CALCULO Y DIMENSOINAMIENTO PARA TUBERIA EN INSTALACION DE UNA BOMBA DE AGUA

CALCULO Y DIMENSOINAMIENTO PARA TUBERIA EN INSTALACION DE UNA BOMBA DE AGUA
Se trata de calcular una instalación de bombeo para suministrar un caudal de 50 m3/h de agua, desde un pozo cuyo nivel de agua se encuentra a 4 metros por debajo de la cota de terreno, hasta un depósito de almacenamiento de agua cuyo borde superior se encuentra a un desnivel de +12 metros respecto a la cota dereferencia de emplazamiento del eje de la bomba en el borde del pozo.

Por otro lado, el terreno donde se sitúa el pozo está a una altitud topográfica de unos 400 m sobre el nivel del mar.
Asimismo, las características de las líneas de aspiración e impulsión son las siguientes:
-  Tubería de aspiración:
• Longitud:  8 metros;
• Válvula a pie de tubería:  1 ud;
• Codos a 90º:  1 ud;
• Cono difusorentrada a la bomba:  1 ud.
-  Tubería de impulsión:
• Longitud:  50 metros;
• Válvula de retención:  1 ud;
• Válvula de compuerta:  1 ud;
• Codos a 90º:  3 uds;
• Cono difusor salida de la bomba:  1 ud.
Una vez definido los datos de partidas, se procede a calcular la instalación de bombeo, esto es, a decidir el tipo y modelo de bomba y los diámetros y tipos de tuberías para la conducción delagua. Cálculo de los diámetros:
v  =  
354·Q



D2



Siendo:
v,  la velocidad del agua, en m/s;
D,  es el diámetro interior de la tubería, en mm;
Q,  es el caudal de agua que circula por la tubería, en m3/h.
Expresión que permite despejar el diámetro (D) en función de la velocidad del agua (v) y el caudal de suministro (Q).
a)  Diámetro tubería de aspiración:
Para las tuberíasde aspiración la velocidad del agua debería situarse en torno a los 1,8 m/s. Aplicando este valor y el caudal de 50 m3/h requerido a la expresión resulta el siguiente diámetro mínimo que se muestra en la siguiente tabla:
Velocidad (m/s)
Caudal (m3/h)
Diámetro (mm)
1,8
50
99,16

• Diámetro nominal (DN):  110 mm;
• Tipo:  PE 40 (Tensión Mínima Requerida: 4 Mpa.)
• Espesor de pared deltubo:  4,2 mm;
• Diámetro libre interior:  101,6 mm.
Una vez definido el diámetro de la tubería de aspiración se recalcula la velocidad para obtener la real del agua y comprobar que se mantiene dentro del rango recomendado:
v  =  
354·Q



D2
siendo,
D,  es el diámetro interior de la tubería:  101,6 mm;
Q,  es el caudal de agua que circula por la tubería:  50 m3/h;
Sustituyendo resulta:Diámetro (mm)
Caudal (m3/h)
Velocidad (m/s)
101,6
50
1,7

 


Diseño conforme para la tubería de aspiración.
b)  Diámetro tubería de impulsión:
Según el apartado 3.1 para las tuberías de impulsión se recomienda que la velocidad del agua debería situarse en torno a los 2,5 m/s. Aplicando este valor y el caudal de 50 m3/h, el diámetro mínimo resultante se muestra en la siguiente tabla:Velocidad (m/s)
Caudal (m3/h)
Diámetro (mm)
2,5
50
84,14
Diámetro nominal (DN):  90 mm;
• Tipo:  PE 40 (Tensión Mínima Requerida: 4 Mpa.)
• Espesor de pared del tubo:  3,5 mm;
• Diámetro libre interior:  83,0 mm.
Una vez definido el diámetro de la tubería para la impulsión se recalcula la velocidad real del agua, para comprobar que se mantiene dentro del rango recomendado:
v  =  354·Q



D2
siendo,
D,  es el diámetro interior de la tubería:  83,0 mm;
Q,  es el caudal de agua que circula por la tubería:  50 m3/h;
Sustituyendo resulta:
Diámetro (mm)
Caudal (m3/h)
Velocidad (m/s)
83,0
50
2,6

  2)  Altura manométrica:
La altura manométrica (H) total se compone de la suma de los siguientes términos:
H = Hg + Pc + 10  · 
Pi - Pa



γ
Donde:
Hg,  representa a la altura geométrica que debe vencer el fluido, en metros;
Pc,   es la pérdida de carga del fluido a su paso por las tuberías, válvulas, etc. y expresado en metros;
Pi - Pa / γ,   este término representa la presión diferencial existente entre las superficies del líquido en la impulsión y la aspiración de la bomba, dividido por su peso específico. El resultado se expresa en metros.
En...