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CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

FCO. GUERRERO

CONCEPTOS BASICOS CLASIFICACION DE BOMBAS ................................................................................................................ 3 CONCEPTOS BASICOS ........................................................................................................................... 4 CAUDAL .................................................................................................................................................... 4 ALTURA DINAMICA TOTAL ..................................................................................................................... 4 PERDIDAS DE ENERGIA EN BOMBAS CENTRIFUGAS........................................................................ 5 EFICIENCIA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA ......................................................................................... 6 POTENCIA ABSORBIDA POR LA BOMBA ................................................................................ ........................................ ..................................................... ............. 6 GRAVEDAD GRAVEDAD ESPECIFICA (GE) ................................................................................ ....................................... ................................................................ ....................... ......... 6 VISCOSIDAD ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... ...................................................... .................................. ....... 6 CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS................................................................................................... 6 LEYES DE AFINIDAD ............................................................................................................................... 7 CURVA DEL SISTEMA.............................................................................................................................. 7 PUNTO DE OPERACIÓN DE UNA BOMBA CENTRIFUGA .................................................................... 8 NPSH Y CAVITACION ............................................................................................................................... 8 NPSH DISPONIBLE .................................................................................................................................. 8 NPSH REQUERIDO .................................................................................................................................. 8 NPSH Y CURVAS DE OPERACION ......................................................................................................... 9 CALCULO DEL NPSH DISPONIBLE ....................................................................................................... 9 FRICCION DEL AGUA ............................................................................................................................ 10 PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS .......................................................................................... 10 PERDIDAS POR FRICCION EN ACCESORIOS .................................................................................... 10 SELECCIÓN DE BOMBAS CENTRIFUGAS .......................................................................................... 11 EJEMPLO DE SELECCION ...................................................... ........................... ...................................................... .............................................................. ................................... 13 CALCULO DE LA CURVA DEL SISTEMA ............................................................................................. 15 TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA NUEVA SCH 40 Y AGUA LIMPIA ..................... 17 TABLA DE PERDIDAS EN ACCESORIOS ACCESORIOS ................................................................................. ........................................ ..................................................... ............ 19 RANGO APROXIMADO DE VARIACIONES DE K ................................................................................. 21 PRESION ATMOSFERICA A VARIAS ALTITUDES ............................................................................... 22 PROPIEDADES DEL AGUA A VARIAS TEMPERATURAS ................................................................... 22 CURVAS DE OPERACION EJE LIBRE .................................................................................................. 23

BOMBAS TURBINA VERTICAL BOMBAS DE POZO PROFUNDO .......................................................................................................... 30 COMPONENTES PRINCIPALES ............................................................................................................ 31 IMPULSORES ......................................................................................................................................... 32 BALANCE DE ENERGIA EN BOMBAS TURBINA VERTICAL ............................................................. 33 NOMENCLATURA .................................................... ......................... ...................................................... ..................................................... .................................................... .......................... 34 TABLA 2 (ELONGACION DEL EJE)....................................................................................................... 36 TABLA 1 (SELECCION DEL EJE) ..................................................... ........................... ..................................................... ..................................................... .......................... 36 TABLA 3 (N°ARAÑAS) ..................................................... .......................... ...................................................... ..................................................... ........................................... ................. 36 TABLA 4 (JUEGO Y LIMITACIONES) .................................................................................................... 37 TABLA 5 (COMPONENTES ESTANDAR) .............................................................................................. 38 TABLA 6 (PÉRDIDAS EN LA COLUMNA) ............................................................................................. 39 EMPUJE AXIAL EN BOMBAS TURBINA VERTICAL....................................... VERTICAL ............................................................................ ..................................... 40 ALTERNA ALTERNATIV TIVAS AS DE ACCIONAMIENTOS EN BOMBAS TURBINA VERTICAL. .................................. ............................. ..... 41 5.5CGL..................................................................................................................................................... 42 5.5CGM ..................................................... .......................... ...................................................... ...................................................... ................................................... ......................................... ................. 43 5.5CGH .................................................................................................................................................... 44

6GL .......................................................................................................................................................... 45 6GM ......................................................................................................................................................... 46 6GH .................................................. ....................... ...................................................... ...................................................... ..................................................... .................................................. ........................ 47 6MQL ....................................................................................................................................................... 48 6MQH ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 49 6HQH ....................................................................................................................................................... 50 7MQL ....................................................................................................................................................... 51 7MQH ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 52 8GL .......................................................................................................................................................... 53 8GM ......................................................................................................................................................... 54 8GH .................................................. ....................... ...................................................... ...................................................... ..................................................... .................................................. ........................ 55 8CGL........................................................................................................................................................ 56 8CGM ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 57 8CGH ....................................................................................................................................................... 58 8MQL ....................................................................................................................................................... 59 8MQH ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 60 8HQH ....................................................................................................................................................... 61 10GL ........................................................................................................................................................ 62 10GM ....................................................................................................................................................... 63 10GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 64 10CGL...................................................................................................................................................... 65 10CGM ..................................................... .......................... ...................................................... ...................................................... ....................................................... .......................................... .............. 66 10CGH ..................................................................................................................................................... 67 10HQL...................................................................................................................................................... 68 10HQH ..................................................................................................................................................... 69 12GL ........................................................................................................................................................ 70 12GM ....................................................................................................................................................... 71 12GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 72 12CGL...................................................................................................................................................... 73 12CGM ..................................................... .......................... ...................................................... ...................................................... ....................................................... .......................................... .............. 74 12CGH ..................................................................................................................................................... 75 12HQR-H ................................................................................................................................................. 76 14GM ....................................................................................................................................................... 77 14GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 78 16GM ....................................................................................................................................................... 79 16GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 80 TABLA DE MEDIDAS BOMBA G/CG ..................................................................................................... 81 TABLA DE MEDIDAS BOMBA HQ/MQ .................................................................................................. 83

6GL .......................................................................................................................................................... 45 6GM ......................................................................................................................................................... 46 6GH .................................................. ....................... ...................................................... ...................................................... ..................................................... .................................................. ........................ 47 6MQL ....................................................................................................................................................... 48 6MQH ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 49 6HQH ....................................................................................................................................................... 50 7MQL ....................................................................................................................................................... 51 7MQH ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 52 8GL .......................................................................................................................................................... 53 8GM ......................................................................................................................................................... 54 8GH .................................................. ....................... ...................................................... ...................................................... ..................................................... .................................................. ........................ 55 8CGL........................................................................................................................................................ 56 8CGM ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 57 8CGH ....................................................................................................................................................... 58 8MQL ....................................................................................................................................................... 59 8MQH ..................................................... ........................... ..................................................... ...................................................... .................................................... ............................................ ................... 60 8HQH ....................................................................................................................................................... 61 10GL ........................................................................................................................................................ 62 10GM ....................................................................................................................................................... 63 10GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 64 10CGL...................................................................................................................................................... 65 10CGM ..................................................... .......................... ...................................................... ...................................................... ....................................................... .......................................... .............. 66 10CGH ..................................................................................................................................................... 67 10HQL...................................................................................................................................................... 68 10HQH ..................................................................................................................................................... 69 12GL ........................................................................................................................................................ 70 12GM ....................................................................................................................................................... 71 12GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 72 12CGL...................................................................................................................................................... 73 12CGM ..................................................... .......................... ...................................................... ...................................................... ....................................................... .......................................... .............. 74 12CGH ..................................................................................................................................................... 75 12HQR-H ................................................................................................................................................. 76 14GM ....................................................................................................................................................... 77 14GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 78 16GM ....................................................................................................................................................... 79 16GH .................................................. ....................... ...................................................... ..................................................... ........................................................ ................................................. ................... 80 TABLA DE MEDIDAS BOMBA G/CG ..................................................................................................... 81 TABLA DE MEDIDAS BOMBA HQ/MQ .................................................................................................. 83

