Bombas Centrifugas Francisco Guerrero 2006

Curso de Bomb as Centrí fug as Francisco Guerrero

1

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE, MOTOR COPLE Y BASE COMUN

2

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

3

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

4

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

5

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

6

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

7

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

8

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CONCEPTOS BASICOS

IMPULSOR

IMPULSOR SEMI-ABIERTO

IMPULSOR CERRADO 9

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CLASIFICACION DE BOMBA S FLUJO RADIAL FLUJO MIXTO

ASPIRACION SIMPLE ASPIRACION DOBLE

FLUJO AXIAL

ASPIRACION SIMPLE

CENTRIFUGAS

CINETICAS

PERIFERICAS

UNA ETAPA VARIAS ETAPAS

ESPECIALES S A B M O B

AUTOCEBANTE NO AUTOCEBANTE UNA ETAPA VARIAS ETAPAS UNA ETAPA VARIAS ETAPAS

IMPULSOR ABIERTO IMPULSOR SEMIABIERTO IMPULSOR CERRADO IMPULSOR CERRADO IMPULSOR ABIERTO

NO AUTOCEBANTE

DE CHORRO INYECTOR DE ALTA PRESION ARIETE HIDRAULICO ELECTROMAGNETICAS DE DOBLE EFECTO DE PISTON DE SIMPLE EFECTO DE DOBLE EFECTO

ALTERNATIVAS DE DIAGRAGMA DESPLAZAMIENTO POSITIVO

DE INYECTOR

DE PALETAS DE PISTON DE UN SOLO ROTOR DE MEMBRANA ELASTICA DE TORNILLO

ROTATIVAS DE ROTOR MULTIPLE

DE ENGRANAJES DE PISTONES CIRCUNFERENCIALES DE TORNILLO

10

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

11

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

12

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA DE EJE LIBRE CON PATAS, SUCCIÓN AXIAL, DESCARGA RADIAL.

13

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA DE DOBLE SUCCION

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CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA EN LÍNEA, SIMPLE ETAPA

15

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA DE DOBLE ETAPA, PRIMERA ETAPA DE DOBLE SUCCION.

16

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA DE EJE LIBRE, SUCCIÓN SUPERIOR, UNA SOLA ETAPA, DOBLE VOLUTA, MONTAJE EN LINEA DE CENTROS.

17

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA AXIAL

18

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA API 610

19

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

20

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

21

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

22

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA TURBINA VERTICAL MULTIETAPICA

23

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ELECTROBOMBA TURBINA SUMERGIBLE

24

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ELECTROBOMBA MONOBLOCK AUTOCEBANTE

25

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ELECTROBOMBA CENTRIFUGA

26

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CAUDAL : Es el volumen de líquido desplazado por la bomba en una unidad de tiempo. 

Se expresa generalmente en litros por segundo (l/s), metros cúbicos por hora (m³/h), galones por minuto (gpm), etc. 

27

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ALTURA DINAMICA TOTAL: Es la energía neta transmitida al fluido por unidad de peso a su paso por la bomba centrífuga. 4

La energía absorbida por el líquido es la que necesita para vencer la altura estática total más las pérdidas en las tuberías y accesorios del sistema. 4

4

Se expresa normalmente en metros del líquido bombeado.

28

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT):

ADT (m) = H + (P2 - P1) /

g

+ ( C2² - C1² ) / 2

g 29

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

PERDIDAS DE ENERGIA EN BOMBAS CENTRIFUGAS Pérdidas por fricción (hidráulica) Recirculación

Fricción del

(Volumétrica)

Impulsor (Mecánica) Pérdidas por Fricción (mecánica)

Pérdidas en la entrada del impulsor (Hidráulica)

Filtraciones en la Prensaestopa (Volumétrica)

30

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

EFICIENCIA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA ( ) 

la capacidad de la máquina de transformar un tipo deRepresenta energía en otro. 

Se expresa en porcentaje ( % ).

Efi ci enc ia = Energía neta abs or bi da por el fl ui do Energ ía ent regada a l eje de la bo mb a

31

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

POTENCIA A BSORBIDA POR LA BOMBA :

P = GE x Q x ADT 75 x P GE

:Potencia absorbida en HP :Gravedad específica del líquido bombeado (para el agua limpia a 15.6°C, GE = 1)

Q ADT η

:Caudal bombeado en litros/segundo :Altura Dinámica Total en metros. :Eficiencia en porcentaje (%). 32

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

GRAVEDAD ESPECIFICA (GE) : Es el resultado de dividir la masa del líquido (a la temperatura que se encuentre) entre la masa de un volúmen igual de agua. Se toma como 

referencia agua a 15.6°C (60°F).

