Proyecto Calculo de Sist d Bombeo

DISEÑO DE SISTEMA DE BOMBEO UTILIZANDO BOMBAS SUMERGIBLES

PROYECTO: INSTALACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN SANITARIA DE EXCRETASENEL CENTRO POBLADO DE VILLASOCCA-ACORA-PUNO

‘’ CALCULO Y DISEÑO DEL SISTEMA DE BOMBEO PARA PARA SERVICO DE AGUA AGUA POTABLE POTABLE Y DISPOSICIÓN SANITARIA

EN

EL

CENTRO

VILLASOCCA- ACORA-PUNO. ’’

PROYECTISTA:

PUNO- AGOSTO-2013 AGOSTO-2013

POBLADO

DE


1. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE BOMBEO PARA PARA SERVICIO DE AGUA AGUA POT POTABLE BLE Y SANIT SANITA ARIAS RIAS DE EXCR EXCRET ETA AS EN EL CENT CENTRO RO POBLADO DE VILLASOCCAVILL ASOCCA- ACORA-PUNO ACORA-PUNO

La caracterización del área de influencia del sistema de bombeo consiste en realizar un análisis de las características que presenta la zona delproyecto, para determinar las fuentes de alimentación de agua para el servicio de agua potable y disposición sanitaria de excretasen el centro poblado de Villasocca-Acora-uno!

1.1 1.1.

P!"# !"#$%! $%!&' ($ D)' D)'$*& $*&

. C&+')( C&+')($! $!,)& ,)&+$' +$' P!$) P!$)#)+ #)+! !$' $'

ara

el

presente

proyecto

se

"acen

las

siguientes

consideraciones para cuestiones de cálculo# $lu%o adiabático a lo largo de las tuberías, donde no "ay p&rd p& rdid idas as de ca calo lorr y temp temper erat atur ura, a, es esta ta co cond ndic ició iónn pe perm rmititee mant ma nten ener er co cons nsta tant ntes es las las prop propie ieda dade dess físi física cass de dell ag agua ua a transportar, además traba%ando a una temperatura del agua de '(), '(), no se req requie uiere enton ntonce cess ning inguna corre orrecc cció iónn en metrossobre la altura de succión seg*n lo especifican las tablas de +idrostal. e tomarán las siguientes condiciones de operación!


1. CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE BOMBEO PARA PARA SERVICIO DE AGUA AGUA POT POTABLE BLE Y SANIT SANITA ARIAS RIAS DE EXCR EXCRET ETA AS EN EL CENT CENTRO RO POBLADO DE VILLASOCCAVILL ASOCCA- ACORA-PUNO ACORA-PUNO

La caracterización del área de influencia del sistema de bombeo consiste en realizar un análisis de las características que presenta la zona delproyecto, para determinar las fuentes de alimentación de agua para el servicio de agua potable y disposición sanitaria de excretasen el centro poblado de Villasocca-Acora-uno!

1.1 1.1.

P!"# !"#$%! $%!&' ($ D)' D)'$*& $*&

. C&+')( C&+')($! $!,)& ,)&+$' +$' P!$) P!$)#)+ #)+! !$' $'

ara

el

presente

proyecto

se

"acen

las

siguientes

consideraciones para cuestiones de cálculo# $lu%o adiabático a lo largo de las tuberías, donde no "ay p&rd p& rdid idas as de ca calo lorr y temp temper erat atur ura, a, es esta ta co cond ndic ició iónn pe perm rmititee mant ma nten ener er co cons nsta tant ntes es las las prop propie ieda dade dess físi física cass de dell ag agua ua a transportar, además traba%ando a una temperatura del agua de '(), '(), no se req requie uiere enton ntonce cess ning inguna corre orrecc cció iónn en metrossobre la altura de succión seg*n lo especifican las tablas de +idrostal. e tomarán las siguientes condiciones de operación!


. C!,%$!/ C!,%$!/'%), '%),' ' /'),&  /#), /#),'' ($ A4 A4 ($ P&5& 6 $ L4& L4& T)%),,.

-

ipo ipo del del líqui líquido# do# Agua Agua proc procede edente nte del subsue subsuelo! lo!

-

emp mper erat atur uraa del del Agu gua# a# ''() ()!!

-

eso eso es espe pecí cífic ficoo del del ag agua ua## .// .//// 0g1 0g1m2 m2!!

,. D%&' D%&' ($ ($  7+% 7+% ($ &# &#$&8 $&8 1.2.

D)9$!$+,) ($ ($ ,& ,&%'.

3stá determinado por la diferencia de cotas a partir del nivel referencial del pisodel pozo profundo y el nivel superior del reserv reservorio orio44 se consider consideraa 2 m,d m,dee altura altura

de reserv reservori orioo 5ver

6! figura20 6!

7if! )otas 8

(

)(

2 Oenelreservorio Cotadel Cotadel nive nivell de H 2 Cota del del nivel nivel del − Cota de distribuc distribucion ion superior superior pisode piso de la planta

7if! )otas 8 529:;!<'m!s!n!m!6 = 52>..!:2m!s!n!m!6 52>..!:2m!s!n!m!6 D)9. C&%' : 11;.<2#.

)


Figura 1: Diagrama de Instalación

$+%$= E&!,)>+ P!&7)

1.3.