SISTEMAS DE BOMBEO ( CAPITULO 1 )

S A B M O B E D N O I C A C I F I S A L C

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CONCEPTOS BASICOS CAUDAL: Es el volúmen de líquido desplazado por la bomba en la unidad de tiempo. Se expresa generalmente en litros/segundo (l/s), galones/minuto (gpm), etc. ALTURA DINAMICA TOTAL : Es la energía neta transmitida al fluido por unidad de peso a su paso por la bomba centrífuga, expresada en unidades de longitud. Esta energía absorbida por el líquido es la que necesita para vencer la altura estatica total más las pérdidas en las tuberías y accesorios del sistema. Se expresa normalmente en metros del líquido bombeado. Se calcula como sigue: ADT = Hgeo + ( Pa - Pb ) / rg + ( Va 2 - Vb2 ) / 2g + SHf Hgeo ( Pa - Pb ) / rg ( Va2 - Vb2 ) / 2g SHf expresado en metros.

: Altura estática total en metros :D Diiferencia de de presiones ab absolutas en metros : Diferen rencia de ene energías de velocidad en metros : Suma de pérdidas en las tuberías y accesorios de la succión y descarga

En la práctica los valores de energía de velocidad son despreciables, la ecuación queda: ADT = Hgeo + ( Pa - Pb ) / rg + SHf Si los recipientes de succión y descarga se encuentran abiertos a la presión atmosférica, la ecuación quedaría: ADT = Hgeo + SHf

succión negativa

succión positiva

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PERDIDAS DE ENERGIA EN BOMBAS CENTRIFUGAS

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EFICIENCIA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA : Es el resultado de dividir la energía neta absorbida por el fluido a su paso por la bomba entre la energía entregada al eje de la bomba ( ver página 3 ). Se expresa en porcentaje ( % ). Eficiencia = Energía neta absorbida por el fluido / Energía entregada al eje de la bomba POTENCIA ABSORBIDA POR LA BOMBA : Se calcula como sigue: P = GExQxADT/75xh P GE Q ADT h

: Potencia absorbida en hp : Gravedad específica del líquido bombeado (para el agua limpia a 15.6°C, GE = 1) : Caudal bombeado en litros/segundo : Altura Dinámica Total en metros. : Eficiencia en porcentaje (%).

GRAVEDAD ESPECIFICA (GE) : La gravedad específica de un líquido se define como el resultado de dividir la masa del líquido (a la temperatura que se encuentre) entre la masa de un volúmen igual de agua. Se toma como referencia agua a 15.6°C (60°F). VISCOSIDAD : Es la propiedad de un líquido a resistir cualquier fuerza que tienda a producir un flujo. Es evidente que la cohesión entre las partículas de un fluido es la que origina que ofrezca resistencia análoga a la fricción. Un incremento en la temperatura del fluido normalmente reduce la viscosidad, inversamente, una reducción en la temperatura incrementa la viscosidad. Las pérdidas por fricción en tuberías se incrementan conforme se incrementa la viscosidad. CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS : La Altura Dinámica Total (ADT), la Eficiencia (h), el NPSH requerido (NPSHr) y la Potencia Absorbida (P) están en función del Caudal (Q) tal como se muestra en la figura. Estas curvas se obtienen ensayando la bomba con agua limpia y fría (15.6°C).

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LEYES DE AFINIDAD : Las relaciones que permiten predecir el rendimiento de una bomba a una velocidad que no sea la de característica conocida de la bomba se llaman leyes de afinidad. Cuando se cambia la velocidad: 1. El Caudal varía directamente con la velocidad. 2. El ADT varía en razón directa al cuadrado de la velocidad. 3. La Potencia absorbida varía en razón directa al cubo de la velocidad. En otras palabras, si se asigna el subíndice 1 a las condiciones en las cuales se conocen las características y el subíndice 2 denota las condiciones a alguna otra velocidad, entonces: Q2 /Q1 = n2 /n1 ; H2 /H1 = (n2 /n1)2 ; P2 /P1 = (n2 /n1)3 Las ecuaciones anteriores se pueden usar con bastante aproximación para variaciones moderadas de velocidad. Existen leyes similares de afinidad cuando se cambia el diámetro del impulsor dentro de límites razonables de reducción. Simplemente se reemplaza la velocidad por el diámetro en las ecuaciones anteriores. CURVA DEL SISTEMA : Un «Sistema» es el conjunto de tuberías y accesorios tales como codos, válvulas, uniones, etc., que forman parte de la instalación de una bomba centrífuga. Cuando queremos seleccionar correctamente una bomba centrífuga debemos calcular con precisión la «resistencia» al flujo del líquido que ofrece el sistema completo a través de todos 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 opara diferentes caudales mientras quie la resistencia de las tuberías y accesorios varían con el caudal. La curva del sistema es una representación gráfica de la energía que se necesita proporcionar al fluido para originar diferentes caudales por el sistema de tuberías y accesorios. ADT sistema = Hgeo + ( Pa-Pe ) / rg + SHf Si los recipientes de succión y descarga se encuentran abiertos a la presión atmosférica, la ecuación quedaría: ADT sistema = Hgeo + SHf