VISCOSIDAD : Es la propiedad de un líquido a resistir cualquier fuerza que tienda a producir un flujo. 



Un incremento en la temperatura del fluido normalmente reduce la

viscosidad, inversamente, una reducción en la temperatura incrementa la viscosidad. Las pérdidas por fricción en tuberías se incrementan conforme se incrementa la viscosidad. 

33

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

34

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Existen dos parámetros básicos de viscosidad : Viscosidad Dinámica y Viscosidad Cinemática. : Se representa con la letra poise = gr / cm xs = dina x s / cm2 Viscosidad Dinámica

Su unidad es el

1poise = 100 centipoise. Viscosidad Cinemática stoke = cm 2 / s

: Se representa con la letra

Su unidad es el

es la densidad del fluido 1stoke (St) = 100 centistoke (cSt) También se emplea para la viscosidad cinemática el SSU El agua a la 15.6 ºC tiene 1.13 centistoke Para valores mayores a 70 centistoke se cumple aproximadamente que SSU = 4.635 cSt m2 / s = cSt x 10 -6 35

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVAS DE B OMBAS CENTRIFUGAS : ALTURA (ADT) EFICIENCIA ( η)

POTENCIA (P) NPSHR

Q Estas curvas se obtienen ensayando la bomba con agua limpia y fría (15.6°C). 36

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

100

CH

80

N IO S R E V N O C E D S E R O T C A F

T D A

- 0.6 x Q N - 0.8 x Q N - 1.0 x Q N - 1.2 x Q N

60 100

I A C N E I IC F E

80

Y

60

L A D U A C

CQ

CE

40

20 1

0

1

5

2 0

3

2

4 3

6

5

8 8

1 3

1 2 7 2 6 0

2

3

4

3 0

6

4 0

6 0

1

8 8 0

1 2 3 3 7 2 3 2 6 0 0 0 0 0 0

CENTISTOKES

) A P A T E A R E IM R P (

S E I P N E T D A

VISCOSIDAD - SSU 1

2

4

4

6

0

6

0

8

0

8 10

1

0 0

1

2 5 0 0 0

15 20

3

0 0

4

0

6 0

0

8 0

40

1 1 2 3 4 6 8 1 1 0 0 5 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 80100

37

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

38

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB

H

1750-RPM D=203.4

(m)

320 300

BOMBA:

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200 180 160 140 120 100

P

P

80

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

60 40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 130 140

Q(L/S)

39

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB

H

1750-RPM D=203.4

(m)

320

BOMBA:

300

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200 180 160

MODELO DE LA BOMBA

140 120 100

80

P

60

P

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 1 30 140

Q(L/S)

40

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB H

1750-RPM

(m)

D=203.4 320

BOMBA:

300

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200 180 160

VELOCIDAD

140 120 100

80

P

60

P

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 130 140

Q(L/S)

41

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB H

1750- RPM

(m)

D=203.4

320

BOMBA:

300

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200 180 160

CURVA H-Q

140 120 100

80

P

60

P

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 130 140

Q(L/S)

42

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB H

1750- RPM

(m)

D=203.4

320 300

BOMBA:

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200 180 160 140

CURVA DE

120 100

EFICIENCIA

P

P

80

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

60 40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 130 140

Q(L/S)

43

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB H

1750- RPM

(m)

D=203.4

320 300

BOMBA:

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200

CURVA DE POTENCIA

180 160 140 120 100

P

P

80

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

60 40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 130 140

Q(L/S)

44

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DE UNA

MODELO AB H

1750- RPM

(m)

D=203.4

320

BOMBA:

300

(%) 80 70 60 50 40 30 20

H-Q

280 260 240 220 200 180

DIAMETRO

160 140 120 100

80

P

60

P

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

40 20 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 1 20 130 140

Q(L/S)

45

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

LEYES DE AFINIDAD : Relaciones que permiten predecir el rendimiento de una bomba a una velocidad que no sea la de característica conocida de la bomba se llaman leyes de afinidad. 



Cuando se cambia la velocidad: 1. varía la velocidad. 2. El El Caudal ADT varía en directamente razón directa con al cuadrado de la velocidad. 3. La Potencia absorbida varía en razón directa al cubo de la velocidad.

46

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

MODELO AB

H

LEYES DE AFINIDAD:

1750-RPM D=203.4

(m)

320

17

300

50

(%) 80 70 60 50 40 30 20

r pm

280 260

Q2 = Q1(n2/n1) H2 = H1(n2/n1)² P2 = P1(n2/n1)³ 

240

15 1

220 200

0r

pm

H-Q

180 160

12

140

00

120

rp m

100

P

80

n2, n1 : Velocidades (rpm)

60

P

40 20 0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 120 130 140

(HP) 300 250 200 150 100 50 0

Q(L/S)

47

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

LEYES DE AFINIDAD : Relaciones que permiten predecir el rendimiento de una bomba a una velocidad que no sea la de característica conocida de la bomba se llaman leyes de afinidad. 



