M 7 - Bombas Hidráulicas.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • FLUIDOS

    Definicin: Cualquier substancia no slida, capaz de escurrirse y asumir la forma

    del recipiente.

    Son divididos en:

    Lquidos y Gases

  • FLUIDOS

    Fludo Ideal - posee viscosidad nula, esto es, no hay friccin

    entre sus molculas.

    Fluido Incomprensble - El volumen no varia en funcin de la

    presin.

    Fluido Perfecto - Consideraremos, de aqui en adelante, los lquidos

    como ideal, incompresible, perfectamente mvil, contnuo y de

    propiedades homogeneas.

    Nota: Los efectos de la viscosidad sern tratados aparte.

  • PESO

    ESPECFICO

    MASA

    ESPECFICA

  • INFLUENCIA DEL PESO ESPECFICO

    10 kgf/cm 10 kgf/cm 10 kgf/cm 10 kgf/cm

    100 m

    83,3 m 117,7 m 133,33 m

    gua

    = 1000 kgf/m

    gua salada

    = 1200 kgf/m

    leo

    = 850 kgf/m

    Gasolina

    = 750 kgf/m

    La instalacin de bomba que acusase en el inicio de la descarga

    P = 10 kgf/cm en el manmetro, indicaria que el lquido llegaria a

    alturas diferentes, conforme a su peso especfico.

  • 10

    kgf/cm

    100 m

    agua

    = 1000 kgf/m

    agua salada

    = 1200 kgf/m

    Aceite

    = 850 kgf/m

    Gasolina

    = 750 kgf/m

    De la misma forma, un rotor descargando 100 mca, tendra

    presiones diferentes en el manmetro, conforme su peso especfico.

    12

    kgf/cm

    8,5

    kgf/cm

    7,5

    kgf/cm

    100 m 100 m 100 m

    INFLUENCIA DEL PESO ESPECFICO

  • RELACION ENTRE PESO Y MASA ESPECFICA

    DENSIDAD

  • VISCOSIDAD

    Definicin:

    Es la propriedad fsica que expresa la resistencia de qualquier

    fuerza que tendr que producir el desplazamiento entre dos capas.

    La viscosidad tiene importante influencia debido a las prdidas de

    presin en el desplazamiento de fluidos.

    LEY DE NEWTON

  • PRESION

    LEY DE PASCAL

    La presin aplicada es igual en todas las direcciones y perpendicular a las

    paredes del recipiente."

  • TEOREMA DE STEVIN

  • CARGA DE PRESION/ALTURA DE LA COLUMNA DEL LQUIDO

  • ESCALA DE PRESION

    Presin Absoluta (Pabs) Es la medida en relacin al vacio total (cero absoluto).

    Presin Atmosfrica (Patm) Es la presin ejercida por el peso de la atmsfera.

    Presin Manomtrica (Pman) Es la presin medida en relacin a la presin atmosfrica.

  • RELACION DE PRESION

    Presin de Vapor

    Es la presin en la cual coexisten las fases lquida y vapor.

    Esa presin aumenta, con el aumento de la temperatura.

  • m.c.a. = metro de columna de agua

    Es la misma presin

    ejercida por una

    columna de 1 metro

    de gua a 4C

  • DESPLAZAMIENTO

    Regimen Permanente

    Cuando las condiciones del fluido

    (temperatura, velocidad, peso especfico,

    presin, etc.) son invariables con el tiempo.

    Regimen Laminar

    Cuando las lminas de fluido son paralelas

    entre si y las velocidades constantes.

    Rgimen Turbulento

    Cuando las lminas de fluido son irregulares;

    velocidades elevadas.

  • ECUACIN DE CONTINUIDAD

    Donde:

    v1 = Velocidad en la Seccin 1

    v2 = Velocidad en la Seccin 2

    A1= rea de la Seccin 1

    A2 = rea de la Seccin 2

    A

    QV

    Donde:

    Q = Caudal volumtrica (SI)

  • Admitiendo escurrimiento permanente:

    Luego, podemos escribir:

    ECUACIN DE CONTINUIDAD

    CONSTANTE A V Q

    AV Q AV Q 222111

    Q Q 21

  • ENERGIA

    Principio da Conservacin La energia no pueden ser destruda, mas si puede ser

    transformada.

  • ENERGIA

  • PLANO DE ENERGIA TOTAL

  • PLANO DE ENERGIA TOTAL

    g

    V

    g

    V

    2

    p H

    2

    p H

    2

    22geo2

    2

    11geo1

    Hgeo = Desnvel geomtrico

    p = Presin

    V = Velocidad

    = Peso especfico

    g = Aceleracin de la gravedad

    (SI)

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO

    DE BOMBAS

    Relacin entre unidades de medidas de Caudal

    1 m3 = 1000 l/h = 16,6 l/min = 0,27 l/seg

    1 USgpm 3,7 litros

    1 Impgpm 4,1 litros

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    Qu cantidad de agua necesitamos?

    Para consumo urbano (por cada 100 familias) = 8500 l/h

    Para consumo de ganado vacuno = 50 l/da

    Para riego por cada m2 del terreno = 2-20 l/da/m2 (2-20 mm)

    Para canilla de = 10 15 l/min

    Para canilla de = 20 30 l/min

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO

    DE BOMBAS

    PRESIN

    Es la fuerza que debe vencer la bomba para transportar el lquido de un

    punto a otro.

    1 atm 1 bar 1 Kg/cm2 10 mca 14,50 Psi

    Es la suma de todas las alturas (succin, elevacin, desnivel) mas la prdida de carga que representa la friccin de los tubos y accesorios de la instalacin

    HMT = HG + Pc

    ALTURA MANOMTRICA TOTAL (HTM)

  • HIDRAULICA (SISTEMAS DE BOMBEAMIENTO)

  • B

    1

    (e) (s)

    Tubulacin de descarga: de la salida de la

    bomba (s) hasta el nivel deseado en el

    tanque (2)

    2

    INSTALACIN TPICA

    Tubulacin de succin: del nivel del manantial (1) hasta la entrada de la

    bomba (e)

  • DIAMETRO DE LA TUBULACIN DE

    SUCCIN Y RECALQUE

    EJ 01: Calcular el diametro de la tubulacin, para un

    caudal de agua de 300 m3/h:

    Para lquidos leves, leos leves y agua, vamos considerar como velocidad ideal los valores de 1,0 a 2,0

    m/s

    Generalmente se utiliza los diametros de succin con un padrn mayor del que de elevacin, por ejemplo:

    Descarga: 4 ; Succin: 5

    V

    QA 2

    4

    V

    QD

    2128,1

    V

    QD

    2

    5,1

    3600

    300

    128,1 D )(266,0 mD

    (SI)

    Tubulacin

    10

  • COMPOSICION DE LA AMT (ALTURA MANOMTRICA TOTAL)

    La AMT o H (Head) es la presin necesaria en la salida de la bomba para suplir las

    necesidades del proyecto, generalmente es dada em mca (metros de columna de agua).

