Mecánica de Fluidos IWQ-221

Sesión 17:

Curvas de Bombas Centrífugas

Mecánica de Fluidos IWQ-221

Mecánica de Fluidos “Curvas de Bombas Centrífugas”

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• ¿Qué son las curvas características de una bomba centrífuga?

• ¿Cuáles son las curvas características de una bomba centrífuga?

• ¿Cómo se relacionan las curvas de la bomba con el sistema en estudio?

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¿Qué es una bomba centrífuga? Equipo que utiliza la aceleración del fluido (fuerza centrífuga), para transformar energía cinética en un aumento de presión.

Partes principales que la componen: – Voluta

– Rodete

– Eje

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La operación de una bomba puede ser descrita en función de cómo se relacionan ciertos factores operaciones:

1. Capacidad (Q)

2. Altura de elevación (H)

3. Potencia consumida (BHP)

4. Eficiencia (η)

5. Altura neta positiva de succión (NPSH)

¿Qué son las curvas características de una bomba centrífuga?

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• Las bombas centrífugas operan (casi) siempre a velocidad constante, por lo que el caudal suministrado (capacidad de la bomba), depende únicamente de las presiones de aspiración y descarga.

• Para utilizar una bomba de forma adecuada, es necesario conocer la variación de: la presión de descarga, potencia consumida y su rendimiento, para distintos valores de caudal.

¿Qué son las curvas características de una bomba centrífuga?

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• Las características que construyen las curvas de las bombas centrífugas son:

– ΔH versus Q

– BHP versus Q

– η versus Q

– NPSH versus Q

¿ Cuáles son las curvas características de una bomba centrífuga?

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• ΔH versus Q

Al aumentar el caudal en una bomba, disminuye el tiempo en que el fluido está sometido a la aceleración provocada por el rodete, por lo tanto recibe una menor cantidad de energía cinética.

∆𝐻 =𝑃𝐷 − 𝑃𝑆

𝜌

1

𝑔

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• BHP versus Q

Corresponde a una relación entre el caudal y la potencia al freno (potencia mecánica). Es decir, las pérdidas ocurridas en la bomba 𝐵𝐻𝑃 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 ∙ 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜

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• Eficiencia (η) versus Q

Corresponde a la relación entre la potencia comunicada al fluido y la potencia entregada por la bomba (BHP).

Se busca operar en puntos de máxima eficiencia.

η =∆𝐻 ∙ 𝜌𝑔𝑄

𝐵𝐻𝑃

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Las curvas características obtenidas son válidas para:

– Fluido en estudio

– Diámetro de rodete

– Velocidad de giro

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• NPSH versus Q Es una relación entre la “altura neta positiva de succión” y el caudal de operación. Debido a la disminución de presión observada en la succión, es necesario definir un límite de operación que evite la cavitación.

𝑁𝑃𝑆𝐻 =𝑃𝑆

𝜌+

𝑣𝑆2

2−

𝑃𝑣

𝜌

1

𝑔

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En Conclusión, para una bomba centrífuga cualquiera se tendrán curvas características según:

• Ecuación de la Bomba

𝐻𝐵𝑜𝑚𝑏𝑎 = 𝑎 − 𝑏𝑄2

• Ecuación de Eficiencia

η = 𝑐𝑄 − 𝑑Q2

• Ecuación NPSH

𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟𝑒𝑞 = 𝑒 + 𝑓𝑄2

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Es posible obtener una curva característica del sistema:

∆𝐻𝑠𝑖𝑠𝑡 = ∆𝑍 +∆𝑃

𝜌+ 𝐾 ∙ 𝑄2

¿Cómo se relacionan las curvas de la bomba con el sistema en estudio?