Cuando se cambia la velocidad: 1. varía la velocidad. 2. El El Caudal ADT varía en directamente razón directa con al cuadrado de la velocidad. 3. La Potencia absorbida varía en razón directa al cubo de la velocidad.

48

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

LEYES DE AFINIDAD:

Q2 = Q1(n2/n1) H2 = H1(n2/n1)² P2 = P1(n2/n1)³ 

n2, n1 : Velocidades (rpm) 49

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

PERDIDAS DE ENERGIA EN TUBERIAS Y A CCESORIOS Las pé rdidas por fri cción en l as t ub erías so n :

• Propor cion al a la longi de la tu bería ( L ). • Prop orc ion al al cuadrado de la veloci dad (ca ud al) L

• Inversamente proporcional al di ámetro de la tubería • Se in cr ementa co n la rug osi dad de la tuberí a. • Propor cion al al tip o y núm ero de a ccesor ios

P1 / ρg + V12 / 2g + Z1 = P2 / ρg + V22 / 2g + Z2 + hf 50

Ecuación de Bernoulli

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CÁLCULO DE LA PÉRDIDAS EN LA TUBERÍA Ecuación de “Darcy-Weisbach”

hf = ξ x L x V2 / D x 2 x g Donde: hf = L=

Pérdidas por fricción en metros del líquido. Longitud de la tubería en metros

D= V= ξ= g=

Diámetro interior de la tubería en metros Velocidad promedio en la tubería en metros/segundo Factor de fricción. Constante de gravedad (9.8 m/s2) 51

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS ξ

=

El factor de fricción depende del número de Reynolds ( Re ) y de la rugosidad relativa de la tubería (ε / D)

Re =

V

×D ν

Re < 2000 Flujo Laminar 2000 < Re < 4000 Flujo Crítico ( laminar o turbulento o transición ) Re > 4000Flujo Turbulento

Re : Número de Reynolds V

: Velocidad del fluido en la tubería en m/s

D

: Diámetro de la tubería en metros

v

: Viscosidad cinemática del fluido a la temperatura de bombeo en m2/s 52

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

TIPO DE TUBERIA

RUGOSIDAD ABSOLUTA

(NUEVA, LIMPIA)

( PULGADAS)

ACERO HIERRO DUCTIL

0.0018 (SIN RECUBRIMIENTO)

CONCRETO

0.01 0.012 - 0.12

EJEMPLO DEL CALCULO DE LA RUGOSIDAD RELATIVA : TUBERÍA DE ACERO NUEVA DE 8 PULGADAS DE DIÁMETRO INTERIOR :

ε

/ D = 0.0018 / 8 = 0.000225 53

Diagrama de Moody

: n ió c c i fr e d r to c a F

Reynolds : Re

54

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN A CCESORIOS

hf = K x V 2 / 2g

K de resistencia del accesorio V= = Coeficiente Velocidad promedio en la tubería en m/s g = Constante de gravedad (9.8 m/s2) hf = Pérdida de energía en metros del líquido bombeado 55

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

TAB LA DE PERDIDAS EN ACCESORIOS

56

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

TAB LA DE PERDIDAS EN ACCESORIOS

57

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

EL SEGUNDO MÉTODO PARA CALCULAR LAS PÉRDIDAS EN LOS ACCESORIOS ES EMPLEANDO LA “LONGITUD EQUIVALENTE DEL ACCESORIO ” SE OBTIENE DE IGUALAR LA ECUACIÓN DE DARCY AL MÉTODO DEL “K” DEL ACCESORIO:

hf = ξ x L x V2 / D x 2 x g = K x V2 / 2g DE DONDE SE OBTIENE :

L=KxD/ξ SE ACOSTUMBRA TOMAR EL VALOR DE “ξ ” EN EL RANGO COMPLETAMENTE TURBULENTO (CONSTANTE)

58

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

EJEMPLOS :

DIAMETRO TUBERIA SCH 40

DIAMETRO

(PULGADAS)

(m)

4 6 8 10 12

0.1022 0.1540 0.2027 0.2545 0.3032

ξ 0.017 0.015 0.014 0.014 0.013

LA LONGITUD EQUIVALENTE DE UNA VÁLVULA DE COMPUERTA BRIDADA DE 10 PULGADAS ES : K (DE TABLA H.I.) = 0.06

ξ

PARA 10 PULG. ES 0.014

LUEGO, LA LONGITUD EQUIVALENTE SERÁ : K x D / ξ = 0.06 x 0.2545 / 0.014 = 1.09m

59

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

TAB LAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO N UEVA SCH 40 Y AGUA L IMPIA Q l/s 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5