    Est compuesta bsicamente de 4 variables:

    Hgeo Desnvel geomtrico: Nvel del fluido en el reservorio de succin hasta el nivel del fluido en el reservorio de ;

    Pr(s)/Pr(r) Presin en el reservorio de succin/descarga: Generalmente es cero en la succin y en la descarga (reservorio abierto 1atm);

    Hd Prdida de carga distribuda: Prdida de carga a lo largo de la tubulacin;

    Hd Prdida de carga localizada: Perda localizada em curvas, vlvulas, filtros, etc;

  • AMT EN LA SUCCIN

    )()()Pr( SgeoSs PHAMT S

    )()( Sgeos PHAMT S

    )()( Sgeos PHAMT S

  • )()()Pr( RgeoRR PHAMT R

    )()( RgeoR PHAMT R

    AMT EN LA DESCARGA

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    PERDIDA DE CARGA/DINMICA

    Las prdidas de carga dinmicas

    son aquellas prdidas que se verifican cuando el fluido atraviesa el sistema.

    varan en funcin del caudal y el dimetro de la caeria.

    Los obstculos que encuentra el fluido en cada punto del sistema.

    La energa requerida para llevar al fluido de velocidad cero a la velocidad final.

    Las perdidas de carga dinmicas estn constituidas por:

    3.5 bar 2 bar

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO

    DE BOMBAS

    Tabla Orientativa

    Estos valores son validos tanto para tubos de succin como en tubos de elevacin

  • (para cada 100 metros de tubos de hierro o acero)

    Tabla de prdida de carga en tubos

  • Tabla de Perdidas de Cargas en Conexin

    (En Metros de Tuberias Equivalente)

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    VARIACIN DE LA ALTURA EN FUNCIN DE LA ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    Influencia de la temperatura en la aspiracin de la bomba

  • CURVAS CARACTERSTICAS DEL SISTEMA

    Muchas veces es necesario conocer la altura manomtrica correspondiente a varios caudales, en un mismo sistema. Para eso se hace necesario el

    levantamiento de la curva del sistema que consiste en la determinacin de la

    AMT para cualquier caudal dentro de un determinado sistema:

    1) Escoger una de las frmulas de obtencin de la

    Altura Manomtrica Total;

    2) Fijar algunos caudales dentro da faja de operacin.

    Generalmente es utilizado de 5 a 6 puntos, incluyendo

    el de caudal nulo (Shut Off) en el punto de operacin y;

    3) Determinar la Altura Manomtrica correspondiente a

    cada caudal fijado, obteniendo los puntos en el grfico

    Levantamiento de la Curva del Sistema

    Q (m3/h) H (mca)

    Q = 0 H1

    Q = Q2 H2

    Q = Q3 H3

    Q = Q4 H4

    Q = Qproy H5

    Q = Q6 H6

  • CURVAS CARACTERSTICAS DEL SISTEMA

    4) Marcar los puntos obtenidos em un grfico Q x H :

    Nota: No est siendo considerada la variacin de los niveles de los reservorios de

    succin y descarga.

  • VARIACIN DE LOS NIVELES ENTRE LOS RESERVORIOS

  • ABASTECIMIENTO POR GRAVEDAD

  • RELACIN DE DEPENDENCIA

    Onde:

    D = Dimetro de la tubulacin CL = Costo de linea

    Hp = Perdida de carga total de la instalacin CT = Costo Total

    Hb = Carga manomtrica de la bomba

    Nb = Potencia de la Bomba

    Cb = Costo de la bomba

    Qcte D Hp Hb Nb Cb + CL = CT

  • Clasificacin, Tipos,

    Caractersticas de las Bombas

  • BOMBAS

    Definicin:

    Es una mquina hidrulica que transfiere energa al fluido con la finalidad de transportarlo de un punto a otro.

    Pueden ser clasificadas en:

    Bombas Centrfugas Bombas Volumtricas

  • BOMBAS VOLUMTRICAS

    Transferencia directa de la energa mecnica en energa de presin.

    EJ.: BOMBAS DE EMBOLO

    Donde:

    1 - Vlvula de Admisin

    2 - Vlvula de Descarga

    3 - Movimiento de Aspiracin

    4 - Movimiento de Descarga

  • BOMBAS ROTATIVAS

    Engranaje Lbulo

    Tornillos Paleta

  • BOMBAS CENTRFUGAS

    Clasificacin:

    centrfugas puras o radiales; centrfugas de flujo mixto; centrfugas de flujo axial.

    En las bombas centrfugas tenemos las siguientes relaciones, en trminos de energa:

  • IMPULSOR DIFUSOR Caera Caera

    Boca de

    Aspiracin

    Boca de

    Descarga

    Ec = Energa Cintica

    Ei = Energa Inicial

    Eo = Energa

    de Salida

    Ep = Energa

    de Presin

    Ei Eo

    Q Q

    Vi V

    o

    E

    c

  • Construccin de una bomba centrfuga

    Descarga Descarga Direccin de

    rotacin Impulsor

    Direccin del caudal

    Difusor Carcasa

    Aspiracin

    (bomba simple, no sumergible de una sola etapa)

    labes del

    impulsor

    Carcasa

    Impulsor

  • Construccin de bomba centrfuga vertical en linea

    Sello

    Succin Descarga

    Impulsor

    Alabes

  • CLASIFICACIN BOMBAS CENTRFUGAS

    Rotor Radial

    Rotor Axial

    Rotor Semi-Axial

    De acuerdo con el rotor:

  • De acuerdo con su configuracin mecnica:

    Rotor em Balance: En este grupo de bombas el rotor, o rotores, son montados en la extremidad posterior del eje de

    accionamento que, a su vez, es fijado en balance sobre un soporte de rulemanes. Este grupo de

    bombas es subdividido em bombas monobloc, donde el eje de la bomba es el propio eje del

    motor accionador es no mancalizada, donde los ejes de accionamento (de la bomba) y el accionador (el motor) son distintos;

    Rotor entre Rodamientos Son bombas con rotor, o rotores, montados en el centro del eje, apoyados por rulemanes en las

    extremidades. Este grupo es subdividido en simples y mltiples etapas;

    Rotor tipo Turbina Estas bombas pueden ser subdivididas em bombas de pozo profundo, bombas tipo barril (tipo

    Can), mltiples o nica etapas, rotores radial o semi-axial, bombas submergibles para pozos

    artesianos, etc.

    CLASIFICACION BOMBAS CENTRFUGAS

  • ROTOR EN BALANCE

    BOMBAS CON ROTOR EM BALANCE

    Monobloc Mancalizada

    Sucin frontal / Descarga vertical En linea (in line)

    En linea (in line) Con cavallete / soporte

    En linea de centro (API 610)

    Bomba de pozo / vertical

    CLASIFICACIN BOMBAS CENTRFUGAS

  • BOMBAS COM ROTOR ENTRE RULEMANES

    Simples etapas Mltiples etapas

    Bi-partidas simples Bi-partidas simples

    Bi-partidas axiales Bi-partidas axiales

    ROTOR ENTRE RULEMANES

    CLASIFICACION BOMBAS CENTRFUGAS

  • BOMBA HORIZONTAL - MONOBLOC

    Modelo INI

  • BOMBA HORIZONTAL - MONOETAPA

    Modelo INI

  • BOMBA HORIZONTAL MULTI-ETAPA

    Modelo BEW

  • Bi-partido axialmente

    De acuerdo con el montaje (seccionamiento):

    Bi-partido radialmente

    CLASIFICACION BOMBAS CENTRFUGAS

  • Componentes

  • COMPONENTES DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS

    Rotor Cuerpo Espiral Difusor (Mas de 01 etapa) Eje Elemento Protector del Eje Anillo Candadeado Anillo Centrifugador Anillo de Desgaste Caja de Prensa Estopa Soporte de Rulemanes Rulemanes

    Principales componentes

  • ROTOR

    Otras Clasificaciones

    flujo simples o doble

    cerrado

    semi-abierto

    abierto

    Rotores especiales:

    cerrado, con paleta nica

    fechado, com 2 o 3 paleta

    abierto, com 3 paleta

  • TIPOS DE ROTORES:

  • Son los mas utilizados y en general presentan el mejor

    rendimiento en operacin de que

    los dems.