N)?$ ()+ ()+""#),& @N @ND=

3s el nivel del agua en la parte inferior de la bomba sumergible en el pozo pozo respecto al nivel del piso 5ver figura 20 6! 6! 7el estudio geof ge ofís ísic icoo real realiz izad adoo po porr m& m&to todo do indi indire rect ctoo se tien tienee el nive nivell dinámico de# N.D. : 2.1 #.


1.<.

A%! G$&('), @G$&(=

3stá determinada por la suma de la diferencia de cotas y el nivel dinámico del sistema de bombeo 5ver figura 20 6! H Ged = Dif . cotas + ND

?eemplazando datos# H Ged =116.42 + 2.19

@,@@@@@ 5I6 H Ged =118.61 m.

1..

C( R$F$!)(& @=

La planta de ombeo requiere una capacidad de .//m2 de agua para unas 2"rs de traba%o continuo y poder llenar el reservorio, se requiere un caudal de #

Q=

V T

?eemplazando datos# Q=

10000 L 11,160 s

=9 L / s

)onsiderando posibles usos adicionales 5Ampliaciones, riegos, limpieza, etc!6consideraremos para los cálculos un caudal de#


 :  L' : 0800#3 '.

1.;.

D)"#$%!& ($ %& @D.

Bna forma practica de calcular el diametro es# 78CD8C982 782 ulgadas ,donde D en Lt1seg 1.H.

E?,)>+ ($ ' 7!()('

rocederemos a evaluar las p&rdidas primarias y secundarias en la tubería de impulsión para "allar la altura dinámica total del sistema y calcular la potencia de la bomba sumergible a utilizar en el sistema de bombeo de pozo profundo de la planta de frío!  P!()(' $+  %$!/ ($ )#7')>+  !$'$!?&!)& '7$!)&! @ HPimpul

.

Las p&rdidas por fricción debido a la longitud de la tubería de impulsión o columna dinámica ascendente 5ver figura 20 6,pueden calcularse aplicando la 9>!# ($ D!,6.

2

L Vm HPimpul .= f × D 2 g

iendo# f =0,02      ..   . factor defricci!n


L=393 m .     ..      .  ..  longitud dela tuber"a D i= 0.0762 ( 3 pulgadas ) m   di#metro interno de latuber"a

g= 9,81

m s

2

Vm =

 .. .aceleraci!ndelagravedad 4Q

$D i

2

=

4 ( 0.009) 2

$ 0.0762

=1.9735 m / s

?eemplazando en la fórmula# 393

HPimpul .=0,02

0.0762

×

1.9735

2

2∗ 9,81

+f8 HPimpul . 8:/!E;< m Ftra forma# )on tablas de fabricantes con p&rdidas en tuberías con agua para D89L1seg y 78/!/;<:m 52 pulgadas6 se tiene perdida igual a
. Cálculo de las pérdidas secundarias de la tubería ( % & ) :

e puede calcular utilizando la siguiente fórmula#

% ' =(

∑

2

V m ' ) 2g

iendo# V m=1.9735

m s

@@@@@@@@@@@@!Velocidad media!


g= 9,81

m s

2

( ∑ ' ) =¿

@@@@@@@@@!Aceleración de la gravedad!

@@@@@@!umatoria de las constantes de

p&rdida! C",& ($  '#%&!) ($ ' ,&+'%+%$' ($ 7!()(

( ∑ ' )

=

73)?)HFI )odo roscado curvo de 9/ )odo de .2' Válvula )ompuerta ?oscado Abierta a ;'J Válvula de retención con brida

)AIH7A7 5unidad6 E :

)F3$H)H3I3 )F3$H)H3I3 73 3?7H7A 73 3?7H7A BIHA?HA FAL /!2' .!E /!' .!/

.

/!2/

/!2

.

.!>

.!>

( ' =¿

<.

% ' = ( 4.5 )

1.9735

2

2∗9.81

% ' = 0.8933 m

1.C",& ($ HP acc J

)onsiderando el nivel de accionamiento desarrollado por la bomba sumergible para que pueda alcanzar la altura geod&sica de ..>!<. m! e considera promedio HP acc =15 m.

 C",& ($  7!()( %&% ($ ')'%$# ( % P ) =


e calcula sumando todas las p&rdidas

:

@@(I) % P= HP impul + Hpacc+ % '

iendo# HPimpul =20.476 m. HP acc =15 m. % ' = 0.8933 m .

?eemplazando valores, se tiene# % P=20.476 + 15 + 0.8933 .

% P=36.37 m .

1..

C",& ($  %! ()+"#), %&% ($ ')'%$# ($ &#$& @ADT

e calcula sumando la altura geod&sica y las p&rdidas totales del sistema# )DT = H Geod + % P

iendo# H Geod =118.61 m. % P=36.37 m .

@@@@@@@@! 5Altura geod&sica6

@@@@@@@!@@! 5&rdida total del sistema6

?eemplazando valores, se tiene#


)DT =118.61 + 36.37 .

)DT =155 m .

1.10. C",& ($  7&%$+,) '&!)( 7&!  &# '#$!4)$.

ara determinar la potencia de la bomba sumergible y todos sus componentes respectivos, utilizaremos la fórmula#

P* =

+×Q×)DT 76 × ,*

iendo las cantidades calculadas# 3

L −3 m Q=9 =9 × 10 s s )DT =155 m .

