7/24/2019 Clculo de Bombas y Tuberas

1/5

Clculo de Bombas y Tuberas

Principios para el Diseo. Tramos de Tubera a Considerar

Para llevar a cabo el diseo de las tuberas que componen las distintas lneas

de proceso se dividirn stas en tramos, cada uno de los cuales estar

formado por la porcin de lnea comprendida entre dos equipos consecutivos.

e esta forma los diferentes aspectos a calcular !dimetro ptimo de la

conduccin, prdidas de car"a, etc.# se evaluarn independientemente para

cada uno de estos tramos. $a definicin y descripcin de los diferentes tramosde tubera se reali%ar sobre el correspondiente dia"rama de flu&o, usndose

para desi"nar cada uno de ellos los nombres de los equipos que constituyen su

principio y su final.

Determinacin del Dimetro ptimo de la Conduccin

'n aspecto muy importante a tener en cuenta para el diseo del sistema de

tuberas sistema es el de la velocidad que alcan%a el fluido por el interior de las

conducciones. ic(a velocidad, en el caso de la circulacin isoterma de fluidos

incompresibles, viene determinada por el caudal y el dimetro de la seccin

interna de la conduccin, y para cada fluido tiene un valor m)imo que no debe

ser sobrepasado, ya que de lo contrario puede producirse un deterioro del

producto por tratamiento mecnico inadecuado. $os valores apro)imados que

se usan en la prctica dependen del tipo de fluido que se trate, pero los ms

corrientes se reco"en en la Tabla *. $os valores de la tabla son los ms

corrientes en la prctica ordinaria, sin embar"o, en condiciones especiales,

pueden requerirse velocidades que estn fuera de los intervalos indicados. $asvelocidades pequeas (an de ser las ms utili%adas, especialmente cuando el

flu&o es por "ravedad desde tanques elevados !+cCabe et al., peraciones

'nitarias en -n"eniera umica, /0 1d., +c2ra345ill, *66*#.

Tabla 1.7elocidades recomendadas para fluidos en tuberas.

Velocidad

Fluido Tipo de Flujo ft/s m/s

Lquidos poco viscosos Flujo por gravedad 0.5 1 0.15 0.30

Entrada de bomba 1 3 0.3 0.9

7/24/2019 Clculo de Bombas y Tuberas

2/5

alida de bomba ! 10 1." 3

Lnea de #onducci$n ! % 1." ".!

Lquidos viscosos Entrada de bomba 0." 0.5 0.0& 0. 15

alida de bomba 0.5 " 0.15 0.&

'apor de (gua 30 50 9 15

(ire o gas 30 100 9 30

Para la limpie%a C-P, la velocidad de las soluciones deter"entes o del lquido

para el aclarado, no debe ser menor de *.8 m9s.

:s, para un caudal determinado del fluido a bombear, imponiendo la velocidadm)ima del mismo, se determina de forma inmediata el dimetro mnimo de la

conduccin. eber esco"erse, en cualquier caso, el dimetro normali%ado

inmediatamente superior a dic(o valor mnimo. ic(o valor es lo que se conoce

como el dimetro ptimo de la conduccin, pues representa el menor coste

posible, cumpliendo las e)i"encias en cuanto a la velocidad de m)ima de

circulacin del fluido por la misma.

Clculo de las Prdidas de Carga

1l ro%amiento de un fluido con las paredes de la tubera por la que circula

provoca en el mismo una cada de presin. Conocer el valor de esta cada de

presin es necesario de cara al clculo de las bombas, pero tambin para

comprobar que el dimetro ele"ido para la conduccin es suficiente, pues de

ser ste muy pequeo la prdida de car"a que se produ%ca ser muy elevada.

1n este sentido se consideran valores ra%onables de cada de presin en una

conduccin los si"uientes !para caudales de ; a

*. ?ona de aspiracin de bombas> ;./; @"9cmA !;.=6 bar#

A. ?ona de impulsin de bombas> ;.< a ;. @"9cmA !;.86 a ;.

bar#

e esta forma, al reali%ar el clculo de las prdidas de car"a, se procurar que,

en la medida de lo posible, no superen los valores anteriores. Di esto sucediere

(abr de aumentarse el dimetro de la conduccin por encima del que

recomienda la velocidad de circulacin m)ima del fluido, de modo que la

prdida de car"a disminuya. Din embar"o, en al"unos casos, no ser posible

incrementar dic(o valor ya que ste se (alla i"ualmente limitado por el

7/24/2019 Clculo de Bombas y Tuberas

3/5

dimetro de las cone)iones de los equipos !sobre el que (a de informar el

fabricante#.