    Generalmente utilizado para fluido sin contenido de slidos,

    ej: gua, leo, caldos, jugos, etc.

    Normalmente fabricado en hierro fundido.

    ROTOR CERRADO

  • EJEMPLOS DE APLICACION

    CARACTERSTICA DEL FLUIDO TIPO DE ROTOR

    Fluidos limpios con bajo contenido de slidos

    em suspencin y de diametros limitados. Rotor cerrado, semi-abierto o abierto

    Fluidos viscosos sin slidos Rotor cerrado, semi-abierto o abierto

    Fluidos viscosos sin slidos Rotor semi-abierto o abierto. Verificacion del

    pasaje mxima de slidos

    Fluidos con slidos de tamao elevado Rotor cerrado de una paleta

    Masa encima de 3%, lquido de cloaca bruto Rotor abierto

    Caldo de caa Rotor cerrado

  • CUERPO ESPIRAL

    Tipos de carcazas:

    Completa la transformacin de la energia cintica en energa de presin, ms alla de contener el lquido

    bombeado.

    Espiral

    Simple

    Circular

    Doble Espiral

    Combinada con Circular

    y Espiral Simples

  • DIFUSOR

    Tiene la funcin de direccionar el flujo.

    Son utilizados em bombas de mltiples estapas.

    DIFUSOR

  • DIFUSOR

  • EJE

    Definicin: Tiene la funcin de transmitir el torque del accionador al

    rotor.

    Eje tpico de bomba de doble succin, apoyado en ambos

    lados del rotor:

    Eje tpico de bomba con rotor y balance:

  • ELEMENTO PROTECTOR DE EJE

    Definicin: Tiene la funcin de proteger el eje contra corrosin, erosin y

    desgaste del lquido bombeado.

  • ANILLO CANDADEADO

    Tiene la funcin de lubricar y refrigerar la caja de la prensa estopa.

    Y crear un anillo lquido de vedacion impidiendo la entrada de ar.

  • ANILLO CENTRIFUGADOR

    Tiene la funcin de impedir la entrada del producto bombeado para el soporte del ruleman por el eje.

  • ANILLO DE DESGASTE / PLACA DE DESGASTE

    Son piezas montadas en la carcaza del rotor que, mediante pequea papel, hacen la vedacin entre las regiones de succin y descarga;

    Son de pequeo costo evita la substitucin de piezas mas caras, como rotores y carcazas;

    En general son montados los anillos de desgaste para rotores cerrados y placas de desgaste para rotores abiertos, no siendo una regla.

    Placa de desgaste

    Anel de

    desgaste

  • CAJA DE PRENSA ESTOPA

    Protege la bomba contra el vaciamientos excesivos atravs del eje. Tienen la forma cilndrica y acomoda un cierto nmero de anillos. Algunas veces se utilizan de anillo de sellage.

    MATERIALES:

    amianto grafitado. amianto con hilos metlicos antifriccin, impregnado y grafitado. amianto de alta resistencia y flexibilidad, impregnado con compuesto especial y acabado con grafito.

    amianto impregnado con Teflon y lubrificado; no grafitado. Teflon puro trenzado en filamentos y lubrificado; no grafitado. grafito puro.

  • SOPORTE DE RULEMAN

    Definicin: Su funcin es alojar los rulemanes que soportan las fuerzas axiales y radiales.

  • RULEMANES / RODAMIENTOS

    Rodamentos de esfera de

    una o dos carreras Rodamiento de

    rolos cilndricos

    Rodamientos de esferas

    de contato angular

    (montados em tandem)

    Rodamientos de esferas

    de contato angular

    Rodamientos autocompensadores

    de esferas

    Soportan los esfuerzos axiales y radiales resultantes de la accin centrfuga do equipamiento, bien como cualquier desalineamiento,

    por menor que sea, refleja en la operacin/vida til de este

    componente.

  • Curvas

    Caractersticas

  • CONDICIONES IDEALES DE OPERACIN

    Zona A Zona B Zona C

    H

    Q 50% 80% 110%

    Zona ideal

    De operacion

  • OPERACIN FUERA DE LA CONDICION

    DEL RENDIMENTO MXIMO

    Zona Ideal

    de Operacin

    H

    Q

  • CURVAS DE CATLOGO

    Curva de performance INI 125-400 1750RPM INI 125-400 1750 rpm

    20

    40

    60

    80

    100

    0 100 200 300 400 500

    Q m3/h

    H m

    6257 67

    361

    380

    417

    47

    77

    72

    400

    74,5

    78

    345

    330

    77

    74,5

    Rend.: 77%

    Rotor: 390mm

    Rend.: 77%

    Rotor: 390mm

    Q = 300m3/h

    H = 70mca

    Q = 300m3/h

    H = 70mca

  • Curva de NPSHr INI 125-400 1750RPM

    20

    40

    60

    80

    100

    0 100 200 300 400 500

    Q m3/h

    H m

    0

    10

    0 100 200 300 400 500

    NP

    SH

    m 417

    NPSHr: 3,5mca NPSHr: 3,5mca

    CURVAS DE CATLOGO

  • Curva de potncia INI 125-400 1750RPM

    0

    50

    100

    150

    200

    0 100 200 300 400 500

    N c

    v 400

    230

    417

    361

    220

    380

    N: 100CV N: 100CV

    CURVAS DE CATLOGO

  • TIPOS DE CURVAS Q x H

    Curva Tipo

    Estable

    Curva Tipo

    Inclinado

    Acentuado

    Curva Tipo

    Inestable

    Curva Tipo

    Plano

  • PUNTO DE TRABAJO

    Es el punto de encuentro de la Curva del Sistema con la Curva de la Bomba, donde obtenemos "Q e H;

    Con ese punto, entramos en la Curva de Bomba, para obtener: - Rendimiento

    - Potencia Consumida

    Obs: La potencia puede ser calculada atravs de la frmula:

    Donde:

    BHP = (Break Horse Power) Potencia

    Consumida (CV)

    = peso especfico (Kgf/dm3)

    Q = caudal (m3/h)

    H = altura manomtrica (m)

    h = rendimento (%)

    2,7 = factor de conversin

    h

    7,2

    HQBHP

  • PUNTO DE TRABAJO

    Curva del Sistema con la Curva de la Bomba

  • LEY DE SIMILITUD

    Cuando alteramos la rotacin de una bomba (con polea/correa, inversor de frecuencia, reductores, multiplicadores, etc), podemos

    calcular el nuevo caudal, presin y potencia. En teoria consideramos

    el rendimento constante y el NPSHr encontrado en bancada de

    prueba:

    11 n

    n

    Q

    Q

    2

    11

    n

    n

    H

    H

    3

    11

    n

    n

    P

    P

    Alterando el caudal:

    Alterando la presin:

    Alterando la potencia:

  • Asociacin

    De Bombas

  • ASOCIACION DE BOMBAS

    No existe una bomba que pueda, solita, atender el caudal o presin requerida;

    Hay una necesidad del aumento de caudal con el correr del tiempo;

    Variacin del consumo en el correr del tiempo;

    Diminucin de costos de implantacin del proyecto;

    Limitaciones de potencia consumida por motor (problemas con el transformador).

