CapituloIV Bombas

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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa

En este captulo se resolver un problema de forma manual y a travs del

programa seleccionador de bombas (SELBOMB). Para verificar que se dan resultados

correctos por los dos mtodos.

El planteamiento es el siguiente: Se tiene un edificio de diez (10) pisos, en cada

piso existen ocho (8) apartamentos, en cada apartamento hay tres (3) dormitorios, se

requiere seleccionar la bomba ms adecuada para posteriormente instalarla en dicho

edificio, se tienen como datos los siguientes:

La altura esttica (h) es de 40 metros. Los tubos son de acero Schedule 40, por donde circula agua limpia, tomada

de un tanque bajo y enviada a un tanque elevado.

La tubera de succin tiene 3 metros de longitud y un dimetro de 1 1/2 pulg, equipada con una toma abocinada bridada.

La tubera de descarga tiene 80 metros de longitud y un dimetro de 1 1/2 pulg, contiene 6 codos de 900 radio largo bridado, 8 TEE roscadas, 2

vlvulas de compuerta roscada, 1 vlvula check roscada, 1 vlvula de

globo roscada.

4.1 SOLUCIN MANUAL DE LA SITUACIN PLANTEADA

4.1.1 DETERMINAR EL GASTO O CAUDAL NECESARIO (Q)

Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas para viviendas

Multifamiliares (Edificio), se determina en funcin del nmero de dormitorios de

que consta cada unidad de vivienda, de acuerdo con la tabla 3.5. Para este caso

tenemos como dato de entrada a la tabla el nmero de habitaciones de cada unidad

de vivienda N = 3, por lo tanto el caudal de agua correspondiente por cada unidad

de vivienda es igual a 1200 L/D que equivale aproximadamente a 0.01389 l/s,

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2

infinf

. .( ) *( . . )G P Mhfe hfeG P M

=

entonces el caudal necesario para diez (10) pisos y ocho (8) apartamentos por piso

es:

Q = 10*8*0.01389 = 1.11111 l/s = 17.61146 GPM

4.1.2 CLCULAR LA CARGA TOTAL DE LA BOMBA (H)

4.1.2.1 CLCULO DE LAS PRDIDAS TOTALES EN LA SUCCIN (hfs)

Para este clculo se necesitan los siguientes datos:

Dimetro nominal de la tubera de succin = 1 1/2 pulg. Shedule de la tubera de succin = 40 Longitud de la tubera de succin (LS) = 3 m = 9.84 pies. Nmero y tipo de accesorios en la tubera de succin = 1 toma abocinada

bridada.

Se procede a calcular las prdidas en tramos de tubera recta (hfeS), con ayuda de la

tabla 3.2, como el valor del caudal es de 17,59 GPM o sea un valor intermedio a los

mostrados en la tabla, entonces se utilizar la ecuacin 3.4, por lo tanto:

S

Sustituyendo:

hfeS = 1.96 *[17.61146 /16]2 = 2.37469 pies = 0.72381 m.

Ahora se procede a calcular las perdidas por friccin en accesorios con ayuda de la

tabla 3.4.

Como es una (1) toma abocinada bridada, entonces la longitud equivalente (Le) es:

Le = 0.31.

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1*

Sn

S Si

Lt L Le i=

= +

*100

SS S

hfehf Lt=

1.15*SC Shf hf=

Luego se calcula la longitud total equivalente de succin (LtS), usando la ecuacin

3.8, por lo tanto:

Sustituyendo:

LtS = (9.84252 + 0.31) = 10.15252 pies = 3.09449 m.

Se calcula la prdida por friccin en la succin en pies por cada 100 pies de tubera

recta (hfS) por medio de la ecuacin 3.3, por lo tanto:

Sustituyendo:

hfS = (2.37469 /100) * 10.15252 = 0.24109 pies = 0.07348 m.

Para tuberas comerciales se recomienda incrementar los valores en un 15 %, para

hallar la prdida por friccin corregida en la succin (hfSC), por lo tanto se usa la

ecuacin 3.9.

Sustituyendo:

hfSC = 1.15 * 0.07348 = 0.08450 m

88


2

infinf

. .( ) *( . . )G P Mhfe hfeG P M

=

4.1.2.2 CLCULO DE LAS PRDIDAS TOTALES EN LA DESCARGA (hfD)

Para este clculo se necesitan los siguientes datos:

Dimetro nominal de la tubera de descarga = 11/2 pulg. Shedule de la tubera de descarga = 40 Longitud de la tubera de descarga (LD) = 80 m = 262.467 pies. Nmero y tipo de accesorios en la tubera de descarga = 6 codos de 900

radio largo bridado, 8 TEE roscadas, 2 vlvulas de compuerta roscada, 1

vlvula check roscada, 1 vlvula de globo roscada.

Se procede a calcular las prdidas en tramos de tubera recta (hfeD), con ayuda de la

tabla 3.2, como el valor del caudal es de 17,59 GPM o sea un valor intermedio a los

mostrados en la tabla, entonces se utilizar la ecuacin 3.4, por lo tanto:

D

Sustituyendo:

hfeD = 1.96 *[17.61146 /16]2 = 2.37469 pies = 0.72381 m.

