Esto es muy importante cuando se bombean caudales variables; es el caso de los artefactos sanitarios. Los motores eléctricos disipan calor, si tienen demasiadas partidas consecutivas, se recalientan. Cuanto más grande es el tamaño del hidroneumático menor son las partidas del motor de la bomba y este trabaja mas frío. Estos equipos son muy confiables y fáciles de mantener. Se emplean en pequeñas bombas, como también en grandes equipos de bombeo para edificios.
Fórmula :
Caudal medio
Qm
= ( Qa + Qb ) 2
Volumen regulación
Vr
= ( Qm x T ) 4
Volumen total
V
= Vr x ( Pb + 1 ) Pb - Pa
Qa Qb Pa Pb T
: Caudal de conexión (lts./min) : Caudal de desconexión (lts./min) : Presión de conexión conexión ( kg/ cm2) : Presión Presión de desconexión ( kg/ kg/ cm2) : Tiempo entre partidas consecutivas ( minutos) ver tabla.
La carga inicial inicial de aire del hidroneumático hidroneumático debe ser igual al al valor de (Pa). El diferencial recomendado entre Pa y Pb debe ser de 10 a 15 m.c.a. m. c.a. El caudal (Qb) debe ser siempre mayor al 25 % de (Qa).
PREGUNTA S CLAVES EN LA SELECCIO N DE BOMBAS Para seleccionar una bomba debemos dar respuesta a las siguientes preguntas:
1.-¿ Qué tipo de agua va a bombear? Dependiendo de la calidad del agua, (potable, de ríos, de pozos, de d e lluvias, servidas), se deben escoger bombas con características de carcasa, rodete, y sello mecánico, adecuadas al trabajo.
2.- ¿A que profundidad esta el espejo de agua? Si el espejo de agua o nivel dinámico de un pozo se encuentra a más de 7 mts de profundidad, se
debe utilizar utilizar una bomba sumergible, en caso que el agua este a poca profundidad profundidad o
sobre la instalación se debe utilizar una bomba de d e superficie.
3.-¿Qué caudal o volumen de agua desea bombear Este valor nos sirve para seleccionar seleccionar la bomba ( Q= volumen / tiempo )
4.-¿Qué presión o altura geométrica desea bombear? Este valor nos sirve para calcular la altura manométrica a bombear ( H.m.= altura geométrica + pérdidas de carga + presión útil )
5.-¿Qué distancia hay que recorrer? La longitud recorrida en función del caudal, nos permite calcular las tuberías y pérdidas de carga.
6.-¿Qué tipo de energía dispone? Según el tipo de energía, se puede instalar una bomba bomba eléctrica monofásica 220v o trifásica 380v, si no dispone de electricidad se debe instalar una bomba a combustión ( gasolina, diesel)
7.-¿Utilizará sistema de bombeo manual o automático? En el caso de riego lo mas común es arranque manual o con programador. En el caso de redes de agua potable se utilizan, controles de nivel, hidroneumáticos, controlador electronico, variador de velocidad.
EJEMPLO DE SELECCIÓN DE BOMBA Se requiere bombear agua a estanque elevado
DATOS
Altura de succión Altura impulsión Distancia recorrida Empalme eléctrico Volumen estanque Tiempo reposición
: 5,0 metros : 35 metros : 100 metros : Trifásico 380v : 120.000 litros. : 6 horas
DESARROLLO
Cálculo del caudal Formula Q=
V (volumen) T (tiempo)
120.000 =20.000 lt / hora 6
=
333 lt/min
Cálculo de la altura total manométrica Para calcular la altura, debemos sumar (alturas geométricas + pérdidas de car gas). Altura total geométrica : 40 metros Pérdidas de carga (10% de altura geométrica) : 4 metros (40 m.c.a. x 0,1 =
4 mca ) 44 m.c.a
.
Cálculo de diámetros de cañerías de succión e impulsión Deben calcularse con mínimas perdidas de cargas . Utilizaremos la tabla de cálculo PVC La tubería apropia corresponde a PVC de 90 mm de diámetro
Selección de la bomba Debemos buscar el punto de trabajo ( Q vs. H ) con la mayor eficiencia, la bomba es:
Cálculo de conductores eléctricos Utilizando la tabla de cálculo Cable , se debe buscar la corriente del motor y la distancia recorrida ( 14 amper y 100 mt ). En este caso corresponde cable tipo AWG 14 de 2,1 mm2
*Es recomendable anotar todos los valores de cálculo en el formulario de la página 16 .