    TIPOS DE ASOCIACIONES:

    EM PARALELO

    EM SRIE

  • ASOCIACIN EN PARALELO

    Operacin en paralelo con dos bombas iguales

  • ASOCIACION EN SERIE

    Operacin en srie con bombas iguales y diferentes

  • Instalacin

    Operacin

    Mantenimiento

  • Conservacin

  • CONSIDERACIONES GENERALES

    SOBRE CONSERVACIN

    Bombas y partes de esta que son almacenadas por perodos superiores a 1 ao, deberan, por cada 12 meses, ser reconservadas. Desta forma, en el caso de bombas, estas deben ser desmontadas, limpiar y protegidas; Rodamientos lubrificados con grasa deben recibir la carga de grasa prevista para la operacin. Caso en que el mismo ya tenga la carga de grasa aplicada, ellos no precisan de conservacin;

    Rodamientos provistos con piezas sobrantes devern ser conservados en embalaje original del fabricante;

    Para bombas montadas con Estopa, las mismas devern ser retiradas del equipamiento antes de ser almacenado, en el caso de un perodo largo de tiempo;

    Sellos mecnicos devern ser limpios con ar seco. NO DEBERN ser aplicados lquidos u otros materiales de conservacion, a fin de no destruir las vedaciones secundarias.

  • CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE CONSERVACION

    Todas las conexiones existentes, tales como: tomadas para cmaras de refrigeracion, flushing, dreno, etc. devern ser debidamente tapadas; Los empalmes de succin y descarga de las bombas debern ser debidamente tapados com isopor, papelacin, etc., a fin de evitar la entrada de cuerpos estraos en su interior. En el caso de bombas montadas, el conjunto girante deber ser girado manualmente mas o menos a cada 15 dias;

  • Transmisin

    Accionador-Bomba

  • TIPOS DE TRANSMISION

    Acoplamiento elstico (Vulkan, Antares, Falk, Rexnord, etc.);

    Poleas y correas;

    Cardan

    Combinados (Reductor + acoplamiento + poleas; etc.)

  • ACOPLAMIENTOS ELSTICOS

  • Pasos para la seleccin de un acoplamiento:

    1) Clculo de TORQUE:

    )(

    )(7030

    rpmn

    cvPotFsT

    mN.

    Donde:

    T = Torque [N.m]

    Fs = Factor de seguridad

    n = Rotacin [rpm]

    7030 = Factor de conversin para SI

    Obs: El factor de seguridad es definido por el fabricante de acoplamiento, llevando en cuenta el tipo

    de operacin, ambiente, etc)

    2) Seleccionar el acoplamiento en el catlogo del fabricante, comparando el torque;

    3) Verificar la tolerancia mxima permitida para el acoplamiento seleccionado y comparar con la

    ponta de los ejes del motor y la bomba;

    4) Comparar las demas condiciones (temperatura ambiente; desplazamiento axial de bomba

    elevada, etc.). Son importantes para definir el tipo de grasa, elemento elstico especial, etc.

    ACOPLAMIENTOS ELSTICOS

  • TIPOS DE TRANSMISION

    Exemplo: 40CV 4P (diametro ej_motor: 55mm; dimetro _ej_bomba_65mm).

    Adoptar FS=1,5 Acoplamiento sin espaciador.

    T = 241 N.m T = 241 N.m

    Passo 1

    Seleo: E30-M Seleo: E30-M

  • Tubulacin de

    Succin

  • INSTALACION DE SUCCION

    Succion

    Positiva

    Succion

    Negativa

  • El montaje de la tubulacin de succin debe obedecer las siguientes

    consideraciones:

    La tubulacin de succin, tanto cuando sea posible, debe ser corta y

    recta, evitando prdidas de cargas, e impidiendo la entrada de ar;

    Para que quede libre de bolsas de ar, el trecho horizontal de la

    tubulacin de succin, cuando es negativa, debe ser instalado con una

    ligera inclinacin en el sentido bomba-tanque de succin. Cuando es

    positiva, el trecho horizontal da tubulacin debe ser instalado con un

    ligero declive en el sentido bomba-tanque de succin.

    INSTALACION DE SUCCION

  • El montaje de la tubulacin de succin debe obedecer las seguientes

    consideraciones:

    El diametro nominal del empalme de succin de la bomba no determina el

    diametro nominal de la tubulacin de succion. Para fines de clculo del diametro

    ideal, como referencia, la velocidad del flujo puede ser establecida entre 1,0 y 2,0

    m/s;

    Cuando hay necesidad de uso de reduccin, esta deber ser excentrica, montada

    con el cono para abajo, de tal manera que la generatriz superior de la reduccin

    quede en posicin horizontal y coincidente con el de la bomba, esto es para

    impedir la formacin de bolsas de ar;

    Curvas y accesorios, cuando sean necesarios, debern ser proyectadas e

    instaladas de modo a propiciar menores prdidas de cargas. Por ejemplo, de

    preferencia las curvas de radio largo o medio.

    INSTALACION DE SUCCION

  • El montaje de la tubulacin de succin debe obedecer las siguientes consideraciones:

    El empalme de la tubulacin debe ajustarse por la succin de la bomba, totalmente

    libre de tensiones, sin transmitir qualquier esfuerzos a la carcaza. La bomba nunca

    debe ser ponto de apoyo para la tubulacin. Si esto no fuera observado podr

    ocurrir desaconexin y sus consecuencias: raspaduras y roturas de piezas y otras

    graves averias;

    En instalaciones donde se utiliza vlvula de pie, observar que la rea de pasaje

    sea 1,5 veces mayor que la rea de tubulacin. Normalmente acoplada a la

    vlvula de pie, deber existir un filtro, cuyo pasaje libre sea de 3 a 4 veces mayor

    que el rea de tubulacin;

    Cuando el lquido bombeado estubiere sujeto a altas variaciones de temperatura,

    se debe preveer juntas de expansin de material adecuado, para evitar esfuerzos

    tubulares, debido a la dilatacin y contraccin, recaen sobre la bomba.

    INSTALACION DE SUCCION

  • El montaje de tubulacin de succin debe obedecer las siguientes consideraciones:

    En succin positiva es recomendable la instalacin de un registro para que el

    lquido que llega a la bomba pueda ser cerrado cuando sea necesario. Durante el

    funcionamento de la bomba el mismo deber permanecer totalmente abierto;

    En el caso de succin positiva, las tubulaciones en el tanque de succin deben ser

    sometidos a un criterioso lavado antes do start up. Por ello algunas impurezas,

    solamente despus de algun tiempo de operacin, principalmente cuando el

    bombeamiento de lquidos calientes, pueden desprenderse a seguir para la bomba.

    Para protegerla , se debe preveer la instalacin de un filtro. Este filtro deve ser

    montado de tal manera a facilitar la retirada para la limpieza. Despes de algunas

    semanas de funcionamiento y no habiendo mas impurezas, el filtro podr ser

    removido.