@@)audal requerido por labomba!

@@@@@@@@@@@@@@!@!Altura dinámica

)onsiderando# + =1000

&gf

,* =0 - 75

m

3

@@@@@@@@@@eso específico del agua @@@@@@@@@@@@!

bomba ?eemplazando variables, se tiene#

P* =

1000 × 0 - 009 × 155 76 × 0.75

?endimiento de la


P* =25 HP

1.11. S$$,,)>+ ($  E$,%!&&# '#$!4)$. S$4K+ ,%"&4& ($ 9!),+%$ ($ )(!&'% '$ '$$,,)&+ $ #' 7!&)#&   $$,%!&&#. PB: 2P

Cuya serie es: SO5SM-13R1-25H 1.12. C,& ($ P&%$+,) ($ T!+'9&!#(&!

7e acuerdo a la evolución de la potencia requerida por la electrobomba y otros servicios de iluminación y reserva se requiere una otencia de # KAHKA 73KAI7A otencia de la 3lectrobomba8:'+5.>!<'0M6 .>!<'

.>!<'

istema de Hluminación 5Acceso68:0M5$!!8.!/6

:!//

Hnstalaciones internas 5planta de bombeo68:0M5$!!8/!;6

.!E/

3quipos accionados por motores electricos82!;20M5$!!8/!;6

:!<.

?eserva 5:J del total68'!:>0M 5$!!8/!;6

2!<9


•

T&% $+ 

2.3

3 DE P$!()('

0. 

T&%$'

2.2 

)onsiderando un factor de potencia#)os N8/!> otencia Aparente82
•

)onsiderando la perdida por altura del ./J, se tiene# transf!8.!.G2
•

)onsiderando un rendimiento del transformador del 9/J, se tiene# transf! 8

40.15 0.9

8EE!<. 0VA

1.12.1. S$$,,)>+ ($ T!+'9&!#(&!

•

e cuenta en el Kercado Iacional ransformadores de la marca 7elcrosa o similares!

•

7el catalogo del fabricante, se selecciona# 3l transformador 52N6trifasico estándar cuya potencia nominal del transformador


satisface a toda la carga seleccionada para una relacion de transformacion de ::!91/!2> 0V es de#

ot!transf!8'/0VA 1.13. T$!&

3l tablero de control de los motores contara con un tablero de comando para el control de la electrobomba, contara con botones de arranque y de parada con luces de seOalizacion,Amperimetros,

Vatimetros,$recuencimetros, Voltimetro y )ontador de revoluciones!

)alculo de la )orriente 3lectrica

H8

H8

P ∗0.746∗1000 √ 3∗Vl∗cos /,

25∗0.746∗1000

√ 3∗380∗0.8∗0.9

H829!E/A •

eleccionando una corriente nominal de#

HI8E/A •

)alculo de la corriente de Arranque#


Harr82HI Harr82GE/ Harr8.:/P

.!.E! Accesorios )able umergible# Karca# )oleman )alibre# >AMQ Longitud 5m61tramo#.' metros por tramo

1.1. C&(& L)+%$!+

7iámetro# Rx9/

Katerial acero for%ado

1.1;.

A!5($!'

Katerial# Acero Hnoxidable


2. Precios ITEM

CANTIDAD

DESCRIPCION

VALOR DE VENTA

VALOR DE VENTA TOTAL

01

2

EQ 505 SM-25HP

18,797.00

37,594.00

02

2

Tra! 15 "a#$% &'%r()#$% 8 A*+Ea$%

1,511.00

3,022.00

03

2

Ta#$%r! SORT STARTER 25HP380V /0H

17,/10.00

35,220.00

04

2

E#a$a% % Ma%ra

1,130.00

2,2/0.00

Vaor !e Ve"#a IGV $%&' Presio !e Ve"#a To#a

S.78,09/.00


3. C!,%$!/'%),' ($  E$,%!&&#

omba • • • • • • •

Kodelo# 3D '/' K-.2?. otencia# :'+ A7# .
• • • • • • •

Karca# A3? otencia Iominal# :'+ Velocidad# 2'./ ?K Qrado de roteccion#H<> $actor de ervicio# .!.' ipo de Arranque# F$ A?3? Volta%e# 2>/V

S.14,057.28 S.92,153.28


3. C!,%$!/'%),' ($  E$,%!&&#

omba • • • • • • •

Kodelo# 3D '/' K-.2?. otencia# :'+ A7# .
• • • • • • • • •

Karca# A3? otencia Iominal# :'+ Velocidad# 2'./ ?K Qrado de roteccion#H<> $actor de ervicio# .!.' ipo de Arranque# F$ A?3? Volta%e# 2>/V $ases# 25rifásico6 $recuencia#
o

)able umergible Karca# )oleman )alibre# >AMQ Longitud 5m61ramo# .'m1/. tramoT • • •

o

)odo Linterna 7iámetro# G9/U Katerial# Acero $or%ado Abrazaderas Katerial# Acero inoxidable • •

o

•


La electrobomba seleccionada podrá traba%ar seg*n la disponibilidad del acuífero presente en el pozo profundo y las condiciones de operación de la electrobomba seleccionada! <. C",& ($ 7+%& ($ &7$!,)>+ ($  &# '$$,,)&+(.