COMO APROVECHAR APROVECHAR EL BOMBEO PARA LA OXIGENACIÓN DEL AGUA En muchas ocasiones, debido al tipo de estero, el agua que se bombea no tiene la máxima oxigenación. Por medio de pequeñas variaciones en la descarga de la bomba se puede lograr una mejor oxigenación. Estas son algunas ideas para conseguirlo. 1.-
La colocación de mayas en la descarga de la bomba con una angulación de 45º. Utilizando diferentes diámetros, de mayor a menor.
De esta forma se logra que no entren depredadores en el canal de distribución y lograr una mejor oxigenación. Ya que el agua al pasar por la maya tiene mayor contacto con el aire.
2.-
Realizar un cajón de concreto con salida inferior, colocando una maya para el filtrado del agua, obteniendo los mismos resultados que en el punto anterior.
3.-
La colocación de piedras de gran tamaño en la descarga de la bomba, obligando al agua a chocar contra ellas. El agua al saltar se oxigenará. También se puede realizar una descarga a desnivel, sembrada de piedras, realizando un efecto de cascada.
RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIÓN En la instalación de una bomba en su emplazamiento deberán tomarse ciertas precauciones, algunas de las más importantes las vamos a tratar a continuación: Buscar un lugar amplio, donde las aguas estén mansas, mansas, y donde se puedan aprovechar al máximo las mareas. El emplazamiento de la bomba será el adecuado con vistas a obtener el máximo NPSHa disponible, situándola lo más cerca posible del nivel inferior del liquido.
TUBERÍA Y COLADOR . La tubería de aspiración debe ser recta, lo más corta posible y los codos con gran radio de curvatura, su diámetro es generalmente de dos a tres pulgadas superior al orificio de la brida de la bomba. (Ejemplo. Si por ejemplo la bomba tiene una brida de aspiración de 26" se instalara como mínimo una tubería de 30" o superior El acoplamiento o las reducciones en la aspiración para adaptar la tubería a la brida de aspiración se realizara mediante cono excéntrico, que evite la formación de bolsas de aire. (Las bolsas de aire en la aspiración, reducen el paso del agua.) Los tramos horizontales deberán tener una pendiente de 2 por 100, como mínimo, y disponer una longitud recta, la suficiente para regularizar la corriente liquida antes de su entrada en el impulsor. Si se utiliza tubería de fibra de vidrio, se recomienda el aplicar una capa de pintura para su protección, ya que los efectos solares envejecen prematuramente una tubería sin protección. Verificar que las juntas de las tuberías de aspiración no presentas fugas de agua o entradas de aire. La canastilla o colador, se diseñara de tal forma que la suma de los diámetros del mismo sume el doble del diámetro de la tubería. La distancia entre el colador al fondo será igual a D/2, siendo D el diámetro máximo de la sección del colador.(Para bombas de grandes caudales se recomienda la utilización de las tablas) El extremo inferior de la tubería de aspiración deberá, por lo menos, penetrar en la masa liquida de 0.9 a 1.8 metros, para evitar la toma de aire como consecuencia de la formación de vértices.
SELLADO. Será necesario observar la pequeña fuga de liquido a través de la empaquetadura, pues ella es necesaria para que se verifique el cierre hidráulico, impidiendo la toma de aire, actuando al propio tiempo como liquido refrigerante de la empaquetadura y eje, evitando su desgaste.
Una fuga excesiva nos indicara desgaste y deberá cambiarse.
ACCIONAMIENTO. En el accionamiento por medio de correas o bandas, son de sección trapezoidal de lona y caucho, que poseen una gran adherencia debido al efecto de cuña sobre la garganta de la polea. En el calculo de los diámetros de las poleas hay que tener en cuenta que la velocidad periférica o tangencial se deberá mantener inferior a 25 m/seg
INSTALACIONES INSTALACIONES TIPO
A.- INSTALACIÓN EN ASPIRACIÓN NEGATIVA . El emplazamiento de la bomba será el adecuado con vistas a obtener el máximo NPSHa disponible, situándola lo más cerca posible del nivel inferior del liquido.
B.- INSTALACIÓN EN ASPIRACIÓN POSITIVA.
