Estudiante

H510 - MAQUINAS HIDRAULICAS

Bombeo de Líquidos Viscosos
1- INTRODUCCIÓN

(kW)

Es usual que en los establecimientos industriales sea necesario bombear
líquidos cuyas propiedades físicas difieren a las del agua, generalmente de mayor
viscosidad. Por otra parte, los catálogos de fabricantes de bomba presentan las
curvas características de estas máquinas en base a ensayos practicados conagua, que es el líquido de mayor disponibilidad y accesibilidad en la naturaleza.
Se presenta entonces el problema de predecir el comportamiento de las
mismas cuando bombean líquidos viscosos.
En la figura 1 de tipo genérica, similar a las obtenidas por fabricantes de
bombas, se representan las curvas características de una bomba centrifuga
impulsando agua - sub indice w - y otro líquido demayor viscosidad - sub indice z

H (m) - P

Fig. 1
W
Q (m ³/h)

Z

En la misma, se observa que la viscosidad produce los siguientes efectos
primarios; por una parte, mientras la altura a gasto nulo permanece prácticamente
invariable, el salto producido para cualquier otro gasto es menor que el producido
con agua, debido al aumento de las pérdidas hidráulicas en el escurrimiento através del rotor; y por otra, la potencia absorbida se incrementa como resultado de
las mayores pérdidas debidas a los frotamientos intersticiales y al producido por la
corriente relativa sobre las coronas del rotor.
Así mismo, la mayor viscosidad se manifiesta en una disminución del nº de
Reynolds para el mismo caudal, que se ve reflejado en las velocidades de
escurrimiento y en consecuenciaafecta al salto rotórico Hr.
Estos efectos primarios se traducen en una disminución del rendimiento
total y del gasto nominal. Además la magnitud de las desviaciones con respecto al
funcionamiento con agua son diferentes para la misma bomba cuando funciona a
velocidades diferentes, porque las pérdidas no cambian en proporción a la altura
desarrollada, como se supone cuando se trabaja con agua.Así entonces, las
relaciones de similitud vistas no son aplicables para predecir los efectos de los
cambios de velocidad cuando se bombean líquidos viscosos
2-

PROBLEMA

Se desea bombear aceite mineral a 38ºC de viscosidad cinemática νz =
1,76 x 10-4 m²/s y densidad ρz = 865 kg/m³ con una bomba centrifuga, cuyas
curvas características operando con agua son las que se dan en la figura 2Página 1 de 13

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H [m]

η [%] P [kW]

n = 1450 rpm

17

H
15

H^ = 12.60m

13

100
90

11

η^ = 74%

80
70

9

η

12

Figura 2
11

60

7

50

P^ = 10 kW

40

P

5

10

30
3

20

9
8

10

1

7
50

100

150

200

Q [m3/h]

250

300

Q^ =220m3/h

1 - Determinar las curvas características dela bomba operando con aceite
2 - El punto de funcionamiento del sistema bomba - cañería para ambos líquidos
en las condiciones de la instalación que se indica en la fig. 3, con tubería de
fundición de Ø 6"

Figura 3

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Experimentalmente se ha demostrado que si la bomba opera a velocidad
constante para el bombeo de ambos líquidos, el nºespecifico no se modifica para
el punto de máximo rendimiento, así entonces podemos escribir lo siguiente:

ns =

n Qw

(H w )3 / 4

=

n Qz

(H z )3 / 4

⎛H ⎞
Q
⇒ z =⎜ z ⎟
Qw ⎜ H w ⎟
⎠
⎝

3/ 2

(1)

Con esta relación, para obtener el punto de mejor rendimiento, bombeando
un líquido de distinta viscosidad, necesitaremos un solo factor experimental de
corrección, ya sea el querelaciona los saltos o el que relaciona los caudales:
CH =

Hz
Q
y CQ = z
Hw
Qw

(2)

Estos factores se han obtenido experimentalmente con los valores nominales de
salto y gasto, ensayando distintos líquidos a diferentes puntos de funcionamiento,
partiendo de las condiciones propias del bombeo con agua.
De este modo conociendo un par de valores Q, H para un líquido, la ec. (1)
con...