Xylem

Bases de Hidráulica
Educacional
Xylem Water Solutions Mexico

Contenido
• Curva de la bomba
• Curva del Sistema
• Punto de Trabajo
• NPSH (Carga Neta Positiva de Succion)
• LCC Costo de Ciclo de Vida
• Métodos de Arranque.

2

Distribución típica de costo, a lo largo de la
vida útil de una bomba
100%
80%

Service Cost
Energy Cost
(4h/d, 5p)
Purchase
Cost

60%
40%
20%0%
5

15

30
Pump kW

60

Importancia de la energía
Será reducida por:
-Producto

-Experiencia y conocimiento en el
diseño de sistemas.

Curva de la Bomba

5

Curva de la Bomba
•Factores de Curvas de laboratorio
•Curvas Teóricas
•Ejemplos de Curvas
•Potencia y Eficiencia

Factores de Curvas de Laboratorio
Factores Directos
Velocidad del Impulsor o FlechaDiámetro y Forma del Impulsor
Diseño / Tipo de Motor

Factores Indirectos
Voltaje
Características Térmicas del Motor
Potencia del Motor

Curvas Teóricas
Leyes de Afinidad
Para Diámetro de Impulsor Constante.

Velocidad Especifica
El diseño del impulsor puede ser descrito de acuerdo a su
velocidad específica.
Donde:
nq= Velocidad específica
n = Velocidad [rpm]
Q= Flujo en el mejorpunto de eficiencia [m^3/s]
H= Altura en el mejor punto de eficiencia [m]

10

20

40

50

100

Recuerda el nombre y el concepto, pero no la fórmula

200

300

Ejemplos de Curvas de
Bombas

Cambiando el Numero de Polos
35

Velocidad sincrona

30
25

n = 120

20

frequency
pole#

15

50 Hz: n=6000 / # of poles
60 Hz: n=7200 / # of poles

10
5
6-pole10-pole 8-pole
12 pole

0

Flujo [l/s]
0

200

* CP 3400

400

600

800

1000

1200

1400

Usando VFD (Variadores de Frecuencia)

Cambiando el Diámetro del Impulsor
35
30
25
20

Carga [m]
15

575
550

10

500

5

450
400

0

Flujo [l/s]
0

200

400

600

800

1000

Potencia y Eficiencia

Definiciones de Potencia
 Potencia Total deEntrada (Imput Power P1)
 Consumo de Potencia en la caja de conexiones

 Potencia Nominal (Rated Power)
 Potencia promedio de una bomba de acuerdo a su curva de operación

 Potencia en la Flecha o Potencia Hidráulica (Shaft Power P2)
 Consumo de Potencia transmitida al motor.

P=Q*H*ρ*g / η

Eficiencia

• Total

• Eficiencia Nominal

• Hidráulica

Curva de RendimientoFlygt
-Flujo
-Carga
-Potencia del Eje
-Potencia del Motor
-Eficiencia Hidráulica
-Eficiencia Promedio
-NPSH Requerido
-”Rango de Trabajo”
-Limitaciones

Curva del Sistema

Carga Dinámica Total (CDT)
Carga total (Htot):

H

H tot = H stat + H loss
H stat = Carga Estática
H loss = Pérdida por Fricción + Puntos de Pérdida

H loss
H stat
Q

Carga Estática
Descarga Abierta•Tuberías llenas (sin bolsas de Aire)

A
B

Hstat
E
D

C

Carga Estática
Descarga Sumergida

•Tuberías llenas (sin bolsas de Aire)

A

B

Hstat
E
D

Perdidas Dinámicas

•

Pérdidas por fricción en
tuberías

•

Pérdidas puntuales por
accesorios

•

H

Pérdidas proporcionales a la
carga dinámica.
H loss = k*v2/2g

Q

Perdidas por Fricción
•

•
•”Exactas” ColebrookWhites o Hazen para
flujo turbulento.
En la practica:
Nomograma
Diferentes valores de K
para diferentes
– Materiales
– Edad tubería
– Teóricamente
0.01< K 0.1

Colebrook-White
Implicit formula:

Hloss =
Re =

λ * l v2

d
v *d

*

2g

υ

Where:
k = Roughness in pipe [mm]
d = Diameter
l = Length

υ = Kinematic viscosity
g = Gravity constantv = Water velocity

Turbulent flow (Re > 4000)
k
1
2.51
10
= −2.0* log(0.27 * +
)
d Re* λ
λ

Perdidas Puntuales (Accesorios)

•
•

Coeficientes de pérdidas
típicos
Pérdidas:

Hloss = ζ *
•

•

v2/2g

Pérdida total

H = Σ Hloss

ζ=0.4
ζ=1.0*
ζ=0.2
ζ=0.9

Efectos combinados

* Descarga Abierta

ζ=0.3

Punto de Trabajo

Punto de Trabajo
- Punto...