Este tipo de instalación aunque más cara que la anterior debido a su inversión en obra civil, se consigue amortizar antes la inversión, ya que se obtienen más horas de bombeo.
LEY DE AFINIDAD (LEY DE SEMEJANZA DE NEWTON). Esta ley nos dice: << En el cambio de un numero de revoluciones n1, a otro n2, el caudal varia linealmente, la altura H varia con el cuadrado, mientras la potencia N lo hace aproximadamente con la tercera potencia de la relación del numero d dee revoluciones.>> Cuya formula es: CAUDAL (Q)
n1
Q1 ------ = -----n2 Q2
Por ejemplo :
ALTURA (H)
POTENCIA (N)
(n1 )2 H1
(n1 )3 N1
------- = ---(n2 )2 H2
--------- = -------(n2 )3 N2
Una bomba que gira a 1600 R.P.M. Con un caudal (Q) de 300 m³/h. A una altura (H) de 15 m. Con una potencia (N) absorbida de 21 CV/HP.
Si esta misma bomba la accionamos a 1800 R.P.M. nos dará: caudal varia linealmente." Caudal (Q) : "El caudal
n1
Q1 1600 300 300 ------ = ------ ; --------- = ------ ; Q 2 = ------ ; Q 2 = 337.5 m³/h. n2 Q2 1800 Q2 0.88
Altura (H) : "La altura varia con el cuadrado"
(n1 )2 H1
16002 15 15 ------- = ---- ; -------- = ------ ; H 2 = --------- ; H 2 = 19.4 m. (n2 )2 H2 18002 H2 0.774
Potencia (N) : "la potencia varia a la tercera potencia".
(n1 )3 N1
16003 21 21 ----- = ----- ; -------- = ------- ; N2 = ------- ; N 2 = 31 CV. (n2 )3 N2 18003 N2 0.68
¿CÓMO REALIZAR EL CALCULO DEL RECAMBIO DEL AGUA Y REQUERIMIENTOS DE LA PLANTA DE BOMBEO? 1.-
Hay que determinar la profundidad media de los estanques mediante mediciones. (Se recomienda realizar estas mediciones con los estanques llenos de d e agua.) Siempre habrá que tener en cuenta un margen de seguridad para el caso de fallos mecánicos, mantenimiento, reparaciones o por casos de recambio de las aguas por causas de bajos niveles de oxígeno, etc.
2.-
Hay que conocer el tiempo de bombeo que nos permite cada marea. (Si se dispone de tabla de mareas, los cálculos serán más fiables y exactos.)
3.-
Determinar el caudal o flujo nominal de las bombas. (Esta información la facilita el fabricante mediante las curvas de caudal, altura de d e cada bomba.)
Ejemplo : Si el cliente nos indica que tiene una superficie de 50 hectáreas, con una profundidad media por estanque de 1.5 m, dos mareas de 6 horas cada una por día y desea un recambio del 20%. 50 hectáreas = 500.000 m2 x 1.5 m = 750.000 m3. (De volumen total.) 20% de cantidad de agua a recambiar = 150.000 m3. (Día) En 12 horas de marea 150.000 : 12 = 12.500 m 3/hora 12.500 m3/hora. : 2 bombas = Cada bomba tendrían que bombear 6.250 m3/hora.
CALCULO DE LA SECCIÓN DE UNA TUBERÍA Sección (m2)= = 3.141592654 d = Diámetro nominal ( m ).
x d2 _______ 4
CALCULO DEL CAUDAL Q V = -----S De esta formula se desprende que el caudal es: Q = V x S
Ejemplo :
V = Velocidad (m/seg.) S = Sección (m2.) Q = Caudal (m3/seg.)
Una tubería de 26". 26" x 25.4 = 660 mm = 660 / 1000 = 0.66 m. 2
Ejemplo : Tubería de 26" y una velocidad de 5.16 m/seg.
2
0.66 = 0.4356 m
0.4356 x 3.1416 _____________ ______________= _= 0.34 0.34 m2. 4
1)
Sección = 0.34 m2.
2)
Caudal = 0.34 x 5.16 = 1.75 m3/seg. 1.75 x 3,600 = 6,300 m 3/h.
6,300 m3/h x 4.4 = 27,720 U.S.GPM.
