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CURSO: AHORRO DE ENERGÍA EN SISTEMAS OPERADORES DE AGUA

SISTEMA DE CONDUCCIÓN HIDRÁULICA

NÚCLEO 4 SISTEMAS DE CONDUCCIÓN HIDRAÚLICA

4.1 CARÁCTERÍSTICAS HIDRÁULICAS DEL SISTEMA
La conducción en un sistema de bombeo es uno de los elementos más importantes, ya que su función es precisamente formar un sistema que una a todos los equipos y conduzca al fluido entre ellos. De sudimensionamiento adecuado dependerán: • • • • • Las pérdidas de carga del sistema El rendimiento energético del sistema La inversión necesaria para construir el sistema Las posibilidades de mantenimiento adecuado La existencia de fenómenos indeseables tales como: cavitación y golpe de ariete.

El ahorro de energía en la conducción de un sistema de bombeo, debe concebirse de tal forma que minimice las pérdidasde carga, tomando en cuenta que la inversión necesaria para construirlo resulte rentable, que se faciliten las tareas de mantenimiento y que se eviten fenómenos indeseables tales como la cavitación y al golpe de ariete. El diámetro de la tubería de la conducción es un aspecto muy importante dentro del proyecto. Una conducción con diámetros pequeños, tendrá como consecuencias: baja inversión parainstalar la conducción y altos consumos energéticos en bombeo. Una conducción con diámetros mayores, tendrá como consecuencia: alta inversión para instalar la conducción, pero bajos consumos energéticos por bombeo. Estrictamente habrá que analizar los costes globales del sistema de bombeo empleando diferentes diámetros para la conducción y determinar con base en dicho análisis, el "diámetroóptimo" que conduzca al coste total mínimo. En resumen, vemos que existe un compromiso entre el costo de inversión para construir la conducción (a mayor diámetro mayor costo), y el costo de la energía requerida para vencer las pérdidas por fricción (a mayor diámetro, menor costo). El diámetro óptimo será aquel que resuelva dicho compromiso al menor costo total.

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4.2 PÉRDIDAS DE CARGA
Cuando un proceso precisa de la instalación de una bomba, lo primero es el diseño de la instalación; este punto debe estudiarse con cuidado para evitar detalles malignos, prestando especial interés en la línea de aspiración, evitando bolsas de aire, excesos de codos ymalas disposiciones de éstos y correcto dimensionamiento de la tubería. Acto seguido afrontaremos el cálculo del sistema teniendo muy presente que los datos en que nos basemos sean lo más exactos en cuanto a caudales, presiones necesarias en la descarga; fluctuaciones de nivel o presión en la aspiración, recorrido geométrico de la tubería, peso específico del fluido, viscosidad, temperatura, presiónde vapor y cualquier otro parámetro que pueda influir en la determinación de la curva carga-capacidad del sistema. Si es preciso se calculará la carga neta positiva de succión disponible.

4.2.1 Carga Diferencial Total Para determinar la carga total del sistema, se hace uso de la ecuación de Bernuolli, que aplicada al sistema mostrado en la siguiente figura, tiene la siguiente expresión: P1 /σ +V12 / 2g + Z1 + ΔHb - ΔHr 1-2 = P2 /σ + V22 / 2g + Z2 Donde: P1, P2; Presión sobre la superficie libre del líquido
V1, V2; Velocidad que experimenta cada una de las superficies libres del fluido. Y se consideran V1 = V2 = 0 Z1, Z2; Coordenadas de las superficies libres, medidas desde el eje de la bomba. ΔHb; La carga total que la bomba tiene que desarrollar para conducir el fluido del depósito 1al depósito 2 en una determinada Q. ΔHr 1-2 ; Son las pérdidas totales de carga que el fluido experimenta en la tubería al ser conducido de un depósito a otro. σ ; Peso específico del fluido a la temperatura de bombeo. g; Aceleración debida a la gravedad.

Despejando de la ecuación anterior el término ΔHb y teniendo presente lo anterior tenemos: ΔHb = (P2 - P1) /σ + (V22 - V12) / 2g + (Z2 -...