e calcula desarrollando las p&rdidas del sistema de bombeo en función del caudal para conseguir la curva del sistema e interceptar con la curva del fabricante y encontrar los puntos óptimos de operación de la bomba seleccionada!  P!()( %&% ($ ')'%$# ($ )+'%,)>+ $+ 9+,)>+ ($ ,( ( % P ) .

abemos que la p&rdida total del sistema a instalar está dado por# % P= HP impul + HP acc + % &

)álculo de HPimpul en función del caudal! 2

( )

2

fL V m fL 4Q = HPimpul = D i 2 g Di × 2 g $ Di 2

HPimpul =

8 fL 2

$ g D i

2 Q ( ) 5

iendo# f =0,02       . factor de fricci!n


Limpul=393 m .     longitud tuber"a de alimentaci!n D i= 0,0762 m    . di#metro dela tuber"a de alimentaci!n g= 9,81         ..    aceleraci!n dela gravedad

?eemplazando datos se tiene# HPimpul =

8 ( 0,02 ) ( 393 ) 2

$ ( 9,81 ) ( 0,0762 )

( Q )2

5

HPimpul =252795.26 ( Q )

2

 C",& ($ % ' =

Btilizando la fórmula de p&rdidas secundarias# % ' =(

∑

2

V m ' ) 2g

( ∑ ' ) =

% '

% ' =

2g

8

( ) $ Di

(∑ ' ) ( Q ) 2

$ g Di

2

4Q

2

2

4

iendo#

∑ ' =4.5  sumatoriade perd . secund .de tuber"a dealimentaci!n D i= 0.0762 m.     . di#metro dela tuber"a dealimentaci!n


g= 9,81  .   .   aceleraci!nde lagravedad

?eemplazando valores, se tiene# % ' =

8 ( 4.5 )

$ ( 9,81 ) ( 0,0762 ) 2

% ' =11 028.43 ( Q )

2 Q ( ) 4

2

, C",& ($ 7!()( %&% ($ ')'%$# ( % P ) = Reemplazando 2

%p =252795.26 ( Q ) + 15 + 11028.43 ( Q )

2

?esolviendo, resultando la curva de p&rdidas de# % P=1 5 + 263823.69 (Q )

3

)omprobando para

m ¿ 9 Q=0,009 seg seg

(

2

)

, resulta!

7:3;.3H#

)on lo cual se tiene las p&rdidasde % P=36.37 m .- lo que %ustifica el cálculo realizado, ?esultando la curva de p&rdida, % P=1 5 + 263 823.69 ( Q )

2


Per!i!a #o#a !e sis#e(a )s Ca*!a 80 70 /0 50  $(' 40 30 20 10 0 0

2

4

/

8

10

12

14

+ $L,s'

( A%! ()+"#), %&% $+ 9+,)>+  ,( @ADT. ADT : G$&( Q 7

iendo# H Geod =118.61 m. % P=1 5 + 263823.69 (Q )

@@@@@!!!@@altura Qeod&sica 2

@@@@@@!)urva de p&rdida!

?eemplazando valores se tiene la curva del sistema en función del caudal# )DT =118,61 + 1 5 + 263 823.69( Q )

)DT =133.61+ 263 823.69 ( Q )

2

2

1/


A$'ra ))"a !a$ 6& Ca'a$ 200 180 1/0

ADT $('

140 120 100 0

2

4

/

8

10

12

14

+ $L,s'

3

)omprobando para

m ¿ Q=0,009 9 seg seg

(

)DT =133.61 + 263 823.69 ( Q )

)

, resulta,

2

)DT =155 m.

Due es el mismo valor obtenido en los cálculos anteriores! $ P+%& ($ &7$!,)>+ ($ ')'%$#=

La curva obtenidapara el sistema, se grafica sobre la curva de operación del fabricante 5+idrostal o similares6, interceptándose con la curva 5+-D6 del fabricante para la bomba seleccionada, obteni&ndose los siguientes puntos de operación en la que puede traba%ar la bomba, considerando ladisponibilidad del recurso acuífero permanente en el pozo profundo!

1/


3l rango de me%or selección para el tipo de electrobomba ¿ ¿ seleccionado /' + está entre 6.5 seg 5mínimo6 y 12 seg

5máximo6 resultando una potencia entre :/+! 5Kínimo6 y 2/+! 5Káximo6 respectivamente!


La bomba seleccionada de :'+!ara un factor de servicio de .,.; dado en el catálogo del fabricante, soporta una máxima potenciade# Pma0 de electrobomba =1,17 × 25 =29.25 HP

Pma0 de electrobomba=29,25 HP

Lo que permitiría traba%ar para un caudal máximo de

12

¿ seg

cuya potencia máxima es de :9,:' +!Due está en el rango de la potencia máxima de la electrobomba! Los valores indicados entre par&ntesis corresponden al valor de# A7 8 .''m! que corresponde al punto de operación del sistema! 3l traba%o de la electrobomba seleccionada va a ser permanente debido a la disponibilidad del recurso acuífero disponible del lago iticaca que permitiría llenar el reservorio de 3

100 m

para un caudal requerido de

9

¿ seg

en oc"o "oras

de traba%o! ¿ ara un caudal de 9 seg traba%aría 2"oras aproximadamente!

?especto al tiempo de traba%o de la electrobomba se sugiere utilizar 2 "oras continuas alternando con 2 "oras de paro y


continuar con las siguientes 2 "oras restantes para un caudal de

9

¿ seg

!