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PUNTO DE OPERACIÓN DE UNA BOMBA CENTRIFUGA : Si representamos en un solo gráfico la curva H-Q de la bomba y la curva del sistema, ambas curvas se cortarán en un solo punto. Esta intersección determina exactamente el punto de operación de la bomba instalada en el sistema analizado. Cuando las condiciones de operación no son constantes los efectos que estos producen pueden ser analizados en detalle mediante la representación de la curva del sistema. Esta representación ha de comprender solamente el conjunto de cambios que se experimentarán con mayor probabilidad, como por ejemplo: variación de la altura estática total, variación de las pérdidas con el envejecimiento de las tuberías, etc. NPSH Y CAVITACION : Durante la operación de la bomba centrífuga, no debe permitirse que la presión en cualquier punto dentro de la bomba disminuya por debajo de la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Debe existir siempre suficiente energía disponible en la succión de la bomba para conseguir que el fluido ingrese al impulsor venciendo las pérdidas entre la brida de succión y la entrada al impulsor. La cavitación es un 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. Estas burbujas colapsan en la zona de alta presión originando erosión del material con el que está en contacto. La cavitación se manifiesta como ruido, vibración, reducción del caudal y de la presión de descarga. Con el tiempo todos los elementos en contacto con la cavitación presentan una fuerte erosión. Debemos diferenciar los dos valores de NPSH que se consideran en el campo de las bombas centrífugas: NPSH disponible y NPSH requerido. NPSH DISPONIBLE : Es la cantidad de energía con la que dispone el líquido (referido al eje de la bomba) sobre la presión de vapor en la brida de succión de la bomba a la temperatu ra de bombeo. Se expresa en metros de columna del líquido bombeado. El NPSH disponible depende de las características del sistema en el cual opera la bomba, del caudal y de las condiciones del líquido que se bombea tales como: clase de líquido, temperatura, gravedad especifica, entre otras. NPSH REQUERIDO : Es el valor mínimo de energía requerido en la brida de succión de la bomba que debe tener el líquido sobre la presión de vapor (a la temperatura de bombeo) para permitir que opere satisfactoriamente (sin cavitar). Se expresa en metros de columna del líquido bombeado. El NPSH requerido depende exclusivamente del diseño de la bomba y de las condiciones de operación (velocidad, caudal, ADT, etc), siendo su valor proporcionado por el fabricante. Para que no cavite una bomba centrífuga el NPSH disponible debe superar al NPSH requerido, es decir debe cumplirse la siguiente relación: NPSHd > NPSHr

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NPSH Y CURVAS DE OPERACION : En el comportamiento de una bomba centrífuga el NPSH requerido se representa en función del caudal como una curva adicional a las curvas de ADT, Potencia y Eficiencia. Tanto el NPSHd como el NPSHr varían con el caudal de bombeo. En las instalaciones, el NPSHd se reduce conforme aumenta el caudal en una magnitud igual a la fricción en la tubería de succión. Por otro lado, el NPSHr que depende del diseño de la bomba, aumenta aproximadamente con el cuadrado del caudal. CALCULO DEL NPSH DISPONIBLE : El NPSH disponible puede ser calculado por la siguiente ecuación: NPSHd = (Pb - Pv) x 0.7 / GE ± S - SHfs Donde: NPSHd Pb Pv GE S SHfs

: NPSH disponible en metros. : Presión absoluta en el recipiente de succión en psi (lb/pulg2). : Presión de vapor absoluta del líquido en psi (lb/pulg2) a la temperatura de bombeo. : Gravedad específica del líquido a la temperatura de bombeo. : Altura de succión estática (+) ó altura de elevación estática (-) en metros. : Pérdida de energía por fricción en la línea de succión expresada en metros del líquido bombeado.

∑

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FRICCION DEL AGUA

PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS La resistencia que ofrece un líquido a ser movido a través de una tubería resulta en una pérdida de altura o presión denominada fricción (medida en metros del líquido). Esta resistencia a fluir es debido a la resistencia del líquido y a la turbulencia que ocurre a lo largo de las paredes interiores del tubo debido a la rugosidad. La expresión que se utiliza ampliamente es la ecuación de “Darcy-Weisbach”. Esta fórmula plantea que la pérdida por fricción depende de la condición de la tubería (rugosidad de la superficie interior), del diámetro interior del tubo, velocidad del líquido y su viscosidad. Se expresa como sigue: hf = xxLxV2 / Dx2xg Donde: hf L D V x

= = = = =

g

=

Pérdidas por fricción en metros del líquido. Longitud de la tubería en metros Diámetro interior de la tubería en metros Velocidad promedio en la tubería en metros/segundo Factor de fricción. Es un número adimensional determinado experimentalmente y que para un flujo turbulento depende de la rugosidad de la superficie interior del tubo y del número de Reynolds. Constante de gravedad (9.8 m/s2)

PERDIDAS POR FRICCION EN ACCESORIOS Las pérdidas de carga a travez de válvulas, codos, reducciones, etc., pueden ser expresadas en términos de la altura de velocidad V 2 /2g empleando el correspondiente coeficiente de resistencia “K” en la siguiente ecuación: hf = KxV2 /2g Donde: K V g

= = =

Coeficiente de resistencia del accesorio, depende del tipo y tamaño del accesorio. Velocidad promedio en la tubería en metros/segundo. Constante de gravedad (9.8 m/s2)

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SELECCIÓN DE BOMBAS CENTRIFUGAS INFORMACION REQUERIDA

1.

DEFINIR LA APLICACIÓN

2.

CAUDAL A MOVER

3.

ALTURA A DESARROLLAR

4.

NPSH DISPONIBLE

5.

CARACTERISTICAS DEL LIQUIDO

6.

VELOCIDAD DE BOMBA

7.

FORMA DE LAS CURVAS DE OPERACION

8.

CONSTRUCCION

1.

APLICACIÓN

Antes de seleccionar una bomba debe definirse claramente la aplicación. Puede ser una simple recirculacion o una compleja distribución de tuberías. Lo único común en las aplicaciones es la necesidad de mover él liquido de un punto a otro. Por esta razón, es responsabilidad del usuario revisar la configuración de su sistema (tuberías, accesorios alturas y presiones requeridas) para solicitar la bomba que mejor se adapte a su necesidad. 2.

CAUDAL A MOVER

Definir que cantidad de agua y en que tiempo se necesita mover en el sistema. puede expresarse en: Litros/segundo · Metros cúbicos/segundo · Galones /minuto, etc. · 3.

ALTURA A DESARROLLAR ( H )

Llamada también “Altura Dinámica Total” (ADT), es la altura que la bomba necesita desarrollar para vencer la altura estática y fricciones de la tubería y accesorios Para obtener una razonable vida de operación, los materiales de la bomba deben ser compatibles con él liquido. Además, el comportamiento de la bomba puede verse afectado por las características del liquido diferentes a las del agua limpia y fría. En estos casos, es importante que el usuario brinde la mayor cantidad de información al respecto, por ejemplo: Tipo de liquido · Temperatura · Viscosidad · Gravedad especifica · pH · Presencia de sólidos, etc. · 11

6.

VELOCIDAD DE LA BOMBA

La velocidad de la bomba puede ser sugerida por el usuario para ajustarse con alguna velocidad estándar de motor eléctrico o por disponibilidad del mismo. Sin embargo, el fabricante tiene al final la responsabilidad de confirmar que la velocidad deseada sea compatible con el NPSH y satisface una optima eficiencia de selección. 7.

FORMA DE CURVAS DE OPERACION

Existen casos especiales como en el bombeo de sólidos en suspensión en los cuales es importante seleccionar bombas que tengan sus curvas de operación como altura, potencia, NPSH, con formas que sean convenientes para una operación optima y segura. Para estos casos, las bombas centrifugo-helicoidales presentan muchas de las ventajas mencionadas : · · ·

8.