    INSTALACION DE SUCCION

  • Tubulacin de

    Descarga

  • El montaje de tubulacin de descarga debe obedecer las siguientes

    consideraciones:

    Deber poseer dispositivos para el control del golpe de ariete, siempre

    que los valores de las sobrepresiones, provenientes del retorno del

    lquido en tubulaciones largas, sobrepasan los limites recomendados

    para la tubulacin en la bomba.

    La conexin de tubulacin de descarga al empalme de la bomba deber

    ser ejecutada con una reduccin concntrica, cuando sus diametros

    fuesen diferentes.

    En los puntos donde hay necesidad de purgar el ar devern ser

    previstas vlvulas ventosas.

    INSTALACION DE DESCARGA

  • El montaje de tubulacin de descarga debe obedecer las siguientes

    consideraciones:

    Preveer registro, instalado preferencialmente luego despues de la

    boca de la bomba, de modo a posibilitar la regulacin del caudal y

    presin del bombeamiento, o prevenir sobrecarga del accionador.

    La vlvula de retencin, cuando instalada, deber estar entre la

    bomba y el registro, prevaleciendo este posicionamiento en relacin

    al item anterior.

    Se debe preveer juntas de montaje tirantadas, para absorver los

    esfuerzos de reaccin del sistema, proveniente de las cargas

    aplicadas.

    INSTALACION DE DESCARGA

  • CONTROL DEL CAUDAL MNIMO

  • Operacin

  • SUPERVISION DURANTE LA OPERACION

    Para mantener los equipamientos con mayor disponibilidad para operacion,

    recomendamos las siguientes supervisiones:

    SEMANAL MENSUAL TRIMESTRAL SEMESTRAL ANUAL

    IMPORTANTE

    En caso de qualquier anormalidad presentada por el

    equipamiento, debe ser, imediatamente, avisado para el

    mantenimiento.

  • Punto de operacin (presin y caudal);

    Corriente consumida por el motor y la tensin de la red;

    Vibraciones y ruidos anormales;

    Nvel de aceite;

    Presin de succin;

    Presin del sistema de compensacin de empuje axial;

    Presin del sistema de lubrificacin forzada;

    SUPERVISION SEMANAL

  • SUPERVISION MENSUAL

    Intervalo de lubrificacin de los rulemanes;

    Temperatura de los rulemanes;

  • SUPERVISION SEMESTRAL

    Tornillo de fijacin de la bomba, del accionador y de la base;

    alineamiento del conjunto bomba-acionador;

    lubrificacin del acoplamiento y el estado del elemento elstico;

    substituir la prensa estopa, si es necesario;

    tubulaciones y conexiones auxiliares, visores y registros cuando se tiene inscrustraciones externas;

    Estimar los instrumentos de mediciones y proteccin.

  • Desmontar la bomba para verificacin del estado interno de la misma. Despues de la limpieza, inspecionar todas las piezas;

    Si la bomba fue desmontada, substituir el leo lubrificante de los rulemanes.

    SUPERVISION ANUAL

  • En la parada de la bomba deben ser observadas las

    siguientes providencias, en secuencia:

    cerrar la vlvula registro de descarga, excepto bombas com rotores axiales;

    desconectar la mquina accionadora y observar la parada gradual y suave del conjunto;

    cerrar la vlvula de succin (si hubiere);

    cerrar las tubulaciones y conexiones auxiliares desde que no exista contra-indicacin.

    PROVIDENCIAS PARA PARADA

  • Cavitacin

  • La bomba centrfuga requiere en su entrada (succin) una presin suficiente para

    garantizar el buen funcionamento. En el caso que esa presin sea demasiado bajo,

    llegando a la presin de vapor, habr formacin de vapor.

    Los presiones de vapor son conducidas por el flujo hasta

    alcanzar presiones mas elevadas en el interior de la bomba

    donde ocurre la implosin de las mismas con la condensacin

    del vapor y retorno al estado lquido.

    Este fenmeno causa la retirada de material de la superfcie del

    rotor y de la carcaza, siendo acompaado de vibraciones y rudo

    caracterstico al de un misturador de concreto.

    La cavitacin puede ocurrir en mayor o menor intensidad.

    Cuando ocurre en pequea intensidad sus efectos son casi

    imperceptibles. Ya en grandes intensidades, ocurren vibraciones

    que comprometen la vida de los componentes mecnicos.

    Cavitacin

  • EFECTOS DE CAVITACION

    ZONA DE BAJA PRESION

    Formacion de bolas de vapor

    ZONA DE ALTA PRESION

    Presion sobre las bolas e implosion de la misma

    onda de choque retira material del rotor/carcaza/etc.

    Tubulacion

    Ciclos pueden llegar a 25.000/s y presiones localizadas en las partes metlicas del orden de 1.000 atm (ou 1.000 bar o 10.000 mca).

  • EFECTOS DE CAVITACION

  • EFECTOS DE CAVITACION

  • EFECTOS DE CAVITACION

  • NPSH

    NPSH - Net Positive Suction Head

    Es uno de los mas polmicos terminos asociados a bombas, por ello su comprensin es esencial

    para el buen funcionamiento. Asi debemos entender los conceptos de NPSH disponble y

    requerido.

    NPSH disponible

    Es una caracterstica de la instalacin en que la bomba opera, esto es, presin

    disponibilizada por la instalacin para un determinado fluido.

    NPSH requerido

    Representa la presin encima de la presin de vapor requerida por la bomba para que no

    ocurra la cavitacin.

    Los fabricantes presentan el NPSH requerido por la bomba atravs de curvas levantadas

    en banco de prueba.

  • NPSH REQUERIDO

    Es obtenido mediante testeos por los fabricantes

    Condicin para NO cavitar:

    NPSHdisp HPSHreq

  • Prs = presin en los empalmes de la succin.

    Patm = presin atmosfrica.

    Pv = presin de vapor del lquido a temperatura de bombeamiento

    = peso especfico.

    Vs = Velocidad de flujo en los empalmes de succin.

    g = aceleracin de gravedad.

    Zs= Distancia entre las lineas del centro de bomba y del manmetro colocado en la

    succin.

    NPSH DISPONIBLE

    En Operacin

    ssatmrs

    disp Zg

    VpvPPNPSH

    2

    2

  • En Proyecto

    Prs = presin en el reservorio de succin

    Patm = presin atmosfrica.

    Pv = presin de vapor del lquido a la temperatura de bombeamiento.

    Hgeos = altura geomtrica de succin (negativa o positiva)

    Hp = sumatoria de las prdidas de carga en la succin.

    geopatmrs

    disp HHpvPP

    NPSH

    NPSH DISPONIBLE

  • Variacin de la presin de vapor Hv

    con la temperatura

    20 40 60 80 10

    0

    0 t C

    Hv

    10 m

    7,5 m

    5 m

    2,5 m

    0,23 0,75

    2

    4,8

    10,2

  • RECIRCULACION HIDRULICA

    Como el propio nombre indica, la recirculacin se caracteriza por una

    parcela de fludo que despues pasa por el empalme de succin permanece

    circulando en el interior de la bomba, como muestra la figura abajo.

  • SINTOMAS DE CAVITACION

    Ruido Caracterstico: La cavitacin produce un rudo semejante a granos de arena

    Vibracin Caracterstica: El colapso produce excitaciones denominadas aleatorias,

    que se caracterizan por excitar a frecuencias naturales (resonancias).

