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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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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
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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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
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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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:
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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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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Captulo IV Validacin del funcionamiento del programa
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.