3/4" (0,824" I.D.) 1" (1,049" I.D.) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) 0.58 0.017 2.76 0.36 0.007 0.87 0.039 5.76 0.54 0.015 1.16 0.069 9.78 0.72 0.026 1.45 0.107 14.81 0.90 0.041 1.74 0.155 20.84 1.07 0.059 2.32 0.275 35.88 1.43 0.105 2.90 0.430 54.88 1.79 0.164 3.48 0.618 77.84 2.15 0.235 2.69 0.368 3.22 0.530 3.76 0.721 4.30 0.942

1,1/4" (1,3880" I.D.) 1,1/2" (1,610" I.D.) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) 0.85 1.76 2.96 0.41 0.009 0.75 4.45 0.51 0.013 1.13 0.38 0.007 0.55 6.23 0.61 0.019 1.57 0.46 0.011 0.76 10.64 0.82 0.034 2.65 0.61 0.019 1.28 16.17 1.02 0.053 3.99 0.76 0.029 1.92 22.81 1.23 0.077 5.60 0.91 0.042 2.68 34.86 1.53 0.120 8.49 1.14 0.066 4.05 49.41 1.84 0.173 11.97 1.37 0.095 5.69 66.46 2.15 0.235 16.02 1.60 0.130 7.60 85.99 2.45 0.307 20.64 1.82 0.170 9.77 2.76 0.389 25.84 2.05 0.215 12.20 3.07 0.480 31.61 2.28 0.265 14.90 3.58 0.654 42.51 2.66 0.361 19.99 4.09 0.854 54.99 3.04 0.472 25.80 4.60 1.080 69.05 3.42 0.597 32.35 5.11 1.334 84.71 3.80 0.737 39.63 4.18 0.891 47.63 4.56 1.061 56.37 4.94 1.245 65.83 5.32 1.444 76.02 5.70 1.658 86.93

60

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA SCH 40 Y AGUA L IMPIA 2" (2,067" I.D.) V (m/s) V2/2g (m) 1.5 0.69 0.024 2 0.92 0.043 2.5 1.15 0.068

2,1/2" (2,469" I.D.) 3" (3,068" I.D.) 3,1/2" (3,548" I.D.) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V 2/2g (m) Hf (%) 1.18 0.48 0.012 0.49 2.00 0.65 0.021 0.83 0.42 0.009 0.29 3.03 0.81 0.033 1.26 0.52 0.014 0.43

3 4 5 6 7 8 10 12 14 15 16 17 18 20 25 30 35 40 45 50 60

4.25 7.30 11.15 15.78 21.21 27.42 42.20 60.13 81.20 92.91

Q l/s

1.38 1.84 2.31 2.77 3.23 3.69 4.61 5.53 6.46 6.92

0.098 0.174 0.271 0.390 0.532 0.694 1.085 1.562 2.126 2.44

0.97 1.29 1.62 1.94 2.26 2.59 3.23 3.88 4.52 4.85 5.17 5.49 5.82 6.46 8.08

0.048 0.085 0.133 0.192 0.261 0.341 0.533 0.767 1.044 1.199 1.364 1.540 1.726 2.131 3.330

1.76 3.00 4.56 6.44 8.63 11.12 17.06 24.23 32.65 37.32 42.30 47.59 53.19 65.33 101.10

0.63 0.84 1.05 1.26 1.47 1.67 2.09 2.51 2.93 3.14 3.35 3.56 3.77 4.19 5.23 6.28 7.33 8.37

0.020 0.036 0.056 0.800 0.110 0.143 0.223 0.322 0.438 0.503 0.572 0.646 0.724 0.894 1.397 2.011 2.738 3.576

0.60 1.02 1.55 2.17 2.90 3.37 5.69 8.05 10.81 12.34 13.97 15.70 17.53 21.49 33.12 47.24 63.84 82.93

0.47 0.63 0.78 0.94 1.10 1.25 1.56 1.88 2.19 2.35 2.50 2.66 2.82 3.13 3.91 1.69 5.48 6.26 7.04 7.82 9.39

0.011 0.020 0.031 0.045 0.061 0.080 0.125 0.180 0.245 0.281 0.320 0.361 0.405 0.500 0.781 1.125 1.531 1.999 2.530 3.124 4.498

0.30 0.50 0.76 1.06 1.41 1.81 2.75 3.87 5.19 5.92 6.69 7.52 8.39 10.26 15.77 22.45 30.29 39.29 49.45 60.78 86.91

61

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA SCH 40 Y AGUA L IMPIA Q l/s 8 10 12 14 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 250