    Alteraciones en el performance: Dependiendo de la intensidad se puede observar

    variaciones en la presin de descarga, visto esto por la oscilacin de Manmetro.

    Perdiendo hasta el mismo caudal.

    Oscilaciones en las indicaciones de la Corriente: Es una consecuencia directa de las

    alteraciones en el performance, teniendo en vista que la potencia consumida es funcin

    de la presin (AMT) y del caudal, que varian en una condicin de cavitacin.

  • Lubricacin

  • INTERVALO DE LUBRICACION

    Las propiedades de los lubrificantes se deterioran por el envejecimiento y por el trabajo mecnico, adems de eso, todos los lubrificantes son

    contaminados en servicio, razn por el cual deben ser cambiados

    regularmente:

    Observacin:

    VERIFICAR SIEMPRE EL MANUAL DE INSTRUCIONES

    DE LA BOMBA

    PRIMER CAMBIO

    SEGUNDO CAMBIO

    DEMAS CAMBIOS

    200 o 300 horas.

    1.500 o 2.000 horas.

    8.500 horas o 1 vez por ao.

  • MANTENIMIENTO DE RULEMANES CON

    GRASA

    Las bombas salen del fabricante con una carga de grasa. Cuando alcance el intervalo de lubricacin, los rulemanes deben ser lubricados para que sea

    evitado el contacto metlico entre la pista y las esferas, bien como para

    proteger contra la corrosin y el desgaste.

  • Mantenimiento

  • MANTENIMIENTO

    MANTENIMIENTO es el conocimiento tcnico y prctico aplicado metdicamente, que pretende mantener y prolongar la vida de los

    equipamientos, con el objetivo de minimizar los costos y mejorar

    continuamente los procesos.

    El mantemiento est dividida en tres tipos:

    PREDICTIVA

    PREVENTIVA

    CORRECTIVA

    cada una tiene su valor y depende de parmetros

    especficos.

  • Objetivos:

    determinar, cuando fuera necesario, un servicio de mantenimiento en algn

    componente especfico de la mquina;

    realizar inspecciones internas, eliminando desmontaje imnecesarias;

    aumentar el tiempo disponible de equipamentos;

    minimizar los servicios de emergencia o no planeados;

    impedir la extensin de los perjuicios;

    aumentar la confiabilidad de un equipamiento o de una linea de produccin;

    determinar, con antecedencia en relacin a una parada programada, cual de los

    equipamientos requieren revisin.

    MANTENIMIENTO PREDICTIVA

    MANTENIMIENTO PREDICTIVA es aquella que controla el estado de funcionamiento de las mquinas en operacin, atravs de instrumentos de medicin,

    para preveer fallas o detectar alteraciones en las condiciones fsicas que requieran el

    mantenimiento.

  • Aspectos generales:

    El mantenimiento predictivo es hecha atravs de la medicin de la vibracin, pudiendo

    identificar defectos como:

    desbalanceamiento del rotor;

    desalineamiento del acoplamiento o rulemn;

    rodamientos daados;

    piezas frouxas;

    rodamiento entre las partes rotativas y fijas;

    fuerzas hidrulicas desequilibradas;

    resonancia.

    Su implantacin requiere de inversin con equipamientos y el estrenamiento para la

    capacitacin del personal de mantenimiento.

    A medio plazo, es posible obtener una reduccin de 2/3 del perjucio causado por la

    parada de produccin y 1/3 en los gastos de mantenimiento.

    MANTENIMIENTO PREDICTIVA

  • MANTENIMIENTO PREVENTIVO es aquella que concentra todo el esfuerzo para evitar que un equipamiento sufra una parada imprevista, que

    podria acarrear serios transtornos en la produccin.

    Objetivos:

    establecer frequencia ideal de revisin de equipamientos;

    determinar el cambio de algn componente especfico, cuando sea

    necesario;

    aumentar el tiempo de disponibilidad de equipamientos;

    minimizar los servicios de urgencia o lo no planeados;

    impedir la extensin de los perjuicios;

    aumentar la confiabilidad de un equipamiento o linea de produccin.

    MANTENIMIENTO PREVENTIVO

  • Aspectos generales:

    El mantenimiento preventivo es de vital importancia para la empresa,

    sobre todo debemos llevar en consideracin ciertos aspectos en su

    implantacin, como:

    analizar la importancia de equipamiento en la produccin,

    pues muchas veces imposibilita la parada para el mantenimiento;

    providenciar la disponibilidad de piezas sobresalientes;

    establecer un control sistemtico de mantenimiento. Esto facilita la

    ejecucin, cresce la eficiencia obteniendose datos como: costo,

    eficiencia individual, etc;

    montar un equipo especializado para el cumplimiento de esas tareas.

    MANTENIMIENTO PREVENTIVO

  • Objetivos:

    correccin de un defecto que se est presentando en el equipamiento en

    operacin;

    aumentar el tiempo disponible del equipamiento;

    minimizar los servicios de emergencia;

    impedir la extensin de los perjuicios;

    aumentar la confiabilidad del equipamiento y de la linea de produccin;

    correccin del defecto que llevo al equipamiento al colapso.

    MANTENIMIENTO CORRECTIVO es aquella que corrige los defectos y fallas ya ocurridos, procurando, siempre, evitar que los mismos se

    repitan, pudiendo ser realizada en caracter de emergencia o no.

    MANTENIMIENTO CORRECTIVO

  • Aspectos generales:

    El mantenimiento correctivo es realizada despes de definir la necesidad de revisin de

    una bomba, atravs de critrios de inspeccin que justifique una parada, siempre que

    hubiere:

    alteraciones de las caractersticas hidrulicas (bajo rendimiento), perjudicando el

    sistema de bombeamiento;

    altas temperaturas en los rulemanes;

    ruidos excesivos;

    corriente del motor elevada;

    vibraciones excesivas;

    necesidad de mantenimiento preventivo.

    Sugerimos que los equipamientos posean registro individual, donde sern anotados

    todos los datos y ocurrencias en los mismos, y mantenidos en archivos.

    MANTENIMIENTO CORRECTIVO

  • Primeras preguntas:

  • BGA-RB

    CAUDAL es volumen / tiempo,

    por ejemplo:

    1.000 litros/hora 1 m3/h

    ALTURA es presin,

    por ejemplo:

    10 m.c.a.(metros columna de agua) = 1 Kg/cm2

  • Qu informacin debemos recabar del cliente-usuario a fin de poder seleccionar una electrobomba sumergible para agua limpia?.

    1 Qu caudal se desea? Q = ? m3/h ( 1 m3 = 1.000 lts.)

    2 - A ese caudal, qu presin debe producir en su boca de descarga? Altura Manomtrica Total : HMT ( recordar que 1 Kg/cm

    2 = 10 metros columna de agua [m.c.a.] )

    3 - Cul es la alimentacin elctrica disponible o deseada?

    4 - Cuntos metros de cable empalmado se desea (o no)?

    5 - Qu sistema de arranque y proteccin se desea?

    Si va en un pozo siempre se da como dato til la profundidad del pozo, pero esta informacin

    es insuficiente. El gelogo y/o perforista recomendarn el mximo caudal a extraerle y deben

    indicar a dnde est el agua y cul es el especfico del pozo (a dnde baja el nivel).

  • Cules datos del Pozo son tiles?

