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8/19/2019 Principios de Bombas
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1. PRINCIPIOS BASICOS PARA LA SELECCION DE BOMBAS
Para la selección de bombas centrifugas se debe analizar el sistema completo cuyo fin seráestablecer las pérdidas que se presentan debido a los diferentes accesorios y en lastuberías, que existen en la trayectoria de la línea a analizar, creando resistencia al flujo dellíquido y por ende un sobreesfuerzo de la bomba.
La bomba se debe seleccionar de tal manera que se venza las diferentes resistencias en elsistema que en resumidas cuentas se debe a la sumatoria de la altura estática, las perdidasen tuberías y accesorios. Por lo general la altura estática se mantiene constante paradiferentes caudales, en cambio las perdidas en tuberías y accesorios varían con el caudal.
Entonces la energia que requiere un fluido en el sistema para trasladarse de un lugar a otro,estaría dada por la siguiente ecuación:
Hm = He + (Pa - Pb) + (Va² - Vb²) / 2g + Hr Donde,
He = Altura estática total (m) Pa - Pb = Diferencia de presiones absolutas (m)(Va² - Vb²) / 2g = Diferencia de energías de velocidad (m) Hr = Pérdidas en las tuberías y accesorios (m)
Para establecer la energia del fluido a transportar, se procede a calcular el número deReynolds y así saber el régimen de trabajo del fluido (tipo laminar o turbulento).
Según esta condición del fluido, se calcula las perdidas dentro de la tubería y accesorios conlo cual se establece la longitudes equivalentes según componentes en el sistema (válvulas,codos, tees, etc). De esta manera se puede tener un valor cuantitativo de la altura dinámicatotal o energia que requiere el fluido para ser transportado.
Al momento de la selección de la bomba es necesario tener en cuenta las condiciones deoperación (caudal, altura dinámica total y tipo de fluido) y las condiciones de instalación(bomba horizontal de eje libre o monoblock, o de pozo vertical o sumergible).
Si se conoce la altura dinámica total y el caudal, mediante el uso de las curvas suministradaspor el fabricante, se procede a la selección de la bomba más adecuada según lascondiciones de trabajo, donde se suministra toda la información necesaria del equiposeleccionado.
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2. DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE OPERACIÓN DE LAS BOMBAS
ITEM ESCRIPCION CANTIDAD
LONGITUD
TUBERIA(m)
DIAMETRO
TUBERIA(PULG.)
ALTURA
MAXIMA(m)
SUCCION(PULG.) DESCARGA(PULG.) CAUDAL(m3 /h) VOLTAJE(V) FRECUENCIA(Hz)
1 BOMBA 1 2 180,6 3 7 2 2 12 220-240 60
3 BOMBA 2 2 134.8 3 7 2 2.5 12 220-240 60
5 BOMBA 3 1 131,5 2 7 3 2 15 220 60
6 BOMBA 4 1 131,5 2 7 2 2 15 220-240 60
3. CARACTERISTICAS DEL FLUIDO DE TRABAJO
ITEM DESCRIPCIONDENSIDAD
(g/cm3)TEMPERATURA
(°C)GRASA
(%)SOLIDOS
(%)
1 FLUIDO 1 1.027 8 3.5 - 4 12
2 FLUIDO 2 1.027 33 0.5-0.6 7
3 FLUIDO 3 1.500 75 --- ---
4 FLUIDO 4 1.430 75
--- ---
4. SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS
4.1 BOMBAS 1
Considerando condiciones de viscosidad como el agua y temperatura de trabajo de 2 - 70 °Cse tiene:
TEMPERATURA[°C]
VISCOSIDADDINAMICA(µ [N.s/m2])
VISCOSIDADCINEMATICA
(ν [m2 /s])
CAUDALTRABAJO(Q [m3 /h])
DIAMETRO(D [mm])
ΔPRESION(bar)