4"(4,026"I.D.) 5"(5,047"I.D.) 6"(6,065"I.D.) 8" (7,981" I.D.) V (m/s) V 2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V 2/2g (m) Hf (%) 0.97 0.048 0.97 0.62 0.020 0.32 0.43 0.009 0.25 0.003 1.22 0.075 1.46 0.77 0.030 0.48 0.54 0.015 0.31 0.005 1.46 0.108 2.06 0.93 0.044 0.67 0.64 0.021 0.27 0.37 0.007 1.70 1.94 2.43 3.04 3.65 4.25 4.86 5.47 6.08 6.68 7.29 8.50 9.72 10.94 12.15 14.58 17.02 19.45 21.88 24.31 30.38

0.148 0.193 0.301 0.471 0.678 0.922 1.205 1.525 1.882 2.278 2.710 3.689 4.819 6.099 7.529 10.842 14.757 19.274 24.394 30.116 47.056

2.75 3.54 5.42 8.30 11.79 15.88 20.58 25.87 31.77 38.26 45.36 61.35 79.75 100.55

1.08 1.24 1.55 1.93 2.32 2.71 3.09 3.48 3.87 4.25 4.64 5.41 6.19 6.96 7.73 9.28 10.83 12.37 13.92 15.47 19.33

0.060 0.078 0.122 0.191 0.274 0.373 0.488 0.617 0.762 0.922 1.097 1.494 1.951 2.469 3.049 4.390 5.975 7.804 9.877 12.194 19.054

0.89 1.15 1.74 2.66 3.76 5.05 6.52 8.18 10.03 12.05 14.27 19.25 24.97 31.43 38.63 55.24 74.81 97.33

0.75 0.86 1.07 1.34 1.61 1.87 2.14 2.41 2.68 2.95 3.21 3.75 4.28 4.82 5.36 6.43 7.50 8.57 9.64 10.71 13.39

0.029 0.037 0.058 0.091 0.132 0.179 0.234 0.296 0.365 0.442 0.526 0.716 0.936 1.184 1.462 2.105 2.865 3.742 4.736 5.847 9.137

0.36 0.46 0.70 1.06 1.50 2.00 2.58 3.23 3.95 4.75 5.61 7.55 9.78 12.29 15.08 21.51 29.08 37.78 47.62 58.59 90.96

0.43 0.49 0.62 0.77 0.93 1.08 1.24 1.39 1.55 1.70 1.86 2.16 2.47 2.78 3.09 3.71 4.33 4.95 5.57 6.19 7.73

0.010 0.012 0.020 0.030 0.044 0.060 0.078 0.099 0.122 0.147 0.176 0.239 0.312 0.395 0.488 0.702 0.956 1.248 1.580 1.950 3.047

0.27 0.38 0.51 0.66 0.82 1.00 1.20 1.41 1.89 2.44 3.05 3.74 5.31 7.16 9.28 11.66 14.32 22.16

62

TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO N UEVA SCH 40 Y AGUA L IMPIA Acero SCH 40

" Nominal Q lt/seg 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

V (m/s) 0.590 0.688 0.787 0.885 0.983 1.180 1.376 1.573 1.770 1.966 2.360 2.753 3.146 3.540 3.933 4.916 5.899 6.882 7.866 8.849 9.832 10.815 11.798 12.782 13.765

V2/2g (m) 0.0177 0.0241 0.0315 0.0399 0.0493 0.0709 0.0966 0.1261 0.1596 0.1971 0.2838 0.3863 0.5045 0.6385 0.7883 1.2317 1 .7737 2 .4142 3 .1533 3 .9909 4 .9270 5.9617 7.0949 8.3266 9.6569

Hf % 0.16 0.21 0.26 0.32 0.39 0.55 0.73 0.94 1.17 1.43 2.03 2.74 3.42 4.20 5.06 7.76 1 1.01 1 4.80 1 9.12 2 3.79 2 8.99 3 4.70 4 0.96 4 7.71 5 4.99

63

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DEL SISTEMA : 

Un «Sistema» es el conjunto de tuberías y accesorios, que forman parte de

la instalación de una bomba centrífuga. Cuando queremos seleccionar correctamente una bomba centrífuga debemos calcular con precisión la «resistencia» al flujo del líquido que ofrece el sistema completo a través de todos sus componentes (tuberías más accesorios). La bomba debe suministrar la energía necesaria para vencer esta resistencia que esta formada por la altura estática más las pérdidas en las 

tuberías y accesorios.