    1 Qu dimetro mximo de bomba permite (p.ej.: para 4, 6, etc.)?

    2 - Cul es mximo caudal que puede dar?

    3 - A dnde est el agua (Nivel Esttico)?

    4 - Cul es el Especfico del Pozo Qe[m3/h.m], es decir cuantos m3/h d

    por metro que desciende el nivel del agua? O bien a dnde quedar el Nivel Dinmico cuando la bomba entregue el caudal deseado?

    5 - Cul es la mxima profundiad que se puede instalar la bomba?

    6 - Cmo es la calidad del agua (temperatura, salinidad, etc.)?

  • Altura Manomtrica Total HMT

    (= Presin Total en su boca de descarga)

    SUPERFICIE O NIVEL 0

    Profundidadd

    el pozo

    Nivel esttico

    Profundidad

    de instalacin

    de la bomba

    Altura

    Geomtrica

    HG Nivel dinmico

    Presin de salida Ho, P.ej.= 1 Kg/cm2 10 m

    Prdidas por

    friccin

    en las caeras

    Hf

    HMT = HG + Hf + Ho

    SP

  • Cmo calculamos la presin Hf, que se pierde en la caera por donde se transporta el agua?

    1 Debemos recurrir a la Tabla de Prdida de Carga correspondiente a la caera que utilizaremos (hierro o plstica).

    2 Entramos por la lnea de caudal y leemos la prdida porcentual

    3 Luego si tenemos codos, vlvulas, etc., le sumamos estos datos que se indican en la tabla a la longitud de la caera, para obtener la longitud total aparente.

    4 Multiplicamos la prdida porcentual por esta longitud aparente y obtenemos el equivalente en metros (Hf) que debe vencer la bomba para transportar agua por esta caera. Ver Tabla Ejemplo.

  • TABLA EJEMPLO DE PRDIDAS DE CARGA Caeras normales de hierro galvanizado

    Las cifras superiores indican la velocidad del agua en m/seg.

    Las cifras inferiores indican la prdida de carga en metros por 100 m de tubera recta horizontal. Codos y vlvulas agregan metros horizontales.

    m3/h 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2

    2,1

    2,4

    1,8

    Codos

    2,56

    69,34

    1,40

    16,50

    0,87

    5,27

    0,49

    1,37

    0,37

    0,70

    0,23

    0,22

    2,99

    91,54

    1,64

    21,75

    1,02 m/s

    6,94 %

    0,58

    1,81

    0,43

    0,91

    0,26

    0,29

    1,87

    27,66

    1,16

    8,82

    0,66

    2,29

    0,49

    1,16

    0,30

    0,36

    1,0 1,0 1,1 m 1,2 1,3 1,4

    Vlvulas de

    retencin 4,0 4,0 4,0 m 5,0 5,0 5,0

    m

  • Tabla de seleccin de cables para motores sumergibles de 4 y alimentacin monofsica 1x220 V- 50Hz con cada de voltaje del 4%

    KW / HP In (A) 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2

    0,37 / 0,5 4,0 111 185 295 440 723

    0,55 / 0,75

    5,8 80 133 211 315 518

    0,75 / 1 7,5 58 96 153 229 377

    1,1 / 1,5 7,3 48 79 127 190 316

    1,5 / 2 10,2 34 57 92 137 228

    2,2 / 3 14,0 0 43 68 102 169

  • Un nuevo concepto:

    COSTO DE PROPIEDAD

    Cunto me cuesta ser propietario de algo, durante su vida til ?

    OPERACIN

    COMPRA

    MANTENIMIENTO

    ECONOMA

  • 153

    Costo de Energa

    Costo de Mantenimiento

    Costo Inicial

    Composicin del Costo de un sistema de bombeo (Sumergibles)

    85 %

    10 %

    5 % Anlisis y compra

    Service

    Operacin

  • 154

    Costo de Energa

    Costo de Mantenimiento

    Costo Inicial

    Composicin del costo de un sistema de bombeo (No-Sumergibles)

    85 %

    8 % Anlisis y compra

    Service

    Operacin

    8 %

    7 %

  • Anlisis del Consumo Especfico Kwh/m3 Modelo Grundfos SP60-11 (30 HP) vs NN

    Requerimientos de una Industria Alimenticia: Cinco electrobombas sumergibles de 55 m3/h @ 90 m.c.a., que trabajarn unas 10 horas diarias para obtener un volumen anual = 1.000.000 m3.

    CARACTERISTICAS GRUNDFOS SP NN

    Caudal (m3/h) 57,7 55

    Rendimiento de la bomba 76,6% 65%

    Rendimiento del motor 85% 85%

    Potencia absorbida de la red 25,53 Kw 28,71 Kw

    Consumo especfico 0,442 Kwh/m3 0,522 Kwh/m3

    Gasto anual (1.000.000 m3) 442.000 Kwh 522.000 Kwh

    Diferencia = 80.000 Kwh x 0,10 $/Kwh = $ 8.000,- por ao

  • Consumo Especfico (Ce)

    SP 60-7

    Q=60 m3/h

    H=53,5 mca

    P1=14,2 KW

    NN XX-X

    Q=60 m3/h

    H=53,5 mca

    P1=16,5 KW

    H H

    Ce = P1 / Q = Energa consumida / Volumen bombeado [ KWh / m3 ]

    Ce = 14,2 / 60 =

    0,236 KWh/m3

    Ce = 16,5 / 60 =

    0,275 KWh/m3

    Si se bombean 10 horas diarias durante 20

    das al mes y los 10 meses del ao, cul es

    la diferencia de consumo anual en KWh?

    hG = 61,5 % hG = 53,0 %

  • Consumo Especfico (Ce)

    SP 60-7

    Q=60 m3/h

    H=53,5 mca

    P1=14,2 KW

    NN XX-X

    Q=60 m3/h

    H=53,5 mca

    P1=16,5 KW

    H H

    Ce = P1 / Q = Energa consumida / Volumen bombeado [ KWh / m3 ]

    Ce = 14,2 / 60 =

    0,236 KWh/m3

    Ce = 16,5 / 60 =

    0,275 KWh/m3

    Otro mtodo para comparar dos bombas: COO [$]

    = 3 x Precio Neto [$] + 20.000 horas x P1 x $/KWh

    Precio = $ 10.000 Precio = $ 8.500

    0,10$/KWh

    15%

  • Consumo Especfico (Ce)

    SP 60-7

    Q=60 m3/h

    H=53,5 mca

    P1=14,2 KW

    NN XX-X

    Q=60 m3/h

    H=53,5 mca

    P1=16,5 KW

    H H

    Ce = P1 / Q = Energa consumida / Volumen bombeado [ KWh / m3 ]

    Ce = 14,2 / 60 =

    0,236 KWh/m3

    Ce = 16,5 / 60 =

    0,275 KWh/m3

    COO [SP60-7] = $ 30.000 + $ 28.400 = $ 58.400

    COO [NNxx-x] = $ 25.500 + $ 33.000 = $ 58.500

    Precio = $ 10.000 Precio = $ 8.500

    0,10$/KW

    h

    15%

  • Consumo Especfico (Ce)

    Cul es la diferencia de los consumos especficos ?

    SP 215-8

    Q=200 m3/h

    H=214 mca

    P1=166 KW

    SPG 270-6A

    Q=189 m3/h

    H=214 mca

    P1=193 KW

    H H

    Ce = ? Ce = ?

