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TALLER DE CLASE 5

Alumno

Bryan Wladimir Ramrez Cabrera

Tutor

PhD. Holger Benavides

Universidad Tcnica Particular de Loja

Titulacin de Ingeniera Civil

Hidrulica II

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1) Qu es un sistema de bombeo?

Es un conjunto de bombas hidrulicas cuya finalidad es elevar la presin del fluido trmico

para vencer la resistencia que opondr el circuito a su circulacin. Las presiones de trabajo

deben ser tales que se garanticen en todo momento que el fluido permanece en estado

lquido y que no existe vaporizacin.

2) Ecuaciones bsicas de las bombas.

La ecuacin bsica para el clculo de la bomba es la siguiente.

= 2 + +

Donde:

Hb: altura de carga de la bomba (m.c.a).

Q: caudal (m3/s).

A,B,C: coeficientes que pueden ser calculados tomando tres puntos de la curva del

fabricante.

Potencia.

=

Donde:

: porcentaje de eficiencia de la bomba.

: densidad del agua.

g: gravedad.

Q: caudal (m3/s).

Hb: altura piezomtrica

3) Interpretacin del concepto de velocidad especfica y clasificacin de las bombas

segn su Ns.

Se puede interpretar como la velocidad en revoluciones por minuto para la cual modelos

geomtricamente similares a prototipos de las diferentes clases de bombas operaran para

mover un caudal unitario cuando genera una altura piezomtrica unitaria.

La velocidad especfica se define en la siguiente ecuacin.

=0.5

0.75

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Donde:

N: velocidad rotacional en revoluciones por minuto (rpm).

Q: caudal en galones americanos por minuto (gpm).

H: altura piezomtrica total de la bomba en pies (ft).

Clasificacin de las bombas rotodinmicas tomando como criterio la velocidad

especifica.

Tipo de bomba Rango de Ns

Centrifuga 500 a 2000

Flujo mixto 2000 a 7000

Flujo axial 7000 a 15000

4) Concepto e interpretacin de la curva caracterstica (motriz) de una bomba.

La curva caracterstica de una bomba es la representacin grfica de la relacin entre la

altura manomtrica (cada de presin) y el caudal.

La altura manomtrica de una bomba es una magnitud que permite valorar la energa

suministrada en el fluido, es decir se trata de vencer la cada de presin del fluido para

que este circule segn las condiciones de diseo.

5) Combinacin de bombas en paralelo y en serie. Caractersticas, esquemas, etc.

Bombas en paralelo.

Suele plantearle la instalacin de varias bombas en paralelo, cuando los caudales

en una instalacin son muy variables. Como la carga a presin en la tubera

comn es una sola, cada bomba ajustar su funcionamiento a dicha carga, luego el

resultado de la operacin de bombas en paralelo ser que:

1. Se sumarn las capacidades o caudales de las distintas bombas a cargas

iguales, para as obtener el caudal total de bombeo.

2. La potencia necesaria resultante ser la suma de las potencias para las cargas

iguales correspondientes a cada caudal.

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3. La eficiencia de la combinacin se determina para cada carga, a travs de la

potencia de la combinacin como suma de las potencias individuales para

cargas iguales.

Si las bombas colocadas en paralelo sin iguales, la capacidad y la potencia

necesaria para cargas iguales se duplicarn, triplicarn, etc; segn sean dos, tres

o ms bombas iguales de la curva de la combinacin que signifique doble o triple

capacidad, segn el caso.

Como caracterstica fundamental a resaltar en un acoplamiento de bombas en

paralelo, es que el caudal total entregado por la combinacin siempre es menor que

el nmero de bombas por el caudal que suministra una sola bomba. La relacin

existente entre el caudal que suministra una bomba y el que suministra la

combinacin depender de las caractersticas de cada una de las bombas acopladas,

del conjunto en paralelo y de la curva caracterstica del sistema de tuberas.

Figura 1. Curva caractersticas de bombas en paralelo.

Fuente: Manual para diseo de una red hidrulica

Bombas en serie.

En este tipo de asociaciones, la impulsin de una se convierte en la aspiracin de

la otra. Este tipo de instalaciones no suele ser la ms comn. Son muy utilizadas

en instalaciones abiertas que bombeen fluido a distintas altura. Estas bombas

disponen de varios rodetes instalados en serie dentro de la misma carcasa, con lo

que se consiguen grandes altura.

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Figura 1. Curva caractersticas de bombas en serie.

Fuente: http://editorial.dca.ulpgc.es/servicios/2_fontaneria/25/s255.htm

6) Punto de operacin del sistema.

Es el punto de interseccin de la curva resistiva del sistema con la curva caracterstica de

la bomba.

El punto de operacin y de diseo de una bomba debe localizarse en donde la eficiencia

sea el mximo muy cercano a ste; la razn fundamental se debe a que el rendimiento y

la potencia de accionamiento son inversamente proporcionales. El punto de operacin

debe ser situado en un dimetro de impulsor comprendido entre los valores mximo y

mnimo. Se debe evitar el suministro de bombas con impulsores de dimetro mximo,

debido a que pueden variar las condiciones de operacin a travs del tiempo y en tales

circunstancias la bomba sera obsoleta.

a. Punto de operacin del sistema, con bombas en paralelo.

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b. Punto de operacin del sistema, con bombas en serie.

7) Rendimiento (eficiencia) del grupo motor bomba.

Un grupo motor-bomba consta de una bomba hidrulica y un motor. El rendimiento del

motor, que transforma energa elctrica en energa mecnica, suele estar en torno al 90-

95%. Por su parte, el rendimiento de la bomba, que transforma energa mecnica en energa

hidrulica, suele estar entre 70-80% en bombas de tamao medio y grande, y por debajo

de esos valores en bombas pequeas. Por tanto, es poco frecuente que el rendimiento de un

grupo motor-bomba supere valores de eficiencia del 65-70%. Aunque la seleccin de la

bomba se haya realizado correctamente, puede ocurrir que el rendimiento de la bomba se

desplace fuera de la zona til de funcionamiento.

Las bombas hidrulicas realmente nunca mueven la cantidad de fluidos que en teora son

capaces de bombear. La proporcin de lo que realmente bombean con respecto a su

capacidad terica se conoce matemticamente como su eficiencia volumtrica.

Como la bomba tiene rozamientos mecnicos, es evidente que el motor tendr que entregar

algo ms de potencia para suplir la que se disipa en los mismos, de modo que a la vena

lquida llegue la potencia necesaria N.

La potencia a suministrar en el eje ser entonces:

=

En la que es el rendimiento de la bomba (siempre menor que la unidad).

f

f

hDgD

Lv

DL

hDgV

2

51.2

7.3log

2210