Ejemplo de seleccion de bombas 08 de abril 2010.pdf

METODOLOGIA PARA LA SELECCIÓN DE UNA BOMBA HIDRÁULICA Por: Hernán Javier Gómez Zambrano. I.C. M.Sc1 En la siguiente figura se indica el esquema de una instalaciones hidráulica. Se pide seleccionar el diámetro del tubo para PVC y las características de la bomba tomadas de un manual de bombas (por ej: BARNES, IHM, etc.). Se debe comprobar que la bomba no tendrá problemas de cavitación cuando operanormalmente. El caudal a transportar es de 5 L/s y se debe garantizar que la velocidad no sea mayor de 2.0 m/s en la impulsión y de 1.0 m/s en la succión. La longitud de la succión es de 1.90 m, la longitud de la impulsión es de 10.60 m. La altura sobre el nivel del mar de localización de la bomba es de 2600m.s.n.m. A una temperatura de 15°C.

ECUACIONES PARA PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Hf. Se puedeusar alguna de las ecuaciones para el cálculo de Hf, como la ec. de Darcy-Weisbach, Manning o Hazen-William. Por facilidad de cálculo usamos esta última, dada por ec. (1)

H f = r (Q )
Donde (r) es dado por la siguiente ecuación:

1 / 0.54

(1)

r =

(0.2785C

L
2.63 HD

)

1 / 0.54

(2)

1

Ingeniero Civil. Magíster en Recursos Hidráulicos. Universidad Nacional deColombia. Hergoz5@yahoo.com.mx.

1

Donde Q en (m3/s), L es la longitud del tubo en metros, CH es el coeficiente de fricción de Hazen-Williams del tubo (CH PVC = 150), D es el diámetro del tubo en metros. ECUACIONES PARA PERDIDA POR ACCESORIOS, HL: Se puede usar la ecuación con el coeficiente de pérdidas K.

hL = ∑ K
m =1

NA

V2 2g

(3)

NA es el número de accesorios considerados en eltramo de tubería. V es la velocidad en m/s y g es la gravedad en m/s2. PASOS A SEGUIR: Paso 1: Determinar los diámetros de succión y de impulsión garantizando que no se exceda las velocidades máximas. Se usa la siguiente ecuación.

 4Q  D=   πV 

1/ 2

(4)

Para la impulsión se tiene que el diámetro teórico es de 56 mm, que corresponde al diámetro nominal de 2-1/2” (pulgadas) condiámetro interno real tomado de los manuales de Pavco, de 66.07 mm. Para la succión se tiene que el diámetro teórico es de 80.0 mm, que corresponde a uno nominal de 3” (pulgadas) con diámetro interno real de 80.52 mm. Para cálculos posteriores se usará el diámetro interno real. Paso 2: Enumerar los accesorios tanto de succión como de impulsión, como se indica en el esquema, asignar el coeficientede pérdida a cada uno y obtener la sumatoria. No Tipo de Accesorio 1 Válvula de pie con coladera 2 Tee de paso lateral 3 Válvula de compuerta 4 Válvula cheque 5 Válvula de compuerta 6 Tee de paso directo 7 Tee de paso lateral 8 Codo de radio corto a 90° 9 Salida Sumatoria de coeficientes de fricción para la succión: Sumatoria de coeficientes de fricción para la impulsión: Sumatoria decoeficientes de fricción para la succión e impulsión: Diámetro [plg] 3” 3” 3” 2-1/2” 2-1/2” 2-1/2” 2-1/2” 2-1/2” 2-1/2” Coeficiente de pérdida:K 7.974** 0.9* 0.25* 2.5* 0.25* 0.15* 0.9* 0.9* 1.0* 9.1 5.7 14.8

*) Interpolado de la tabla 8.16 de Sotelo (2002). **) Tomados de la tabla 3.3A de Rodríguez (2005) Paso 3: Se calcula la cabeza dinámica total HT. en función del caudal Q, en las pérdidas se debeincluir la pérdida por vórtice en la succión que es igual a la mitad de la pérdida por fricción en dicha succión, HT se expresa en la siguiente ecuación:

H T = Hest + (rs / 2 + rs + ri )Q 1.8519 + ∑ K
m =1

NAs

NAi 42 Q 2 42 Q 2 42 Q 2 +∑K 2 + 2 π 2 2 gDs4 m =1 π 2 gDi4 π 2 gDi4

(5)

2

Hest es la altura estática total en m. rs factor debido a la succión, ri factor debido a laimpulsión, Ds diámetro de la succión en m, Di diámetro de la impulsión en m, g en m/s2, NAs numero de accesorios en la succión, NAs número de accesorios en la impulsión. Remplazando los valores numéricos se obtiene, la siguiente expresión.

H T = 11.6m + (403 / 2 + 403 + 5898)Q 1.8519 + 17886Q 2 + 24648Q 2 + 4324Q 2 H T = 11.6m + (6502)Q 1.8519 + 46858Q 2

(6) (7)

Paso 4: Elaborar la curva...