Curva H-Q con gran pendiente Curva de potencia plana Bajo NPSH requerido

CONSTRUCCION

Se refiere al diseño de la bomba, por ejemplo : bomba horizontal de eje libre, bomba monoblock, bomba autocebante, bomba de doble succión, bomba para pozo profundo tipo turbina o sumergible, bomba de sólidos, etc. Para la mayoría de las aplicaciones la construcción esta determinada por el tipo de liquido a bombear, el espacio de instalación, características de operación, etc. SELECCIÓN Con la información proporcionada puede seleccionarse la bomba centrifuga adecuada a las condiciones de operación solicitadas. 12


EJEMPLO DE SELECCION DATOS TUBERIA DE ACERO NUEVA Sch 40. DIAMETRO DE SUCCION : 3” DIAMETRO DE DESCARGA : 2” CALCULAR EL ADT PARA 15 l/s m 0 1

1 0 m

LADO SUCCION

PERDIDA EN LA TUBERIA Para 15 l/s y tubo de 3” el factor de pérdida es de 12.34% (ver pag. 15). Para una longitud de 6 metros las pérdidas son : 12.34*6/100 = 0.74 metros.

6 m

m 2

PERDIDA EN LOS ACCESORIOS

01 Válvula de pie (foot valve) 01 Codo de 90° (regular)

K 1.4 0.8

Ktotal = 1.4 + 0.8 = 2.2 La altura de velocidad (V2/2g) para 15 l/s y tubo de 3” es 0.503 Las pérdidas totales en los accesorios de la succión es : 2.2x0.503 = 1.1 metros. Las pérdidas en la succión son : 0.74 + 1.1 = 1.84 metros.

LADO DESCARGA

PERDIDA EN LA TUBERIA Para 15 l/s y tubo de 2” el factor de pérdida es de 92.91%. Para una longitud de 10 metros las pérdidas son: 92.91x10/100 = 9.3 PERDIDAS EN LOS ACCESORIOS 01 Swing check valve 01 Gate valve 02 Codo de 90° 01 Sudden enlargement

2x1=

K 2.4 0.16 2 1

Ktotal = 2.4 + 0.16 + 2 + 1 = 5.56 La altura de velocidad para 15 l/s y tubo de 2” es 2.44 Las pérdidas totales en los accesorios de la descarga es: 5.56x2.44 = 13.60 metros Las pérdidas en la descarga son: 9.3 + 13.6 = 22.90 metros hf total = hf descarga + hf succión = 22.90 + 1.84 = 24.74 metros ADT = Hestática total + hf = 10 + 24.74 » 35 metros

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SELECCION DE UNA BOMBA TIPO MONOBLOCK MODELO : C2X3-11.5T DIAMETRO DE SUCCION : 3” DIAMETRO DE DESCARGA : 2” MOTOR ELECTRICO DE 2 POLOS, 11.5hp CONDICIONES DE OPERACION: CAUDAL ADT EFICIENCIA POTENCIA ABSORBIDA RPM NPSHr

: 15 L/S : 35 m : 75 % : 9.33 hp : 3550 : 2.5 m

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CALCULO DE LA CURVA DEL SISTEMA

CAUDAL l/s

V /2g

8 10 15

0.143 0.223 0.503

2

Pérdidas Altura ADT LADO SUCCION LADO DESCARGA 2 V /2g % Pérdida en % Pérdida en Pérdida en Pérdida en totales estati ca m la tubería los accesorios la tubería los accesorios m m 6m, 3" K = 2.2 10m, 2" K = 5.56 3.73 6x3.73/100 = 0.22 2.2x0.143 = 0.31 0.694 27.42 10x27.42/100 = 2.74 5.56x0.694 = 3.86 7.1 10 17.1 5.69 6x5.69/100 = 0.34 2.2x0.34 = 0.49 1.085 42.2 10x42.2/100 = 4.22 5.56x1.085 = 6.03 11.08 10 21.02 12.34 6x12.34/100 = 0.74 2.2x0.503 = 1.11 2.44 92.91 10x92.91/100 = 9.29 5.56x2.44 = 13.57 24.74 10 34.72

a m e t s i s l e d a v r u c

CALCULO DEL NPSH Ejemplo: Considerar agua a 15.6°C, instalación al nivel del mar, presión atmosférica de 14.7 psi, altura de succión estática de 2 metros, pérdidas en la línea de succión de 1.85 metros y presión absoluta de vapor de 0.2563 psi. Entonces, el NPSHdisponible es:

NPSHd = (14.7-0.2563)x0.7 / 1 - 2 - 1.85 = 6.26 metros

De la curva anterior se obtiene un NPSHrequerido de 3 metros, entonces la bomba no cavita porque el NPSHd es mayor al NPSHr.

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SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA DE EJE LIBRE A 3600 RPM (MOTOR DE DOS POLOS)

Para 15 litros/segundo y un ADT de 35 metros, del ábaco general de curvas a 3600 rpm obtenemos el modelo 50-125. De la curva individual obtenemos los siguientes datos: Q ADT Eficiencia Potencia Abs. Pot. Abs. Max. Velocidad Diam. Impulsor NPSHr

= 15 l/s = 35m = 69% = 10.14 hp = 13 hp = 3480 rpm = 141 mm = 3m

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TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA SCH 40 Y AGUA LIMPIA Q 3/4" ( 0.824" I.D.) 1" ( 1.049" I.D.) l/s V (m/s) V2 /2g (m) Hf (%) V (m/s) V2 /2g (m) Hf (%) 0.2 0.58 0.017 2.76 0.36 0.007 0.85 0.3 0.87 0.039 5.76 0.54 0.015 1.76 0.4 1.16 0.069 9.78 0.72 0.026 2.96 0.5 1.45 0.107 14.81 0.90 0.041 4.45 0.6 1.74 0.155 20.84 1.07 0.059 6.23 0.8 2.32 0.275 35.88 1.43 0.105 10.64 1 2.90 0.430 54.88 1.79 0.164 16.17 1.2 3.48 0.618 77.84 2.15 0.235 22.81 1.5 2.69 0.368 34.86 1.8 3.22 0.530 49.41 2.1 3.76 0.721 66.46 2.4 4.30 0.942 85.99 2.7 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5

1.1/4" ( 1.3880" I.D.) 1.1/2" ( 1.610" I.D.) 2 2 V (m/s) V /2g (m) Hf (%) V (m/s) V /2g (m) Hf (%)

Q 2" ( 2.067" I.D.) 2.1/2" ( 2.469" I.D.) l/s V (m/s) V /2g (m) Hf (%) V (m/s) V /2g (m) Hf (%) 1.5 0.69 0.024 1.18 0.48 0.012 0.49 2 0.92 0.043 2 0.65 0.021 0.83 2.5 1.15 0.068 3.03 0.81 0.033 1.26 3 1.38 0.098 4.25 0.97 0.048 1.76 4 1.84 0.174 7.3 1.29 0.085 3 5 2.31 0.271 11.15 1.62 0.133 4.56 6 2.77 0.390 15.78 1.94 0.192 6.44 7 3.23 0.532 21.21 2.26 0.261 8.63 8 3.69 0.694 27.42 2.59 0.341 11.12 10 4.61 1.085 42.2 3.23 0.533 17.06 12 5.53 1.562 60.13 3.88 0.767 24.23 14 6.46 2.126 81.2 4.52 1.044 32.65 15 6.92 2.441 92.91 4.85 1.199 37.32 16 5.17 1.364 42.3 17 5.49 1.540 47.59 18 5.82 1.726 53.19 20 6.46 2.131 65.33 25 8.08 3.330 101.1 30 35 40 45 50 60