)onsiderando las condiciones de operación, mantenimiento reserva y conservación, se sugiere tener una bomba adicional de las mismas características que permita sustituir en caso de falla o mantenimiento que se realice ala electrobomba! . EVALUACIÓN DE LAS SOBREPRESIONES POR EECTO DE GOLPE DE ARIETE PARA SELECCIONAR LA TUBERA REUERIDA POR LA PLANTA BOMBEO.

ara seleccionar la tubería debemos determinar la resistencia de la tubería por sobrepresión producida básicamente por el funcionamiento alternado de las bomba sumergible, para lo cual calcularemos la altura de sobrepresión que soporta la tubería, empleando las ecuaciones de Allievi o Kic"aud, para las alternativasde pozo profundo y del lago "asta el reservorio elevado, consideraremos los siguientes parámetros para los cálculos! ?esistencia máxima a la presión de agua#

./ ar!

3spesor de la tubería 5e6#

Kódulo de elasticidad del V) 536#

2,/ x ./9mm!

Kódulo del agua 56#

:,/ x./9 I1m:

7iámetro interior del tubo 5d6#

'Emm!


7ensidad del agua a :/S) 5W6#

99> 0g1m2

)onstante de gravedad 5g6#

9,>. m1s:

Velocidad del agua en la tubería 5V6#

/,2/< m1s!

Longitud de la tubería 5pozo profundo6 5L6#

'<> m!

Longitud de la tubería 5Lago iticaca6 5L6#:2>' m! .1.

C",& ($  %! ($ '&!$7!$')>+ 7&! 4&7$ ($ !)$%$ @I=

La altura de sobrepresión debida al golpe de ariete se calcula de la siguiente manera# 7e las formulas H 1 =

2 LV

H 1 =

aV     )LL13V1 g

¿

1CH)2D

e tienen# L 8 Longitud de la tubería en m! V 8 Velocidad media del agua en la tubería en m1s!  8 iempo de disturbación en seg! a 8 )eleridad de la onda 5Velocidad de propagación de onda m1s6! 3l criterio para usar las formulas es evaluar el tiempo  en segundos con la expresión de K3I7HLB)3!


'LV T =1 + gH

7ónde# + 8 7iferencia de niveles entre el punto más alto de llegada de agua al reservorio y el punto más ba%o 5Altura Qeod&sica6!

3l coeficiente 0 vale# 0 8 . para L X .'// m 0 8 .,' para '// m Y L Y .'// m 0 8 : para L Y '// m 3ntonces calculamos el tiempo de cierre usando la expresión empírica de Kendiluce# 'LV T =1 + gH

 P!  %$!+%)? ($'($ 7&5& 7!&9+(&  !$'$!?&!)& $$?(&.

ara L 8 292 m@@@@@@@tubería )onsideraremos# 0 8 : para LY'//m ?eemplazando los parámetros considerados al inicio tenemos#


ara, + 8 ..>!<.m@@@@@@@@@@altura geod&sica!

?eemplazando datos# T =1 +

2 × 393 × 1.9735 9,81 × 118.61

T =2.33 seg.

Luego calculamos la velocidad de propagación de la onda usando la siguiente ecuación# a=

√

1

4

(

1

+ d

5 e3

)

?eemplazando los parámetros considerados al inicio tenemos, 5 asumiendo una tubería con espesor de :!9mm y un modulo de elasticidad del V) 5382G./96

a=

√

1 998

(

1 2,0 × 10

9

+

0,0762

0,0029 × 3,0 × 10

a =328.9

9

)

m

aT Luego si L > entonces usaremos la ecuación de Allievi para 2

"allar la altura por golpe de ariete,


?esolviendo# L=393 m. >

328.9 × 2.33 2

=383.17 m .

3ntonces utilizamos Allievi para "allar la carga por sobrepresión!

H 1 =

aV g

iendo# V 8 Velocidad media del agua en la tubería en m1s! g 8 gravedad m1s:! a 8 )eleridad de la onda 5Velocidad de propagación de onda m1s6! ?eemplazando datos# H 1 =

328.9 × 1.9735 9,81

H 1 =66.16 m.

A esta altura de sobrepresión le adicionamos la altura dinámica total del sistema de bombeo A7, que se calculó,la cual es A7 8 .'' m! entonces la presión en el punto más ba%o de la tubería será# %ma0 = )DT + % 1


?eemplazando datos# %ma0 =155 + 66.16

%ma0 = 221.16 m .

Llevándolo a unidades de presión# Pma0 = 4× g ×%ma0

iendo# W 8 densidad del agua0g1m2! g 8 gravedad m1s:! "max 8 presión en el punto más ba%o! ?eemplazando datos# Pma0 =998 × 9,81 × 221.16

Pma0 =21.6 ¯.