ADT sistema = Hgeo + ( Pb-Pa )/ρg + ΣHf 64

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT): ADT = Hgeo + ( Pa - Pb ) / g + ( V a² - Vb ² ) / 2g + Hf

Altura

Diferencia de

Diferencia de

Pérdidas en las

estática total (m)

presiones absolutas (m)

energías de velocidad (m)

tuberías y accesorios (m)

65

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ADT = Hgeo + ( Pa - Pb ) / g + ( V a² - Vb ² ) / 2g + Hf

66

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ADT = Hgeo + Hf

67

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVA DEL SISTEMA-PUNTO DE OPERACION: 50 H (m)

PUNTO DE OPERACION

CURVA DE LA BO MBA

40

30

SIS DEL A V CUR

20

Hf

A TEM

ADT He

10

0

0

5

10

Q ( l / s ) 15

20

25

68

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Descarga : 8 pulg Longitud : 1500 m

Succión : 8 pulg

30

Longitud : 6m

2 Tuberia de succión y descarga de acero sch 40 nueva. 69

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

NET POSITIVE SUCTION HEAD

70

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

71

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

72

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

73

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CAVITACION:

Es un fenómeno que ocurre cuando la presión absoluta dentro del impulsor se reduce hasta alcanzar la presión de vapor del líquido bombeado y se forman burbujas de vapor. 

Estas burbujas colapsan en la zona de alta presión originando erosión del material con el que está en contacto. 

La cavitación se manifiesta como ruido, vibración; reducción del caudal y de la presión de descarga. 

74

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

PRESION ATMOSFERICA

Q

75

76

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

77

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

78

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

79

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

80

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

NPSH: 

Es la cantidad de energía que dispone el liquido al ingreso de la

bomba centrifuga.

NPSH DISPONIBLE : Es la cantidad de energía que dispone el líquido sobre la presión de vapor en la brida de succión de la bomba a la temperatura de bombeo. 



Depende de las ycaracterísticas del sistema en elque cual la bomba, del caudal de las condiciones del líquido se opera bombea tales como: clase de líquido, temperatura, gravedad especifica,entre otras. 81

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

NPSH REQUERIDO : Es el valor mínimo de energía requerido en la brida de succión de la bomba que debe tener el líquido sobre la presión de vapor a la temperatura de bombeo para permitir que opere satisfactoriamente. 

Depende exclusivamente del diseño de la bomba y de las condiciones de operación (velocidad, caudal, ADT, etc.), siendo su valor proporcionado por el fabricante. 

Para que no cavite una bomba centrífuga:

NPSHD > NPSHR 82

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS CENTRIFUGAS

NET POSITIVE SUCTION HEAD NPSH

NPSHD

NPSHR

SISTEMA

BOMBA

NPSHD > NPSHR 83

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

SUCCION DE LA BOMBA

NPSHrequerido:

NPSRreq

84

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

NPSH Y CURVAS DE OPERACION Q

H

HS

NPSHR

HL

Pa

k NPSH D

Q

NPSHD = (Pa - Pv ) x 0.7 - h S- h L= k - h G. E.

L

85

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

CALCULO DEL NPSH DISPONIBLE : NPSHd = (Pb - Pv) x 0.7 / GE ± S - ΣHfs Donde: NPSHD Pb Pv GE

S ΣHfs

:NPSH disponible en metros. :Presión absoluta en el recipiente de succión en psi. :Presión de vapor absoluta del líquido en psi a la temperatura de bombeo. :Gravedad específica del líquido a la temperatura de bombeo. :Altura estática de succión en metros. :Pérdida de energía por fricción en la línea de succión expresada en metros del líquido bombeado. 86

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

87

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS PRESION ATMOSFERICA A VARIAS ALTITUDES

0 152.4

PRESION ATMOSFERICA PSI 14.7 14.4

304.8 457.2 609.6 762 914.4 1066.8 1219.2 1371.6 1524 1676.4 1828.8 1981.2 2133.6 2286 2438.4 2590.8 2743.2 2895.6 3048 4572

14.2 13.9 13.7 13.4 13.2 12.9 12.7 12.4 12.2 12 11.8 11.5 11.3 11.1 10.9 10.7 10.5 10.3 10.1 8.3

ALTITUD METROS

PROPIEDADES DEL AGUA A VARIAS TEMPERATURAS TEMPERATURA GE PRESION VAPOR ºC REF. 15,6 ºC ABSOLUTA (PSI) 0 4.4

1.002 1.001

0.0885 0.1217

7.2 10 12.8 15.6 18.3 21.1 23.9 26.7 29.4 32.2 35 37.8 43.3 48.9 54.4 60 65.6 71.1 76.7 82.2 87.8 93.3 100

1.001 1.001 1 1 0.999 0.999 0.998 0.998 0.997 0.996 0.995 0.994 0.992 0.99 0.987 0.985 0.982 0.979 0.975 0.972 0.968 0.964 0.959