3" ( 3.068" I.D.) 3.1/2" ( 3.548" I.D.) V (m/s) V /2g (m) Hf (%) V (m/s) V /2g (m) Hf (%)

0.41 0.51 0.61 0.82 1.02 1.23 1.53 1.84 2.15 2.45 2.76 3.07 3.58 4.09 4.60 5.11

0.42 0.52 0.63 0.84 1.05 1.26 1.47 1.67 2.09 2.51 2.93 3.14 3.35 3.56 3.77 4.19 5.23 6.28 7.33 8.37

0.009 0.013 0.019 0.034 0.053 0.077 0.120 0.173 0.235 0.307 0.389 0.480 0.654 0.854 1.080 1.334

0.009 0.014 0.020 0.036 0.056 0.080 0.110 0.143 0.223 0.322 0.438 0.503 0.572 0.646 0.724 0.894 1.397 2.011 2.738 3.576

0.75 1.13 1.57 2.65 3.99 5.6 8.49 11.97 16.02 20.64 25.84 31.61 42.51 54.99 69.05 84.71

0.29 0.43 0.6 1.02 1.55 2.17 2.9 3.73 5.69 8.05 10.81 12.34 13.97 15.7 17.53 21.49 33.12 47.24 63.84 82.93

0.38 0.46 0.61 0.76 0.91 1.14 1.37 1.60 1.82 2.05 2.28 2.66 3.04 3.42 3.80 4.18 4.56 4.94 5.32 5.70

0.47 0.63 0.78 0.94 1.10 1.25 1.56 1.88 2.19 2.35 2.50 2.66 2.82 3.13 3.91 4.69 5.48 6.26 7.04 7.82 9.39

0.007 0.011 0.019 0.029 0.042 0.066 0.095 0.130 0.170 0.215 0.265 0.361 0.472 0.597 0.737 0.891 1.061 1.245 1.444 1.658

0.011 0.020 0.031 0.045 0.061 0.080 0.125 0.180 0.245 0.281 0.320 0.361 0.405 0.500 0.781 1.125 1.531 1.999 2.530 3.124 4.498

0.55 0.76 1.28 1.92 2.68 4.05 5.69 7.6 9.77 12.2 14.9 19.99 25.8 32.35 39.63 47.63 56.37 65.83 76.02 86.93

0.3 0.5 0.76 1.06 1.41 1.81 2.75 3.87 5.19 5.92 6.69 7.52 8.39 10.26 15.77 22.45 30.29 39.29 49.45 60.78 86.91

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Q l/s 8 10 12 14 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 250

4" ( 4.026" I.D.) V (m/s) V /2g (m) Hf (%) 0.97 0.048 0.97 1.22 0.075 1.46 1.46 0.108 2.06 1.70 0.148 2.75 1.94 0.193 3.54 2.43 0.301 5.42 3.04 0.471 8.3 3.65 0.678 11.79 4.25 0.922 15.88 4.86 1.205 20.58 5.47 1.525 25.87 6.08 1.882 31.77 6.68 2.278 38.26 7.29 2.710 45.36 8.51 3.689 61.35 9.72 4.819 79.75 10.94 6.099 100.55 12.15 7.529 14.58 10.842 17.02 14.757 19.45 19.274 21.88 24.394 24.31 30.116 30.38 47.056

5" ( 5.047" I.D.) V (m/s) V /2g (m) Hf (%) 0.62 0.020 0.32 0.77 0.030 0.48 0.93 0.044 0.67 1.08 0.060 0.89 1.24 0.078 1.15 1.55 0.122 1.74 1.93 0.191 2.66 2.32 0.274 3.76 2.71 0.373 5.05 3.09 0.488 6.52 3.48 0.617 8.18 3.87 0.762 10.03 4.25 0.922 12.05 4.64 1.097 14.27 5.41 1.494 19.25 6.19 1.951 24.97 6.96 2.469 31.43 7.73 3.049 38.63 9.28 4.390 55.24 10.83 5.975 74.81 12.37 7.804 97.33 13.92 9.877 15.47 12.194 19.33 19.054

6" ( 6.065" I.D.) V (m/s) V /2g (m) Hf (%) 0.43 0.009 0.54 0.015 0.64 0.021 0.27 0.75 0.029 0.36 0.86 0.037 0.46 1.07 0.058 0.7 1.34 0.091 1.06 1.61 0.132 1.5 1.87 0.179 2 2.14 0.234 2.58 2.41 0.296 3.23 2.68 0.365 3.95 2.95 0.442 4.75 3.21 0.526 5.61 3.75 0.716 7.55 4.28 0.936 9.78 4.82 1.184 12.29 5.36 1.462 15.08 6.43 2.105 21.51 7.50 2.865 29.08 8.57 3.742 37.78 9.64 4.736 47.62 10.71 5.847 58.59 13.39 9.137 90.96

8" ( 7.981" I.D.) V (m/s) V /2g (m) Hf (%) 0.25 0.003 0.31 0.005 0.37 0.007 0.43 0.010 0.49 0.012 0.62 0.020 0.77 0.030 0.27 0.93 0.044 0.38 1.08 0.060 0.51 1.24 0.078 0.66 1.39 0.099 0.82 1.55 0.122 1 1.70 0.147 1.2 1.86 0.176 1.41 2.16 0.239 1.89 2.47 0.312 2.44 2.78 0.395 3.05 3.09 0.488 3.74 3.71 0.702 5.31 4.33 0.956 7.16 4.95 1.248 9.28 5.57 1.580 11.66 6.19 1.950 14.32 7.73 3.047 22.16

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TABLA DE PERDIDAS EN ACCESORIOS

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RANGO APROXIMADO DE VARIACIONES DE K

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PRESION ATMOSFERICA A VARIAS ALTITUDES

PROPIEDADES DEL AGUA A VARIAS TEMPERATURAS

ALTITUD PRESION ATMOSFERICA metros psi 0 14.7 152.4 14.4 304.8 14.2 457.2 13.9 609.6 13.7 762 13.4 914.4 13.2 1066.8 12.9 1219.2 12.7 1371.6 12.4 1524 12.2 1676.4 12 1828.8 11.8 1981.2 11.5 2133.6 11.3 2286 11.1 2438.4 10.9 2590.8 10.7 2743.2 10.5 2895.6 10.3 3048 10.1 4572 8.3

TEMPERATURA GE PRESION VAPOR °C Ref. 15.6 °C ABSOLUTA (psi) 0 1.002 0.0885 4.4 1.001 0.1217 7.2 1.001 0.1475 10 1.001 0.1781 12.8 1 0.2141 15.6 1 0.2563 18.3 0.999 0.3056 21.1 0.999 0.3631 23.9 0.998 0.4298 26.7 0.998 0.5069 29.4 0.997 0.5959 32.2 0.996 0.6982 35 0.995 0.8153 37.8 0.994 0.9492 43.3 0.992 1.275 48.9 0.99 1.692 54.4 0.987 2.223 60 0.985 2.889 65.6 0.982 3.718 71.1 0.979 4.741 76.7 0.975 5.992 82.2 0.972 7.51 87.8 0.968 9.339 93.3 0.964 11.526 100 0.959 14.696

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CURVAS DE OPERACION EJE LIBRE

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BOMBAS DE POZO PROFUNDO

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BOMBA TURBINA VERTICAL

COMPONENTES PRINCIPALES MOTOR

MOTOR: Generalmente es un motor eléctrico de eje hueco a 1800 rpm. LINTERNA: La linterna de descarga incluye todos los componentes necesarios para soportar el motor, sujetar la columna y dirigir el flujo de agua a la tubería horizontal de la superficie.

