Teoria De Bombas

Sistemas que ganan energía
El intercambio de energía entre dos sistemas ocurre mediante transferencia térmica o trabajo.
Bomba
Hm
hd
Succión
hT
hs
Cárcamo de succión
Tanque de descarga
En tuberías y accesorios se disipa energía mecánica en forma de calor, éstas son las pérdidas de energía por fricción en conductos y por turbulencia local en accesorios. Pero cuando en un sistema detuberías se requiere incrementar la energía mecánica es necesario ejercer trabajo sobre el flujo. Este trabajo se transfiere con bombas en el caso de líquidos o con compresores, ventiladores y sopladores en el caso de gases.
Si se considera el flujo entre un tanque inferior, que se conoce como pozo o cárcamo de succión, desde donde se alimenta una bomba hidráulica mediante una tubería de succión, y untanque superior donde entrega la tubería de descarga o impulsión se tiene la combinación de los dos tipos de transferencia de energía.
En la succión se pierde energía por fricción (hfs) y por turbulencia local en accesorios (hLs), tal como también ocurre en la descarga (hd = hfd + hLd).
La gráfica ilustra esas pérdidas (hs + hd) y la diferencia topográfica (hT) de nivel entre las superficies delos dos tanques, abiertos a la atmósfera y en condición de flujo permanente e incompresible. En estos casos se requiere un incremento de energía mecánica que se obtiene por la acción de una bomba hidráulica.
Las ganancias de energía se manifiestan como aumentos de presión
Un motor, normalmente eléctrico, convierte potencia eléctrica (Peléctrica) en potencia mecánica (Pmecánica) en un ejeacoplado a una rueda con álabes impulsores que a su vez transmiten gran parte de esa potencia mecánica al flujo en forma de potencia manométrica (Pmanométrica = QbombeoHmanométrica), que incrementa la energía de PRESIÓN del flujo. Así como la pérdida de energía se manifiesta básicamente como disminución de presión, las ganancias de energía se manifiestan como aumentos de presión. La conversión de untipo de potencia en otro tipo ocurre bajo condiciones de eficiencia (, eta), propias de esas máquinas (=Pmanométrica/Peléctrica).

Altura manométrica
La energía que gana el flujo entre las secciones inmediatamente anterior y posterior a la bomba se conoce como altura manométrica (Hm) porque si los diámetros de las tuberías son iguales y allí se instalan sendos manómetros la diferenciamanométrica, en términos de cabeza de líquido, representa la ganancia de energía específica del flujo debido a la acción de la máquina.
La ecuación de la energía entre los dos tanque se escribe así:
Hcárcamo + Hm = Hdescarga + hs + hd

Ecuación del sistema
En un sistema de ganancia de energía se conoce como ecuación o curva del sistema a la relación que se establece entre la altura manométrica (Hm) yel caudal del sistema (Qs) para un diámetro determinado:
Hm = Hdescarga - Hcárcamo + hs + hd
Si se reemplazan los valores en esta ecuación se llega a:
Hm = hT + hs + hd
Si se adopta la ecuación de pérdidas de Darcy – Weisbach, se supone que los diámetros de succión y descarga son iguales y se combina con la ecuación de continuidad, se obtiene:

Qs
Hm
hT
hs + hd
Que se puede representarasí:

Obsérvese que la curva del sistema representa las características hidráulicas (hs + hd) y físicas (hT) del sistema de trasiego, la calculará el ingeniero y es completamente independiente de la bomba que se instale para satisfacer la necesidad.

Ecuación de la bomba
Una bomba determinada incrementa la energía (Hm) a un caudal (Qb) de manera que la misma máquina le incorpora más energía alflujo en la medida que el caudal es menor. Esa relación puede tener formas muy variadas, pero usualmente es cuadrática o potencial, con concavidad negativa, así:
Hm = AQb2 + BQb + C
Hm = D + EQbF
Qb
Hm
Los coeficientes A y E son negativos. Los coeficientes A, B, C, D y E tiene unidades, se determinan a partir de información suministrada por el fabricante de la máquina, que usualmente...