;. C,& ($ $'7$'&! ($  %$!/ ;.1 C,& ($  ?$&,)(( #$() @V#=

V m=

4Q

$D

2

iendo# 3

Q =9 L / s =0.009 m / s D =3 =0.0762 m

?eemplazando los valores, se tiene# V m=

4 ( 0.009 ) 2

$ ( 0.0762 )

=1.97362 m / s

V m ≅ 1.974 m / s

;.2 C,& ($  '&!$7!$')>+ 7&! $9$,%& ($ 4&7$ ($ !)$%$ @=

6 %=

aV g

iendo# a =350 m / s V =1.974 m / s 2 g= 9.81 m / s

?eemplazando los valores, se tiene# 6 %=

350 0 1.974 9.81

=70.42813 m


6 % ≅ 70.43 m

;.3 C,& ($  #")# 7!$')>+ $+  %$!/ @%=

%t =% * + 6 %

iendo# % *= )DT =155 m @@5Altura bruta a elevarse6 6 % =70.43 m @@5obrepresión por golpe de ariete6

?eemplazando los valores, se tiene# %t =155 + 70.43= 225.43 m %t =225.43 m

;.< C,& ($ $'7$'&! %$>!),& ($  %+$!/ @$=

6

f 7 0 %t 0 10 0D0 ' 8 e= + ' C 7

iendo# f 7=1.5 @@5$actor de seguridad6 ' 8 =1.2 @@5$actor asumido, seg*n tipo de %unta a ' C =2 mm @@5$actor de corrosión asumido6 D =3 =0.0762 m @@57iámetro de la tubería6 %t =225.43 m @@5Káxima presión en la tubería6 6

2

7 =28 0 10 N / m

@@53sfuerzo de rotura del material6

?eemplazando los valores, se tiene# 6

e=

1.5 0 225.43 0 10 0 0.0762 0 1.2

e ≅ 3.1043 mm

utilizar6

28 0 1 0

6

+ 2=3.10429 mm


;. O%! 9&!# ($ ,,! $ $'7$'&! ($  %$!/ @$=

P * 0D e= 2 '

iendo# H * =1.5 %* =1.5 0 155=232.5 m @@5Altura de presión máxima6 'gf N = 2278500 N / m2 P* =+H *=1000 3 0 232.5 m0 9.8 'gf m 3) @@57iámetro de la tubería6 D =0.0762 m ¿ 6

2

' =28 0 10 N / m

@@53sfuerzo de rotura del material# V)6

?eemplazando los valores, se tiene# e=

2278500 0 0.0762 2 0 28 0 1 0

6

=0.0031 m

e =3.1 mm

;.; C,& ($ %)$#7& ,!)%),& ($ ,)$!!$ @% C! =

t Cr =

2 L

a

iendo# L=393 m @@5Longitud de la tubería6 a =350 m / s @@5)eleridad de la onda6

?eemplazando los valores, se tiene# t Cr =

2 0 393 =2.24571 s 350

t Cr ≅ 2.246 s


-

Se recomienda que el tiempo de cierre de la válvula sea mayor al tiempo crítico de cierre.

;.H C,& ($ ' '&!$7!$')&+$' 6 7!$')>+ #")# ($  %$!/

-

ara estas condiciones se prepara la tabla de sobrepresiones para diferentes tiempos de cierre, seg*n la fórmula# 6 %=

2 LV

¿ iendo# L=393 m @@5Longitud de la tubería6 V =1.974 m/ s @@5Velocidad media6 2 g= 9.81 m / s @@5Aceleración de la gravedad6

?eemplazando los valores, se tiene# 6 %=

6 %=

9.81 0t

=

158.16147

t

m

158.1615 m t

# $s' 1 2 2,24/ 4 / 8 10 20 30 40 50 /0 80 100 120 180

-

2 0 393 0 1.974

!

$('

158,1/15 79,08075 70,4191897 39,540375 2/,3/025 19,7701875 15,81/15 7,908075 5,27205 3,9540375 3,1/323 2,/3/025 1,97701875 1,581/15 1,3180125 0,878/75

B $('

# $('

155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155

313,1/ 234,08 225,42 194,54 181,3/ 174,77 170,82 1/2,91 1/0,27 158,95 158,1/ 157,/4 15/,98 15/,58 15/,32 155,88

7el cuadro se observa que debe seleccionarse las tuberías mayores al tiempo crítico de cierre de :!:'s que soporta una presión de "asta ::'!E:m 5::!'E 0gf1cm:6!


;. S$$,,)>+ ($  %$!/

-

e selecciona la tubería seg*n# clase, peso y costo de tuberías de presión de tramo 'm, para un diámetro interno de 2Z 5;
-

)on el espesor mínimo calculado de 2!.mm que soporta una presión por efecto de golpe de ariete "asta ::'m 5::!'0gf1cm:6 para un tiempo critico de cierre de la válvula de :!:'s!

-

i la válvula se cierra en /s 52 minutos6 el efecto de golpe de ariete es mínimo debiendo la tubería solo soportar la presión equivalente aproximadamente al A7 5.''m6!

-

3n conclusión la tubería seleccionada será#

•

La tubería de V) seleccionada de clase .' no podrá soportar la presión por el efecto de ariete de ::!' 0gf1cm: 5::'m6! or lo que se selecciona Tuería de !edula de "cero S#$D%&$ '( , de 2Z de diámetro que puede soportar mayores presiones al tiempo critico de cierre!

;.! T$!& ($ ,&#+(&.