LINTERNA

COLUMNA: Es diseñada para conectar la bomba con la linterna. Cumple dos funciones: soporta el peso de la bomba y sirve de conducción vertical al agua de bombeo. En el interior de la columna se encuentra el eje de transmisión de potencia desde el motor hasta la bomba.Dependiendo de la forma como se lubrica los apoyos del eje se pueden clasificar en lubricadas por agua o lubricadas por aceite.

COLUMNA

BOMBA

Lubricada por agua

Lubricada por aceite

TUBO DE SUCCION

CANASTILLA

BOMBA: El cuerpo de la bomba generalmente es de multiples etapas (bombas en serie) para adaptarse a las necesidades de caudal y presión solicitadas por el proyecto. TUBO DE SUCCION Y CANASTILLA: El tubo de succión orienta adecuadamente el flujo hacia la succión de la bomba y la canastilla evita el ingreso de cuerpos extraños.

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IMPULSORES: Los impulsores empleados normalmente son de flujo semi-axial cerrados o semiabiertos. Los impulsores semi-abiertos necesitan mantener una pequeña tolerancia con el tazón para rendir de acuerdo a las condiciones de operación mostradas en sus curvas de laboratorio. Esta regulación se realiza con una tuerca de regulación que se encuentra en el motor eléctrico.

CUERPO DE BOMBA CON IMPULSORES SEMI_ABIERTOS Y CANASTILLA TIPO CESTO

CUERPO DE BOMBA CON IMPULSORES CERRADOS Y CANASTILLA TIPO CONICA

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BALANCE DE ENERGIA EN BOMBAS TURBINA VERTICAL

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NOMENCLATURA Nivel de referencia: Es el plano horizontal tomado como referencia para tomar las medidas de los parámetros de la bomba. Normalmente se toma la base de la linterna. Nivel estático: Es la distancia vertical entre el nivel de referencia y el nivel del agua cuando el equipo no funciona. Nivel dinámico: Es la distancia vertical entre el nivel de referencia y el nivel que alcanza el agua en el pozo al caudal de bombeo.

Nivel de referencia

Longitud de columna: Es la distancia entre el nivel de referencia y el cuerpo de la bomba. Longitud de bomba: Distancia entre el nivel de referencia y el punto mas bajo de la bomba. Altura estática de descarga: Es la distancia vertical a la que debe elevarse el líquido desde el nivel de referencia. Altura de velocidad: Es la energía cinética del líquido bombeado por unidad de peso (se expresa en metros del líquido). Altura de descarga: Es la suma de la Altura estática de descarga, las pérdidas en la tubería y accesorios desde la linterna hasta el punto de descarga y la Altura de velocidad. Altura de campo: Se define como la Altura de descarga más el nivel dinámico al caudal de bombeo. Altura de Laboratorio: Es la altura dinámica total que desarrolla el cuerpo completo de la bomba. Se puede expresar como la suma de la Altura de campo más las pérdidas por fricción que se generan en la columna de descarga desde la bomba hasta la linterna. Eficiencia de laboratorio: Es la eficiencia que se muestra en la curva de performance de la bomba, incluyendo sus respectivas correcciones. Potencia de laboratorio: Es la potencia en hp requerida en el extremo del eje del cuerpo de bomba para descargar el caudal solicitado contra la altura de laboratorio. Es definido como sigue: Altura de laboratorio (m) x Caudal (l/s) / 75 x Eficiencia de laboratorio. Pérdidas del eje: Es la pérdida por fricción medida en hp que se genera entre el eje de transmisión y sus apoyos. Potencia de campo: Es la potencia requerida en el extremo superior del eje de transmisión. Se define como la suma de la potencia de laboratorio más las pérdidas en el eje de transmisión. Eficiencia de campo: Es la eficiencia del equipo completo definido como: Altura de campo( m ) x Caudal ( l/s ) / 75 x Potencia de campo ( hp )

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Empuje total: Esta compuesto por la suma del peso de todos los componentes en rotación en la bomba, el peso de los ejes y del empuje hidráulico. El empuje hidráulico depende del tipo de impulsor de la bomba, del líquido bombeado y del punto de operación. Se calcula como el número de etapas de la bomba por el empuje hidráulico generado por etapa indicado en la curva de performance particular. Pérdida en el rodamiento por empuje axial: Es la pérdida de potencia por fricción en el rodamiento del motor generada por el empuje axial de la bomba. Si no se tiene la información del proveedor del motor se puede estimar para el rodamiento de bolas de contacto angular una pérdida de aproximadamente 0.0075hp por cada 100 rpm y por cada 1000 libras de empuje total. Eficiencia del motor: Es la relación que existe entre la potencia disponible en el eje del motor sin considerar el empuje axial y la potencia que si lo considera : Potencia en el eje / ( Potencia de entrada + Pérdidas rodamiento). Eficiencia total: Es la eficiencia completa de la bomba y motor : Eficiencia de campo x Eficiencia del motor. Potencia de entrada: Es la potencia total requerida para operar la bomba con su motor y una medida de la cantidad de potencia que debe ser suministrada por el usuario : Potencia en el eje / Eficiencia del motor.

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TABLA 1 (SELECCION DEL EJE) AVANCE POR EJE VUELTA AISI 416 1" 0.0714" 1.3/16" 0.083" 1.7/16" 0.083" 1.11/16" 0.083" 1.15/16" 0.083" 1.15/16" 0.083"

RPM PESO PERDIDA EMPUJE AXIAL EN LIBRAS LB/PIE HP/100' 1000 2000 3000 5000 7500 10000 15000 1760 2.67 0.53 59.7 59.5 59.1 57.8 55.3 51.5 38.7 1760 3.76 0.72 97.7 97.5 97.2 96.2 94 91 81.8 1760 5.52 1.05 188.2 188 188 186.9 185.2 182.9 176 1760 7.6 1.44 248 247 242 1760 10.02 1.85 391 390 386 1200 10.02 1.23 258 257 254

20000 30000 66.7 165.9 224 371 244

132.7 190 344 227

TABLA 3 (N° ARAÑAS) TABLA 2 (ELONGACION DEL EJE)

EMPUJE EN LIBRAS 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4400 4800 5200 5600 6000 6500 7000 8000 9000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