0.1475 0.1781 0.2141 0.2563 0.3056 0.3631 0.4298 0.5069 0.5959 0.6982 0.8153 0.9492 1.275 1.692 2.223 2.889 3.718 4.741 5.992 7.51 9.339 11.526 14.696

88

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

RECIRCULACION :

89

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

90

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS EN PARALELO

91

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS EN SERIE

92

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

A) 0 msnm: hS = 2.5 m hL =3m Pa = 14.7 PSI Pv = 0.2563 PSI GE = 1.0 NPSH D = (14.7 - 0.2563 ) x 0.7 - 2.5 - 3 = 4.6 m 1.0000 NPSH D > NPSH R Ok. B) 2,133.6 msnm: Pa = 11.3 PSI NPSH D = (11.3 - 0.2563 ) x 0.7 - 2.5 - 3 = 2.23 m 1.0000 NPSH D < NPSH R

CAVITACION

C) + 01 VALVULA GLOBO 2" SUCCION: L eq SUCCION = 43.79 m hL =5m NPSH D = (14.7 - 0.2563 ) x 0.7 - 2.5 - 5 = 2.6 m 1.0000 NPSH D < NPSH R CAVITACION 93

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

SELECCIÓN DE BOMBA S CENTRIFUGAS INFORMACION BÁSICA REQUERIDA 

DEFINIR LA APLICACIÓN



CAUDAL



ADT



NPSH DISPONIBLE



CARACTERISTICAS DEL LIQUIDO



VELOCIDAD DE BOMBA FORMA DE LAS CURVAS DE OPERACION 

CONSTRUCCION 94

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

SELECCIONAR UNA BOMBA CENTRIFUGA 

DEFINIR LA APLICACIÓN

TRASFERENCIA DE UN FLUIDO VISCOSO A TRAVÉS DE 500 METROS DE TUBERÍA DE ACERO NUEVA DE 8 PULG DE DIÁMETRO Y CONTRA UNA ALTURA ESTÁTICA DE 40 METROS 

 

DESCARGA DEL FLUIDO A UN RITMO DE 80 LITROS / SEGUNDO

 

ADT

DEBE CALCULARSE EL ADT PARA 80 LITROS / SEGUNDO

 

CAUDAL

CARACTERISTICAS DEL LIQUIDO

VISCOSIDAD CINEMÁTICA 500 SSU, GRAVEDAD ESPECIFICA 0.95

 1800

RPM VELOCIDAD DE BOMBA

 

 

FORMA DE LAS CURVAS DE OPERACION

NO SOBRECARGA EN CAUDAL CERO

CONSTRUCCION

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE DE UNA SOLA ETAPA

95

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Longitud de Descarga 600 m

96

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

75

K1

80

97

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

98

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

99

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

EJEMPLO DE SELECCIÓN BOMBA MONOBL OCK

DATOS: TUBERIA DE ACERO NUEVA Sch 40. DIAMETRO DE SUCCION : 3” DIAMETRO DE DESCARGA : 2” CALCULAR EL ADT PARA 15 l/s

100

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

LADO SUCCION PERDIDA EN LA TUBERIA Para 15 l/s y tubo de 3” el factor de pérdida es de 12.34% (ver tablas). Para una longitud de 6 metros las pérdidas son : 12.34*6/100 = 0.74 metros.

PERDIDA EN L OS ACCESORIOS K 01 Válvula de pie 01Codode90°

1.4 0.8

K total = 1.4 + 0.8 = 2.2 2 (V para 15 l/s y tubo 3” es 0.503 Las/2g) pérdidas totales en losdeaccesorios de la succión es : 2.2x0.503 = 1.1 metro s.

Las pérdidas en la succión son : 0.74 + 1.1 = 1.84 metr os . 101

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

LADO DESCARGA PERDIDA EN LA TUBERIA Para 15 l/s y tubo de 2” el factor de pérdida es de las 92.91%. Para una longitud de 10 metros pérdidas son: 92.91x10/100 = 9.3 metro s PERDIDAS EN LOS ACCESORIOS K 01 Swing check valve 2.4 01 Gate valve 0.16 02Codode90° 2 =2x1 01 Sudden enlargement 1 K total = 2.4 + 0.16 + 2 + 1 = 5.56 La altura de velocidad para 15 l/s y tubo de 2” es 2.44 Las pérdidas totales en los accesorios de la descarga es: 5.56x2.44 = 13.60 metr os Las pérdidas en la descarga son: 9.3 + 13.6 = 22.90 metr os hf total = hf descarga + hf succión = 22.90 + 1.84 = 24.74 metr os ADT = Hestática total + hf = 10 + 24.74

35 metro s

102

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

SELECCION DE UNA B OMBA TIPO MONOBLOCK U.S. GPM 0

MODELO : ABC-12.5

100

200

300

H (m)