2 1,75E-03 1,52E-0612 76,2
---
70 4,02E-04 4,11E-07
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INSTALACION LONGITUD [m] ACCESORIOS
ASPIRACION 71 ENTRADA NORMAL, 1 VALVULA DECOMPUERTA, 1 CODO A 90°
IMPULSION180,6
1 VALVULA DE RETENCION PESADA, 5VALVULAS DE TIPO COMPUERTA,34 CODOS DE 90°, 4 TEE, 1 SALIDA NORMAL ATANQE DE TUBERIA
Tomando como referencia la bomba y no restando la altura del tanque
Hm = Z2-Z1 + P2-P1 + V22-V1
2+ Hr = 0
ɣ 2g
Hm = 7 + Hr
Re = 4*Q
π*D*ν
Régimen turbulento para aspiración y descarga
@ 70 °C
Re = 4 * 12 = 36.642, 94
π * 76,2 x 10-3
* 4,11 X 10-7
*3600
@ 2 °C
Re = 4 * 12 = 13.557,65
π * 76,2 x 10-3 * 1,52 X 10 -6 *3600
λ = 0,25
[log (1/ (3.7*(D/K))) + (5,74/ NR , )]
@ 70 °C
λ = 0,024
@ 2 °C
λ = 0,0298
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Longitud equivalente para accesorios (m)
ACCESORIOS CANTIDAD VALOR
Entrada normal 1 1,1 1,1Válvula decompuerta
6 0,5 3
Codo a 90 ° radiocorto
35 2,5 87,5
Salida de tubería 1 2,2 2,2
Válvula de retención 1 9,2 9,2
Tee estándar 4 4,572 18,288
LONGITUD TOTAL: 121,288
Hr = 0,0828* (λ*(Lt + Ltuberia) *Q2
= 3.3 m
D5
Hm = 7 + Hr = 7 + 3.3 = 10,3
Factor de seguridad (η) = 4
η = H Diseño
Hm
Hdiseño = Hm* η = 10,3 * 4 = 41,2 m
A 2900 rpm la bomba a seleccionar seria:
Motor: 5 HP @ 2900 rpm a 50 Hz
Pero si la bomba trabaja a 1750 rpm y 60 Hz, se tiene lo siguiente:
Hm2 = (1750/2900)2 * 41,2 = 15 m
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4.2 BOMBA 2
TEMPERATURA[°C]
VISCOSIDADDINAMICA(µ [N.s/m2])
VISCOSIDADCINEMATICA
(ν [m2 /s])
CAUDALTRABAJO(Q [m3 /h])
DIAMETRO(D [mm])ΔPRESION
(bar)
2 1,75E-03 1,52E-0612 50,8
---
70 4,02E-04 4,11E-07 ---
INSTALACION LONGITUD [m] ACCESORIOS
ASPIRACION 71 ENTRADA NORMAL, 1 VALVULA DECOMPUERTA, 1 CODO A 90°
IMPULSION264,8 1 VALVULA DE RETENCION PESADA, 5VALVULAS DE TIPO COMPUERTA,
34 CODOS DE 90°, 4 TEE, 1 SALIDA NORMAL A TANQE DE TUBERIA
Ltubería = 134,8 m
Le = 121, 288 m
con estos valores se tiene:
Hr = 2,732 m
Hm = 7 + Hr = 7 + 2,732 = 9,732 m
4.3 BOMBA 3
TEMPERATURA
[°C]
VISCOSIDADDINAMICA(µ [N.s/m2])
VISCOSIDADCINEMATICA
(ν [m2 /s])
CAUDALTRABAJO(Q [m3 /h])
DIAMETRO
(D [mm])
ΔPRESION
(bar)
2 1,75E-03 1,52E-0615 76.2 6
70 4,02E-04 4,11E-07
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INSTALACION LONGITUD [m] ACCESORIOS
ASPIRACION 71 ENTRADA NORMAL, 1 VALVULA DE
COMPUERTA, 1 CODO A 90°
IMPULSION312,1
1 VALVULA DE RETENCION PESADA, 5VALVULAS DE TIPO COMPUERTA,67 CODOS DE 90°, 4 TEE, 1 SALIDA NORMAL ATANQE DE TUBERIA
Ltubería = 131,5 m
Le = 121, 288 m
con estos valores se tiene:
Hr = 24,9 m
Hm = 7 + 59,55 + Hr = 7 + 50,55 + 24,9 = 91,45 m
4.4 BOMBA 4
TEMPERATURA[°C]
VISCOSIDADDINAMICA(µ [N.s/m2])
VISCOSIDADCINEMATICA
(ν [m2 /s])
CAUDALTRABAJO(Q [m3 /h])
DIAMETRO(D [mm])
ΔPRESION(bar)
2 1,75E-03 1,52E-0615 50,8 ----
70 4,02E-04 4,11E-07
INSTALACION LONGITUD [m] ACCESORIOS
ASPIRACION 71 ENTRADA NORMAL, 1 VALVULA DECOMPUERTA, 1 CODO A 90°
IMPULSION131,5
1 VALVULA DE RETENCION PESADA, 5VALVULAS DE TIPO COMPUERTA,34 CODOS DE 90°, 4 TEE, 1 SALIDA NORMAL ATANQE DE TUBERIA
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Ltubería = 131,5 m
Le = 121, 288 m
Con estos valores se tiene:
Hr = 24,9 m
Hm = 7 + Hr = 7 + 24,9 = 31,90 m
Hdiseño = 1.3*Hm = 4*31,90 = 41,48 m