DIAMETRO DEL EJE DE TRANSMISION AISI 1045

1" 0.026 0.032 0.037 0.042 0.047 0.053 0.063 0.074 0.084 0.095 0.105 0.116 0.126 0.137 0.148 0.158 0.169 0.179 0.19 0.2 0.211 0.232 0.253 0.274 0.295 0.316 0.342 0.369 0.421 0.474 0.527 0.632 0.738 0.843 0.948 1.054

1.3/16" 0.019 0.022 0.026 0.03 0.034 0.037 0.045 0.052 0.06 0.067 0.075 0.082 0.09 0.097 0.105 0.112 0.12 0.127 0.134 0.142 0.149 0.164 0.179 0.194 0.209 0.224 0.243 0.262 0.299 0.336 0.374 0.448 0.523 0.598 0.672 0.747

1.7/16" 1.11/16" 1.15/16" 0.013 0.009 0.007 0.015 0.011 0.008 0.018 0.013 0.01 0.02 0.015 0.011 0.023 0.017 0.013 0.025 0.018 0.014 0.031 0.022 0.017 0.036 0.026 0.02 0.041 0.03 0.022 0.046 0.033 0.025 0.051 0.037 0.028 0.056 0.041 0.031 0.061 0.044 0.034 0.066 0.048 0.036 0.071 0.052 0.039 0.076 0.055 0.042 0.082 0.059 0.045 0.087 0.063 0.048 0.092 0.067 0.051 0.097 0.07 0.053 0.102 0.074 0.056 0.112 0.081 0.062 0.122 0.089 0.067 0.133 0.096 0.073 0.143 0.104 0.079 0.153 0.111 0.084 0.166 0.12 0.091 0.178 0.129 0.098 0.204 0.148 0.112 0.229 0.166 0.126 0.255 0.185 0.14 0.306 0.222 0.168 0.357 0.259 0.196 0.408 0.296 0.225 0.459 0.333 0.253 0.51 0.37 0.281

LONGITUD NUMERO DE EN PIES ARA AS 20 30 2 40 50 60 70 3 80 90 100 110 4 120 130 140 150 5 160 170 180 6 190 200 210 220 230 7 240 250 260 270 8 280 290 300 310 9 320 330 340 350 10 360 370 380 11 390 400 36


" " 2 2 3 / 3 / 1 1 2 2

n 7 2 . " 2 5 / 8 3 0 2 1 4 0 9 4 0 + . 1 0 3 3 3 1 2 3 8 . 1 0 3

" 4 / 3

n 9 6 . " 1 4 3 / 2 0 8 5 0 . 1 0 2 6 0 + 3 2 1 5 2 3 3 9 . 1 2 3

G " " " 6 6 C 6 / 1 / 1 1 / G 5 1 / 2 1 1 7 1

n 8 9 . " / 2 0 8 3 0 3 2 1 1 9 4 0 . 1 0 3 1 2 2 + 1 1 . 1 0 2

" 8 / 5

n 7 4 . 2 " 4 0 0 8 5 5 2 / 0 2 6 2 + 3 . 1 5 2 3 1 6 9 6 . 3 1

G " " C " 6 2 / 8 / / 1 3 G 7 / 5 0 9 1 1

n 5 5 . " 2 0 0 8 3 5 9 / 0 9 4 2 + . 1 3 1 2 1 5 1 5 . 9 2 1

Q H 8

" 6 1 / 9

n 9 4 . " 0 8 4 5 4 4 1 / 2 0 3 8 0 4 2 3 7 + . 4 7 7 . 8

Q M 8

" 2 / 1

n 3 5 . " 9 6 / 8 0 9 4 0 8 9 5 7 + 3 . 8 7 5 2 3 8 . 6

G " " 2 " C / 3 6 8 / / 1 / 7 G 5 7 8 2

n 6 8 . " 8 3 / 8 0 4 2 5 6 1 5 7 + 1 . 4 7 2 1 2 9 . 6

" Q 2 3 M / 7 1 2

" 4 6 / 3 3

n 8 5 . " 9 1 / 7 0 6 4 0 8 1 0 4 + 3 . 4 6 5 2 4 6 . 5

Q H 6

" 2 3 / 5 1

n 4 3 . " 4 0 3 9 0 9 / 6 0 8 2 2 + 3 . 1 5 5 1 2 1 . 5

Q M 6

" 2 3 / 5 1

n 6 3 . " 9 1 / 6 0 4 4 0 8 1 0 4 + 3 . 3 5 4 2 4 7 . 3

" " " 6 2 6 1 3 1 G / 6 1 / 7 / 1 1 5

n 3 " 4 0 8 1 . / 6 0 0 8 2 0 3 3 . 2 1 2 2 + 5 4

G " " " C 2 / 6 2 1 3 3 / / G / 3 9 9 5 . 1 5

n 8 5 . " 8 0 0 8 0 2 / 6 0 8 2 2 + 1 . 2 1 2 4 5 3 . 2

G 4 1

R Q H 2 1

Q H 0 1

) S E N O I C A T I M I L Y O G E U J ( 4 A L B A T

s a p a t e O L e d E o D r O e M m u N : L M H n R O S L U P M I

S E I P N E A A N B M M U A O L O B O B ) M Z C m O E ( O O B 0 D P N = M E I O A Ó Q J X M I M I ) E ) A I X C m s N A A ( E I a M M R D r M O b R O D E P I M O i A l M R U O X I B ( O I T E A X M S R T E I D M A O E E M G N T T M B R T A I O D D P O X D L A A H

E J S E E L O U E R O G E U J D P T S E N O I C A T I M I L M E I O S S M I E A A P M D

37


TABLA 6 (PÉRDIDAS EN LA COLUMNA)


TABLA 6 (PÉRDIDAS EN LA COLUMNA)

39

EMPUJE AXIAL EN BOMBAS TURBINA VERTICAL

Comprender el origen del empuje axial en las bombas tipo turbina vertical es importante para obtener una vida de operación satisfactoria y diagnosticar los problemas de operación. En toda bomba centrífuga en operación existe una fuerza axial que es la resultante de dos fuerzas opuestas (fig. a) conformadas principalmente por : * Una fuerza dinámica en el sentido del flujo (UPTHRUST), y * Una fuerza creada por la diferencia de presiones en ambos lados del impulsor. Esta fuerza esta en función de la altura dinámica total desarrollada por la bomba y es en sentido contrario al movimiento del líquido (DOWNTHRUST). El sentido de la resultante depende de la magnitud de cada componente, siendo en condiciones normales de operación fig. a) en sentido contrario al ingreso del fluido. Sin emb argo, cuando una bomba esta operando con un caudal excesivo, el “upthrust” puede superar al “downthrust”, especialmente en turbinas cortas y con impulsor cerrado. Es importante señalar que el empuje axial resultante que generan los impulsores cerrados es menor al que generan los impulsores semi-abiertos como se muestran en las figuras b) y c).

fig. b)

fig. c)

La fig. d) muestra una curva típica de empuje axial en bombas turbina vertical. El “downthrust” es alto a bajos caudales, disminuye hasta cero a un caudal aproximadamente 30% mayor al caudal de maxima eficiencia, y cambia a “upthrust” más alla de este punto.

fig. d) 40


ALTERNATIVAS DE ACCIONAMIENTOS EN BOMBAS TURBINA VERTICAL.