400

500 H (ft)

ABC-12.5

50

n = 3500 RPM 140

Ø146

DIAMETRO DE SUCCION : 3” DIAMETRO DE DESCARGA : 2” MOTOR ELECTR. DE 2 POLOS: 12.5hp CONDICIONES DE OPERACION:

H-Q

40

120 100

30

80 20

(%) 60 80 40 70 60 20

10

-CAUDAL

:15L/S 0

-ADT

50 0 40

N (HP)

: 35 m

12

-EFICIENCIA : 75 % -POT. ABSORBIDA : 9.33 HP

10 8

-NPSHR

: 3550 : 2.5 m

(m) (ft) 8 6 20

6 4

-RPM

NPSH

N

4

NPSH

2 0

2 10 20 CAUDAL LITROS/SEG.

30

10 0

103

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

A M E T IS S L E D A V R U C

CALCULO DE LA SISTEMA CURVA DEL

0 H (m)

100

V 2 /2 g

300

400

500 H (ft)

ABC-12.5

50

n = 3500 RPM Ø146

140

H-Q

40

120 100

30

80 20

(%) 60 80 40 70 60 20 50 0 40

10 0

N (HP) 12 10 8 6 4 2

N

NPSH

0

CAUDAL l/s

U.S. GPM

200

LAD O SUCC ION Pérdida en la Pé rdida en % accesorios tubería K = 2 .2 6m, 3"

V 2 /2g

10 20 CAUDAL LITROS/SEG.

LADO DESC ARG A Pérdida en la Pé rdida en accesorios % tubería K = 5,56 10m, 2"

NPSH (m) (ft) 8 6 20 4 10 2 0 30

Perdidas

Altura

totales m

estatica m

ADT

8

0.143 3.73

0.22

0.31

0.694 27.42

2.74

3.86

7.1

10

17.

10

0.223 5.69

0.34

0.49

1,085

4.22

6.03

11.08

10

21.0

15

0.503 12.34

0.74

1.11

2.44

42.2 92.91

9.29

13.57

24.74

10

34.7 104

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

SUCCION DE LA BOMBA

ESQUEMA DE INSTALACION:

105

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

106

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

107

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

108

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

109

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

110

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

111

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

112

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

113

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BIEN

MAL 114

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

SUCCION DE LA BOMBA

RECOMENDACIONES DE INSTALACION: 6

10

20

2.0

30

CAUDAL L / S 40 50 60

100

150

200

300

350

S = SUMERGENCIA

1.8 1.6 ) m (

1.4

A I C N E G R E M U S

1.2 1.0 0.8

IN

D 4"

M IA

R IO TE

O UB RT

RO ET

6" 8"

0.6 0.4

" 10

S

0.2 0

SUMERGENCIA 115

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

116

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

117

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

118

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

119

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ESTACION DE BOMBEO REF: ESTACIONES DE BOMBEO "PAMPA EL ARENAL"

CLIENTE: SEDAPAL

CASETA CR 3 - BOMBA 12CGL-5

2.65 2.22 MOTOR IEM - 60 HP FRAME 364 TP 4 POLOS 220 v - 60 HZ

1 3 . 1 3 .

" 6 Ø

5 3 .

5 .3

Ø8" Ø.47 BOMBA 12 CGL - 5

Ø.32 9 .8 2

" 8 Ø

1 3 . 5 .3

1 .3

1.98

M.GUERRA 23-11-2000

120

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

INFLUENCIA DE GASES EN UNA BOMBA CENTRIFUGA RADIAL

121

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

ESTACION DE REBOMBEO

VISTA DEL MOTOR Y DE LA DESCARGA DE LA BOMBA VISTA DEL CUERPO DE LA BOMBA

122

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

INSTALACION

123

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

INSTALACION BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE

124

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE CON CARDAN

125

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE

126

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE

127

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE

128

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA HORIZONTAL DE EJE LIBRE

129

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

DISEÑO DE LA ESTACION DE BOMBEO

Succión Negativa

Ø24"

Ø8"

B

1400

0 5 0 3

NIVEL SUPERIOR

0 0 6 1

B Ø20" 0 0 9 3

CODO 20" A 24"

NIVEL INFERIOR 4200 0 0 4 1

130

CURSO DE BOMBAS CENTRIFUGAS

DISEÑO DE LA ESTACION DE BOMBEO

Succ ión Posi tiv a

Ø8"

NIVEL SUPERIOR

2 TN

Ø24" 0 0 9 3

B

0 0 5 6

BOMBA 14"x20" HIDROSTAL 1400

B

NIVEL INFERIOR

0 0 6 1

0 0 0 1

Ø20"

CODO 20" A 24"

5 2 6

4200

131