Principios de Bombas

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.



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



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



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



4.2 BOMBA 2

TEMPERATURA[°C]



(ν [m2 /s])


DIAMETRO(D [mm])ΔPRESION

(bar)

2 1,75E-03 1,52E-0612 50,8

---

70 4,02E-04 4,11E-07 ---



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]



(ν [m2 /s])


DIAMETRO

(D [mm])

ΔPRESION

(bar)

2 1,75E-03 1,52E-0615 76.2 6

70 4,02E-04 4,11E-07




ASPIRACION 71 ENTRADA NORMAL, 1 VALVULA DE

COMPUERTA, 1 CODO A 90°

IMPULSION312,1


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]



(ν [m2 /s])


DIAMETRO(D [mm])

ΔPRESION(bar)

2 1,75E-03 1,52E-0615 50,8 ----

70 4,02E-04 4,11E-07



IMPULSION131,5




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

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