CABEZAL SIMPLE DE ENGRANAJES

41

5.5CGL

5.5CGL-1 H-Q

THRUST

N

42


5.5CGM

5.5CGM-1

43

5.5CGH

5.5CGH-1

44


6GL

6GL-1

45

6GM

6 GM-1

46


6GH

6GH-1

47

6MQL

6MQL-1

48


6MQH

8

H-Q

6MQH-1

7 6 5 4

80 3

70 60

2

50 40

1

30 NPSH

0

(m) 5 4 3

NPSH

2

THRUST

1

(LBS)

0

60 THRUST

40

N

20

(HP)

0

0.80

N

0.60 0.40 0.2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

HP ES PARA GRAVEDAD ESP. = 0

49

6HQH

8

6HQH-1 7 6

H-Q

5

90 80

4

70 60

3

50 40

2 1

NPSH (m)

0

3

NPSH THRUST

2

(LBS)

1

80

0 THRUST

60 40

N

20

(HP)

0

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

50


7MQL

7MQL-1

51

7MQH

7MQH-1

52


8GL

8GL-1

53

8GM

8GM-1

54


8GH

8GH-1

55

8CGL

8CGL-1

56


8CGM

8CGM-1

57

8CGH

8CGH-1

58


8MQL

59

8MQH

60


8HQH

8HQH-1

61

10GL

10GL-1

62


10GM

63

10GH

10GH-1

64


10CGL

10CGL-1

65

10CGM

66


10CGH

10CGH-1

67

10HQL

10HQ-L

68


10HQH

10HQ-H

69

12GL

12GL-1

70


12GM

12GM-1

71

12GH

12GH-1

72


12CGL

12CGL-1

73

12CGM

12CGM-1

74


12CGH

12CGH-1

75

12HQR-H

12HQR-H

76


14GM

77

14GH

78


16GM

79

16GH

80


TABLA DE MEDIDAS BOMBA G/CG

5.5G/CG EDIAMETRO EXTERIOR L BMAXIMO M A SLONGITUD DESCARGA N E E DLONGITUD DEL TAZON SLONGITUD DE E NSUCCION O I LONGITUD DE S NPRIMERA ETAPA E LONGITUD POR ETAPA M I DADICIONAL

TIPO DE BOMBA 6G/CG 8G/CG 10G/CG 12G/CG

14G

A

5.1/8"

5.3/4"

7.1/2"

B

5" - 4" COL

7.1/8"

8.15/16"

C

4"

5"

5.7/8"

7.3/4"

9.7/16"

11.1/8"

7.1/8"

11"

12.1/4"

12"

17.13/16" 21.15/16" 27.3/8" 31.3/4"

37"

D

7" - 4" SUCCION 5.11/16" 16" - 4" COL

C

A B MDIAMETRO ESTANDAR O B E J EPESO LIBRAS/PIE

E

COLUMNA EXTERIOR ESTANDAR TUBO DE SUCCION PRIMERA ETAPA O SPOR ETAPA ADICIONAL E PPESO DEL IMPULSOR

F G

9.1/2"

11.1/2"

13.1/2"

8.5/8" 10.1/16" 11.1/2"

4"

5"

5.7/8"

7.3/4"

9.7/16"

11.1/8"

13/16"

1"

1.3/16"

1.7/16" 1.11/16" 1.15/16"

1.76

2.7

3.8

5.5

7.6

10

3" & 4" 4" 55 11 2

4" 4" 47 19 2

5", 6" 6" 110 33 3

6", 8" 8" 165 54 6

8", 10" 8" 230 90 8

10" 10" 355 130 16

81

TIPO DE BOMBA 6G/CG 16G EDIAMETRO EXTERIOR L BMAXIMO MLONGITUD A SDESCARGA N ELONGITUD DEL E DTAZON SLONGITUD DE E NSUCCION O I LONGITUD DE S NPRIMERA ETAPA E LONGITUD POR M I DETAPA ADICIONAL BDIAMETRO M OESTANDAR B E J EPESO LIBRAS/PIE

COLUMNA EXTERIOR ESTANDAR TUBO DE SUCCION PRIMERA ETAPA O SPOR ETAPA ADICIONA E PPESO DEL IMPULSOR

8 2

A B

5.3/4

15.1/2

12.11/16 15.7/8

C

5

13.15/16

D

5.11/16

6.7/8

18.3/8

22.3/4

5

13.15/16

13/16

2.3/16

1.8

12.8

4 4 47 19 2

10 & 12 10 & 12 375 215 26

C E

F G

16 G

6G/CG


TABLA DE MEDIDAS BOMBA HQ/MQ

DIAMETRO EXTERIOR E L MAXIMO B MLONGITUD A

A B

6MQ

6HQ

TIPO DE BOMBA 7MQ 8MQ 8HQ

10HQ

12HQR

5.3/4"

5.3/4"

6.3/4"

9.3/4"

11.3/4"

7.3/4"

7.3/4"


TABLA DE MEDIDAS BOMBA HQ/MQ

DIAMETRO EXTERIOR E L MAXIMO B MLONGITUD A SDESCARGA N ELONGITUD DEL ETAZON D SLONGITUD DE E NSUCCION O I LONGITUD DE S NPRIMERA ETAPA E LONGITUD POR M I DETAPA ADICIONAL

6MQ

6HQ

TIPO DE BOMBA 7MQ 8MQ 8HQ

10HQ

12HQR

A

5.3/4"

5.3/4"

6.3/4"

7.3/4"

9.3/4"

11.3/4"

B

9.5/32"

9.3/4" 10.5/16" 11.15/16" 10.1/2"

8.3/4"

14.7/8"

C

6.1/16" 5.15/16" 7.1/16"

9.3/4"

11.5/8"

D

7.7/16"

11.5/16"

13"

ADIAMETRO B MESTANDAR O B E J EPESO LIBRAS/PIE

E

COLUMNA EXTERIOR ESTANDAR TUBO DE SUCCION PRIMERA ETAPA O SPOR ETAPA ADICIONA E PPESO DEL IMPULSOR

F G

6.1/16"

8"

7.7/8"

7.1/16" 8.1/16" 9.13/16" 9.1/4"

16.19/32" 22.3/4" 18.3/8" C

7.3/4"

5.15/16" 7.1/16"

21.3/4" 27.5/8" 29.13/16" 39.1/2" 8"

7.7/8"

9.3/4"

11.5/8"

1.3/16" 1.3/16"

1.7/16"

1.15/16"

1"

1"

1"

2.7

2.7

2.7

3.8

3.8

5.5

10

4" 4" 60 25 3

4" 4" 75 35 8

5" 5" 70 30 5

5", 6" 6" 95 42 7

6" 6" 90 50 12

8" 8" 175 75 18

8", 10" 10" 330 110 22

83

curso basico Hidrostal.pdf

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