SUMERGENCIA Y VÓRTICES SUMERGENCIA es la altura de liquido, necesaria sobre la sección de entrada (válvula de pié, campana, tubo, etc.), par evitar la formación de remolinos (vortex ó vórtices) que puedan afectar al buen funcionamiento de la bomba. La formación de éstos remolinos se deben principalmente pr incipalmente a la depresión causada por: - La bomba. - Mala disposición de la cámara de aspiración. - Una irregular distribución del fluido. Como valor indicativo de la sumergencia mínima necesaria, podemos adoptarla que obtendremos por la aplicación de la formula:
C2 S = ------ + 0.1 ) 0.5 (m) 2g
En ella : S = Sumergencia en metros. C = Velocidad liquido en m/seg. g = Aceleración gravedad 9.81m/seg.
Observaciones por falta de sumergencia : -
Fluctuaciones de caudal, apreciable en al altura. Ruidos y vibraciones.
sin
Soluciones , necesaria:
para
reducir
la
sumergencia
merma -
Aumento de la sección de entrada. Colocación de sombrillas, campanas de
-
Requerimientos variables en al potencia (variación en el amperímetro). Formación de remolinos visibles en la superficie ó sumergidos. No produce cavilación.
aspiración. Instalación de tabiques flotantes o sumergidos que eliminen la turbulencias. Maderas flotantes, alrededor de la tubería de aspiración, así como pelotas de plástico, y todo aquello que sea capaz de impedir la formación de vórtices o remolinos.
Existen otros remolinos sumergidos, que habitualmente no se aprecian en la superficie y suelen producirse si el liquido a la entrada de la bomba tiende a girar en sentido contrario del eje de la misma. Este movimiento se denomina contra-rotación. El movimiento de contra-rotación en bombas de alta velocidad especifica como las bombas de hélice o helicoidales puede causar daños de consideración. El indicio de remolinos sumergidos es normalmente, vibraciones y consumo de energía fluctuante en cada puesta en marcha. El remedio es impedir la formación de estas corrientes mediante la modificación de las condiciones de aspiración del estero, pozo o deposito de aspiración, como pueden ser tabiques u otras rectificaciones. (ver tipos de instalaciones). i nstalaciones).
FORMULAS Hazen y Williams J=10,665x((Q^1.852)/(C^1.852xD^4.869)) J=mca/m Q=m3/s C=coef. rugosidad del material D=diametro en metro Coef. Rugosidad utilizado pvc = 150
h = ƒ(L/d) x (v²/2g) h = head loss (m)
f = friction factor L = length of pipework (m) d = inner dia of pipework (m) v = velocity of fluid (m/s) g = acceleration due to gravity (m/s²) Pd = h x p x g / 100000 Pd = Pressure drop (bar) p = fluid density (kg/m.3) (kg/m.3) Re = v x d / µ Re = Reynolds number µ = kinematic viscosity µ = cp / p cp = viscosity (centipoise) TYPE OF FLOW - Laminar or Turbulent ============================== Laminar flow occurs at low fluid velocities ( where Re < 2000 ) Turbulent flow occurs where Re > 4000 ( up to Re = 100,000,000) Most commercial applications involve turbulent flow. Re values between 2000 - 4000 indicate that the flow is not n ot stable and vibration may occur in the pipework. This condition should be avoided. Calculation of friction factor is dependant on the type of flow that will be encountered. ƒ = 64/R e (laminar flow) 1/sqrt(ƒ) = -1.8 log [ (6.9/Re) + ((k/3.7) ^1.11) ] (turbulent flow) 1/sqrt(ƒ) = -2.0 log [ (k/3.7) + (2.51/(Re x sqrt(ƒ) ) ] (turbulent flow) k = inner roughness / d Average inner roughness of commercial pipes Steel tube 0.0046 mm Copper tube 0.0015 mm Glass tubing 0.0001 mm Polyethene 0.0010 mm Flexible P.V.C. 0.2000 mm
Rigid P.V.C. 0.0050 mm Cast iron tube 0.2600 mm Concrete tube 2.0000 mm BENDS & VALVES =============== Data from a number of manufactures has been used to determine average 'K factors' for different types of bend, and different types of valve to determine the additional head loss created by these items. STANDARD ENTRANCE & EXIT ALLOWANCES ======================================= Sharp entrance k = 0.5 (built into calculation routines) Sharp exit k = 1.0 1 .0 (built into calculation routines)