3l comando para el control de los motores contara con un tablero de arranque del tipo soft starter 5arrancador de estado solido6, 2>/V trifásico corriente,
e calcula con la siguiente formula 1 =

P  × 0.746 × 1000

√ 3 ×V L × cos 9× , 


iendo# P  = 25 HP    .. ( potemcia delmotor electrico ) V L =380 V      ( tencionentre fases ) cos 9 =0.8     ( factor de potencia) ,* =0.9      ( eficiencia del motor electrico )

?eemplazado valores se tiene# 1 =

25 × 0.746 × 1000

√ 3 × 440 × 0.8 × 0.9

= 39.40 ) 1 =39.40 )

eleccionado una corriente nominal de# ¿=50 )

2. C,& ($  ,&!!)$+%$ ($ !!+F$ @I!! 1arr = 3 1 N 1arr =3 × 50 1arr =150 )

ara el funcionamiento de la bomba se "a considerado para el arranque del sistema el m&todo soft starter! 3. S$$,,)>+ ($ ,&+%,%&!=

)onsiderando la corriente de arranque se "a selecciona un contactor de una capacidad comercial de 0A en categoría A)2 5se refiere a los motores de %aula y el corte se realiza a motor lanzado6! <. S$$,,)>+ ($ !$ %!#),&.

e "a escogido un rele t&rmico con capacidad adecuada para contactor seleccionado! . S$$,,)>+ ($ %$!#&#4+%),&.


)onsiderando la corriente nominal, se tiene una capacidad de '/A seleccionado termomagn&tico comercial regulable de E/ a <2 A, de la clase ) 5)argas mixtas y motores normales A)26, con capacidad de corriente regulándose de acuerdo a las características de la electro bomba ;. S$$,,)>+ ($ 9')$  %))5!'$.

)onsiderando utilizar fusibles ultra rápidos, para la protección del arrancador de estado sólido y tomando en cuenta que la corriente de arranque se selecciona un fusible de .//A, colocándose 2 cartuc"os en paralelo! TABLERO DE CONTROL DE MOTOR DE INDUCCIÓN TRISICO DE 2P otencia # :'!/+ ensión # 2>/v $recuencia # ./msnm Qrado de rotección # HE' raba%o # Alternado 52 "oras por bomba6 ipo de Arranque # soft startee Hn 5Iominal6 # '/A Hn de raba%o # 29!E/A istema de rotección # ?el& t&rmico, $usibles ultra rápidos y interruptor termomagn&tico! • • • • • • • • • •

G)+$%$ M$%"),&= •

)FKFI3I3 [ . Armario metálico H'< [ . laca metálica [ . ermo magn&tico [ . )ontactor 5seg*n potencia6 [ . ?el& ermico [ . elector FI - F$$ [ . Voltímetro [ . Kedidor de cos φ

•

Iormas aplicables# H3)-1.-AI)3-:///

•

Bso# Hnterior o exterior

•

ipo# obreponer o empotrar!

•

Kateriales# Acero al )arbón, Acero Hnoxidable, lástico, olicarbonato!

•

Qrado de protección# H'<


•

•

emperatura Káxima de Fperación# ;'S) Altura de Fperación Káxima# :'// msnm 5?eferencial6

•

ensión Káxima de Aislamiento# .///V)A

•

ensiones de Fperación# E>/-:;;V)A, :E/-.2>V)A, :'/V)7

•

Qabinete Ketálico con estructura de Aluminio anodizado, color ?AL ;/2', puertas opaca o transparente con vidrio emplado!

•

)orriente Iominal# .
•

)orriente Káxima de )orto )ircuito E/]A5rms6

•

•

Las barras principales y derivadas son de )obre 3lectrolítico soportados con Aisladores compuestos de $ibra de vidrio y resina epódica! ablero seleccionado de .://x

T$!& ($ !!+F$ ()!$,%& ,&+ '&9% '%!%$! ,&+ $$,%!& &# ($ 2 730 ?;0 5= •

/. Qabinete mural, color ?AL ;/2: medidas aprox! .///G
•

/. Hnterruptor termomagnetico regulable ://

•

/. Hnterruptor termomagnetico fi%o tipo 3^) E/

•

/. ofttar M/'

•

/. 0it de moldura remota 0K?-M/'

•

/. )able para interface remota

•

/. interruptor termomagnatico tipo riel :GEA

•

/: elector manual-/-Auto de maneta

•

/. ulsador de arranque1parada

•

/: Lamparade seOalización color verde1ro%a

•

/2 ulsador de emergencia tipo "ongo

•

/. interruptor termomagnetico tipo riel de 2G:A

•

/. ?el& máximo mínima secuencia y ausencia de fase

•

/. Bnidad electrónica de control de nivel de líquidos

•

/. ?el& auxiliar para arranque


L' ,!,%$!/'%),' ($ ,$ '#$!4)$8 $'%"+ $'7$,)9),(' $+ $ ,%"&4& ($ 9!),+%$ ($ &#' '#$!4)$' 7! ,'&' ($ ; '$!)$ SOSM8 F$ )+(),= • • • •

)alibre del cable# IS >AMQ Voltage# 2>/ V! Arranque# 7irecto Longitud# +asta .2' m! 5la longitud puede ser mayor seg*n referencia "idrostal6

H. M$%!(& 6 P!$'7$'%& ITE/

DESCRIPCION

A

/ATERIALES DE SISTE/A DE BO/BEO

/ETRADO

COSTOS $S,.'