Principios Bsicos para el Clculo de las Bombas

Don dos los tipos de bombas que se utili%an en instalaciones de proceso>

*. Bombas centrfugas, muy e)tendidas, cuentan con una "ran

variedad de aplicaciones. 1stn especialmente indicadas para el

mane&o de productos de ba&a viscosidad, no siendo aptas para lquidos

fuertemente aireados. 1ste tipo de bomba es el que se debe utili%ar

siempre que la aplicacin concreta lo permita, ya que es la ms barata

en cuanto a compra, operacin y mantenimiento, y tambin la ms

adaptable a diferentes condiciones de operacin. De recurrir a ellapara el bombeo de todo tipo de lquidos de relativamente ba&a

viscosidad y que no requieran un tratamiento particularmente suave.

A. Bombas de desplazamiento positio. 1)isten diversas clases,

como las alternativas !pistn# y las rotativas !lbulos#. 1stn

especialmente indicadas para el bombeo de fluidos de viscosidad

elevada.

:l"unos conceptos importantes para el clculo de bombas, son>

!ltura total de aspiracin> Eepresenta la presin a la entrada de la bomba.

1s la suma al"ebraica de la altura esttica de aspiracin !distancia de la

superficie libre del lquido al e&e de la bomba#, presin e)istente sobre el

lquido y prdidas de car"a por ro%amiento de la tubera de aspiracin. $os dos

primeros sumandos pueden ser positivos o ne"ativos, pero el tercero es

siempre ne"ativo.

!ltura total de impulsin> 1s la suma al"ebraica de la altura esttica de

impulsin, prdida de car"a en la impulsin y presin sobre el lquido en el

punto de recepcin.

$a diferencia entre las alturas totales de impulsin y de aspiracin es la car"a

de la bomba, es decir, la ener"a que (a de ser conferida al fluido.

Carga neta positia de aspiracin> De representa por las si"las FPD5 !de la

e)presin in"lesa GFet Positive Duction 5eadG# y es necesario diferenciar entre

dos conceptos> la FPD5 requerida !FPD5r# y la FPD5 disponible !FPD5dis#. $a

primera depende del diseo de la bomba y representa la ener"a necesaria

para llenar la parte de aspiracin de la misma y vencer las prdidas porro%amientos y aumento de velocidad desde la cone)in de aspiracin (asta el

7/24/2019 Clculo de Bombas y Tuberas

4/5

punto donde se incrementa la ener"a. 1s, por tanto, un valor que depende del

diseo constructivo de la bomba y que debe suministrar el fabricante de la

misma. $a FPD5 disponible es la diferencia entre la presin a la entrada de la

bomba y la tensin de vapor del fluido a la temperatura de funcionamiento,

medidas ambas en metros de columna de lquido. $"icamente siempre deber

cumplirse que la FPD5dis sea mayor o i"ual que la FPD5r. Por otro lado la

FPD5dis siempre (abr de ser positiva y lo mayor posible, ya que de este

modo se evitar que la presin a la entrada de la bomba descienda por deba&o

de la presin de vapor del fluido en las condiciones de temperatura e)istentes

en dic(o punto, lo que provocara la aparicin de burbu&as de vapor, con el

consi"uiente peli"ro de que la bomba entre en cavitacin lo que reduce su

car"a y eficacia al tiempo que daa el material de la misma, reduciendo

seriamente la vida Htil de la bomba.

"leccin del #odelo de Bomba !decuado

Para la seleccin del modelo adecuado de bomba !una ve% establecido el tipo

de sta# se recurrir a las llamadas curvas caractersticas de la bomba,

aportadas por el fabricante de las mismas. De necesitan tres curvas diferentes>

*. $as de caudal y car"a de la bomba, llamadas curvas 5

A. $as de potencia del motor necesario, @I

=. $as de Car"a Positiva Feta de :spiracin Eequerida !FPD5r#

$as curvas caractersticas se construyen normalmente mediante pruebas

reali%adas con a"ua, por lo que sus datos se deben recalcular si se van a

bombear lquidos con otras propiedades fsicas.

1l modo de proceder, en el caso de las bombas centrfu"as, para el empleo de

estas curvas es el si"uiente>

*. Conocer el fluido a bombear, la temperatura de bombeo y las propiedades fsicas

del fluido !densidad y viscosidad# a dic(a temperatura.

A. 1stablecer el caudal volumtrico a desarrollar !m=9(#.

=. Conocer la car"a de la bomba, para lo que (ay que determinar previamente las

alturas totales de impulsin y aspiracin.

/. Con la car"a y el caudal que se precisan se (a de acudir a la curva 5 y, fi&ando

estas dos ma"nitudes, determinar el dimetro del rodete, que en caso de no

resultar un valor e)acto nos llevara a esco"er el valor mayor ms cercano.

8. Con el dimetro de rodete determinado y el caudal, en la curva de potencia se

determina el consumo de la bomba. 1l valor ledo en la curva (a de incrementarse

en un *8J como mar"en de se"uridad.

7/24/2019 Clculo de Bombas y Tuberas

5/5