  • EJEMPLOS DE SELECCION DE UNA BOMBA

    DATOS:

    Lquido: Agua limpia

    Temperatura: ambiente

    Caudal - Q = 100 m3/h

    Altura manomtrica - H = 50 m

    Prdida de carga en la succin - Hp = 1,5 m

    Presin de vapor - Pv = 0,0322932 Kgf/cm2

    Peso especfico - = 0,9971 Kgf/dm3

    Presin atmosfrica - Patm = 1 Kgf/cm2

  • EJERCCIOS DE SELECCIN Y

    APLICACIN DE BOMBAS

    CENTRFUGAS

  • EJERCCIO 01 SELECCIN DE LA TUBERA IDEAL

    01-A) Calcular el dimetro de la tubera para un caudal de agua (Q) de 300 m3/h:

    Q = Caudal (m3/s)

    A = rea de la tubera (m2)

    V = Velocidad de la agua en la tubera (m/s)

    CONSIDERACIONES

    Para lquidos leves, aceites leves y agua, el rango de velocidad (V) hay que ser de 1,0 hasta 2,0 m/s

    Generalmente seleccionamos el dimetro de succin con un tamao mayor que el recalque, por ejemplo: Recalque: 4 ; Succin: 5 El dimetro de la succin y recalque de la bomba no determina el dimetro de la tubera de la instalacin.

    AVQ . 24

    V

    QD

    2128,1

    V

    QD

    2

    5,1

    3000188,0 D )(266,0 mD (SI)

    Tubera de 10 en el recalque

    2 3600128,1V

    Q

    D

    20188,0V

    QD

  • EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA IMBIL, METALURGICA Y SELLADO

    02-A) Bomba para bombeo de agua limpia sin slidos

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    INI; ITAP; BEW; BEK; BEL; BP; INK

    Hierro fundido

    Estopa

    02-B) Bomba para bombeo de agua caliente (110C) para caldera (presiones elevadas)

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    02-C) Bomba para aguas servidas con slidos hasta 2 pulgadas.

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    BEW; BEK; BEL con cmara de enfriamiento

    Acero (WCB) o Acero inoxidable (AISI 316/CF8M)

    Sello mecnico o estopa. Si hubiera sello, no necesita de cmara

    Grandes ITAPs; Re-autocebante E; INI-K/O

    Necesitamos conoces el Ph del fluido

    Estopa

  • EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA Y METALURGIA

    02-D) Bomba para bombeo de cido (Ph

  • 02-G) Bomba para bombeo de pulpa de minera

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    02-H) Bombas aptas a operar en sistemas de incendio (NFPA20)

    Bomba IMBIL =

    02-I) Bombas para grandes alturas de succin (generalmente utilizadas para reemplazar las sumergidas)

    Bomba IMBIL =

    EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA Y METALURGIA

    02-J) Bomba para riego por inundacin (grandes caudales)

    Bomba IMBIL =

    IS Imbil Slurry - Operacin ahogada

    Ni-Hard (granulometria elevada) o Goma (granulometria reducida)

    Estopa con sellado con agua limpia (inyeccin externa)

    INI; ITAP; BEW; BP

    Re-autocebantes E y EP

    Las ITAPs

  • 02-L) Bomba para bombeo alcohol/vino

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    02-M) Bomba para manejar lodo

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    02-N) Bomba para aceite trmico 350C

    Bomba IMBIL =

    Metalurgia =

    Sellado =

    EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA Y METALURGIA

    Las mismas para agua

    Sello mecnico (adoptar motor antiexplosivo)

    IS Imbil Slurry; INI-O Operacin ahogada

    Estopa con sellado con agua limpia (inyeccin externa)

    ITAP-OT y INI-OT Con cmara de resfriamiento

    Hierro fundido (GGG-40)

    Estopa especial

    Acero inoxidable (AISI 304/CF8 o AISI 316/CF8M)

    Acero inoxidable (AISI 316/CF8M) o N-Hard

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    DATOS:

    Liquido: agua limpia

    Temperatura: ambiente

    Caudal - Q = 100 m3/h

    Altura manomtrica - H = 50 m

    Pierda de presin em la succin - Hp = 1,5 m

    Presin de vapor - Pv = 0,0322932 Kgf/cm2

    Gravedad especfica - = 0,9971 Kgf/dm3

    Presin atmosfrica - Patm = 1 Kgf/cm2

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    El NPSH disponible puede calcularse mediante la expresion:

    NPSHd= Pab Tv Ha - Pca

    NPSHd= 10,33 0,322 1,5 1,5

    NPSHd= 7,01 m.

    NPSHd=

    NPSHd=

    NPSHd=

    Pab= Presin absoluta en la superficie del liquido, en mca

    Tv= Tensin de vaspor del lquido a la temperatura de bombeo, en mca

    Ha= Distancia Vertical entre la superficie del lquido y el plano de referencia, en mca

    Pca= Prdida de carga en tubera de aspiracin, mca

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    Rend = ___ %

    Dim. = ____mm

    Rend = ___ %

    Dim. = ____mm

    68

    390

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO

    DE BOMBAS

    v

    Rend = ___ %

    Dim. = ____mm

    Rend = ___ %

    Dim. = ____mm

    78

    200

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    BOMBA INI 80-400 1450 RPM NPSHr = _______ 1,2 m

  • ESPECIFICACIN Y DIMENSIONAMIENTO

    DE BOMBAS

    BOMBA INI 65-200 2900 RPM NPSHr = _______ 2,5 m

  • Comparacin de los NPSH

    BOMBA INI 80-400 1450 RPM NPSHr = 1,2 mca

    NPSH disponible > NPSH requerido + aproximadamente 0,5 mca

    7,01 mca > 1,2 mca + 0,5 mca

    7,01 mca > 1,7 mca

    BOMBA INI 65-200 2900 RPM NPSHr = 2,5 mca

    NPSH disponible > NPSH requerido + aproximadamente 0,5 mca

    7,01 mca > 2,5 mca + 0,5 mca

    7,01 mca > 3 mca

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    BOMBA INI 80-400 1450 RPM h = _____%

    P = X Q X H

    270 X h

    P = ( ) => P = _______CV

    MOTOR WEG = _____CV ____POLOS ____Hz

    + 10% DE RESERVA => P = _______CV

    0,9971x 100 x 50

    270 x 0,68 27,15

    29,86

    30 4 50

    68

    ( )

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    BOMBA INI 65-200 2900 RPM NPSHr = _______ 2,5 m

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    BOMBA INI 65-200 2900 RPM h = ____%

    P =

    MOTOR WEG = _____CV ____POLOS ___Hz

    X Q X H

    270 X h

    P = ( )

    ( ) => P = _______CV

    + 10% DE RESERVA => P = _______CV

    0,9971x 100 x 50 23,67

    26,04

    30 2 50

    78

    270 x 0,78

  • ESPECIFICACIN Y

    DIMENSIONAMIENTO DE BOMBAS

    Costo aquisicin

    Costo operacin

    Costo mantenimient

    o

    Peso Fundacin

    INI 80-400

    (1450RPM)

    INI 65-200

    (2900RPM)

    Anlisis preliminar de la aplicacin

    MAYOR MAYOR MAYOR

    MAYOR MENOR MENOR

    MENOR

    MENOR

  • MUCHAS GRACIAS...