UNIDAD

CANTID AD

PRECIO UNITARIO

TO

1.00

E$%"r!#!#a, a#$%r!, a""%&!r)!&, '#%ra

1.01

E$%"r!#!#a &'%r()#$%, ar"a )r!&a$, a"%r! )!:)a#$% a"!$aa a !!r %$;"r)"! &'%r()#$% ar"a SAER, R%#!#)a#$% % 6$6'$a "%"?.EQ.S05SM-13R1-3,00500/SRT38D-25HP

Pa

2

18 797.00

37 5

1.02

Tra! % 15 % "a#$% &'%r()#$%, ar"a COLEMAN 8A*+  %a$% %&)@ :)a /00V, a)&$a)%! %"a'%a!.



15

1 511.00

30

1.03

Ta#$%r! SQBT STARTER 25HP380V/0H

Pa

2

17 /10.00

35 2

1.04

Ta#$%r! % ra&%r%")a a'!)"a > (%%ra!r %$;"r)"! % 40 ?*

Pa

1

35 291.19

35 2

1.05

V$6'$a % "!'%ra ar"a BIMACAAV > "!!%%& a#r)"a!& % %.'")$, )%&)@ "ara a "ara &%( DIN 3202 ar% 1, B4, r%&)@ !)a$ PN1/, %r!ra")@ % #r)a& &%( ISO 7005-2, % 80 <3F=.

Pa

2

505.80

10



393

35.80

14 0

1.0/

T'#%ra % a"%r! SHEDGLE 40 % 3F % )%r!.

1.07

C!! % r%&)@ "'r6! % 90!

Pa

5

79.41

39

1.08

C!! % r%&)@ "'r6! % 135!

Pa

4

85.00

34

1.09

T'#!& % 4F : 3

Pa

10

//9.00

//


1.10

R%'"")@ % 4F a 3F

Pa

2

33/.00

/7

1.11

G)!%& %")"a& % a$)! ra(!
Pa

2

2//.95

53

1.12

Na@%r! M%)!r % r%&)@ %&)"a % 15,5 ("2 <15,2 #ar=.

Pa

2

225.00

45

1.13

V$6'$a CHEC ")%rr% &)$%")!&! ar"a HELERT )! ($!#!, "'%r! % %.! ar%& )%ra& % #r!"%, r%&!r% % a"%r! )!:)a#$%, 6$6'$a #r)aa, #r)a& ANSI C-125, DN 80 <3F=.

Pa

2

814.90

1/

1.14

V$6'$a % a$)6)! % r%&)@ ar"a SIN+ER aa a#r)"a!& % %.'")$ ASTM A53/, %r!& % a"%r! )!:)a#$% AISI 31/ (')a! % a#!& $a!& !r "!)%%&, a&)%! % a"%r! )!:)a#$% 31/, &)&%a )$!! % #r!"% ra(! %&ar % 20-200PSI "! &)&%a % r%('$a")@ % 6%$!")a % ")%rr% % $a 6$6'$a r)")a$. C'%r! % 6$6'$a #r)aa, ISO PN 1/, DN 80 <3F= M!. 10/-RPS.

Pa

1

4 271.20

42

1.15

V$6'$a % a)r% 6a"! % "!#)a")@ aa a#r)"aa& % %.!, ASTM A53/, !a!r % a"%r! )!:)a#$% ASTM A240 T304, "'$% "! $a& !ra& A**A C512, % 1F <25= M!. 143C.1

Pa

2

843.00

1/

S, &1

TOTAL DE SU/INISTRO DE /ATERIALES ITE/

DESCRIPCION

B

/ONTAE ELECTRO/ECANICO DEL SISTE/A DE BO/BEO

2.00 2.01 2.02

/ETRADO UNIDA CANTID D AD

COSTOS $S,.' PRECIO UNITARIO

TOTA

I&a$a")@ %$ &)&%a % #!#%! I&a$a")@ % $a& %$%"r!#!#a& &'%r()#$%& "! &'& r%&%")6!& a""%&!r)!&. I&a$a")@ %$ a#$%r! % "!r!$ "! arra'% %$%"r@)"! ara "aa %$%"r!#!#a.

Pa

2

1 500.00

3 000.

Pa

2

850.00

1 700.


I&a$a")@ % a""%&!r)!&, %)!r%& > 6$6'$a % &%('r)a I&a$a")@ % Ta#$%r! % ra&%r%")a a'!)"a > (%%ra!r %$;"r)"! % 40 ?*

2.03 2.04 2.05

I&a$a")@ % $a '#%ra % 3F % )%r!

2.0/

Pr'%#a > a'&%& %$ &)&%a % #!#%!

K(!

2

750.00

1 500.

Pa

1

850.00

850.0



393

19.00

74/7.

Pa

2

545.00

1 090.

TOTAL DE /ONTAE ELECTRO/ECANICO Y SISTE/A DE BO/BEO

RESU/EN TOTAL COSTO TOTAL $S,.'

ITE/

DESCRIPCION

A

S'))&r! % a%r)a$%& M!a% %$%"r!%")"! %$ &)&%a % #!#%!



COSTO DIRECTO

NTP ϕ3

 :B 2.3# : 0 3# : 23## :## 3##

S 142 878.14 15 /07.00

S, %3& 0&3.%0

ϕ 1<1

D( :1;2## :1<<##

0## E ## : B 0.H# : 0## 1 1#::H## 0.0# 110##

S, % 451.5

Proyecto Calculo de Sist d Bombeo

Recommend Documents