Ahora se procede a calcular las perdidas por friccin en accesorios con ayuda de la

tabla 3.4. A continuacin se muestran los valores de longitud equivalente (Le), para

cada accesorio de la tubera de descarga:

Codo de 900 radio largo bridado Le = 2.3

TEE roscadas Le = 5.6

Vlvula de compuerta roscada Le = 1.2

Vlvula check roscada Le = 15

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1*

Dn

D Di

Lt L Le i=

= +

*100

DD D

hfehf Lt=

1.15*DC Dhf hf=

Vlvula de globo roscada Le = 42

Luego se calcula la longitud total equivalente de descarga (LtD), usando la ecuacin

3.11, por lo tanto:

Sustituyendo:

LtD = (262.46719 + 2.3*6 + 5.6*8 + 1.2*2 + 15*1 + 42*1) = 380.46719 pies =

115.9664 m.

Se calcula la prdida por friccin en la descarga en pies por cada 100 pies de tubera

recta (hfD) por medio de la ecuacin 3.10, por lo tanto:

Sustituyendo:

HfD = (2.37469 /100) * 380.46719 = 9.03492 pies = 2.75384 m.

Para tuberas comerciales se recomienda incrementar los valores en un 15 %, para

hallar la prdida por friccin corregida en la descarga (hfDC), por lo tanto se usa la

ecuacin

90


2

2 *Vdg

2*QVD i=

Sustituyendo:

hfDC = 1.15 * 2.75384 = 3.16692 m

4.1.2.3 CLCULO DE LA ENERGA CINTICA O PRESIN DINMICA

Para calcular este trmino se usar la ecuacin 3.12

Donde la velocidad en la descarga (Vd), se calcular por medio de la ecuacin 3.5

4*

Q = Caudal en m3/s.

Di = dimetro interno en metros.

Como el dimetro de la tubera es de 1 1/2 pulg. Entonces el dimetro interno (Di) es

1.604 Pulg = 0.04074m. Sustituyendo estos valores tenemos:

Vd = (4* 0.00111)/( * 0.040742) = 0.85232 m, ahora se sustituye el valor de

velocidad de descarga en la ecuacin 3.5 y se tiene que:

Energa cintica = (0.85232)2/2*9.81 = 0.03703 m.

Luego de haber realizado los pasos anteriores se procede al clculo de la carga

total de la bomba, la cual se determina mediante la siguiente ecuacin:

91


2

2* s DVdH h hf hfg

= + + +

Sustituyendo:

H = (40 + 0.03703 + 0.08450 + 3.16692) = 43.28845 m.

4.1.3 SELECCIONAR LA BOMBA

Con los valores de:

Q = 1.11111 l/s

H = 43.28845 m

Se selecciona la bomba adecuada para cumplir con estas necesidades, ubicando el

punto de los valores (Q, H) calculados, entrando con los anteriores parmetros en el

manual de Bombas MALMEDI suministrada por BOMBAS TACHIRA C.A

seleccionndose la bomba con las siguientes caractersticas:

Modelo: 150-315A

Tamao: 6x6x12A

RPM: 3500

Dimetro del impulsor: 305mm

Potencia de la bomba: 1.0548 HP

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4.2 SOLUCIN USANDO EL PROGRAMA Para seleccionar la bomba adecuada de acuerdo al programa.

1. Seleccione la edificacin a utilizar

2. Seleccione el mtodo para calcular el caudal, para este caso se utilizar el nmero

de dormitorios, introduciendo como dato de entrada el nmero de dormitorio de

cada apartamento y el total de apartamentos del edificio.

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3. Posteriormente, se procede a calcular el caudal.

4. Como la altura de bombeo no es conocido se procede a calcularla.

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5. Ingresando el valor de altura esttica, luego se selecciona la cedula de la tubera a

utilizar, se procede a determinar las prdidas totales en la succin (hfS).

6. Se procede a introducir los siguientes datos: el dimetro de la tubera de succin

(pulg.), la longitud de dicha tubera (m) y los accesorios que se encuentra en la

succin.

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7. Posteriormente, se procede a calcular la prdida total de succin (hfS).

8. Se procede a introducir de igual forma los siguientes datos para la prdida en la

descarga: el dimetro de la tubera de descarga (pulg.), la longitud de dicha

tubera (m) y los accesorios que se encuentra en la descarga, Posteriormente, se

procede a calcular la prdida total de descarga (hfD).

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9. Posteriormente, se procede a calcular la energa cintica o presin dinmica,

teniendo como dato el dimetro de tubera de descarga y finalmente se calcula el

valor de energa.

10. Posteriormente, se procede a calcular la altura total de bombeo (H).

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11. Luego de obtener el valor de caudal (Q) y altura total de bombeo (H), se

proceder a seleccionar la bomba.

12. A continuacin se muestra la bomba seleccionada con sus caractersticas tcnicas

tales como, modelo, tamao, rpm, dimetro del impulsor, y la potencia de la bomba.

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