curso básico de bombas

7/22/2019 Curso Bsico de Bombas

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Curso Bsico

de bombas


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TEMARIOTEMARIO

Tipos de bombasTipos de bombas

Tipos de bombas CentrTipos de bombas Centrfugasfugas Bases de diseBases de diseo hidro hidrulicoulico

CaudalCaudal Peso especPeso especficofico PresiPresinn AlturaAltura Potencia al frenoPotencia al freno EficienciaEficiencia

ViscosidadViscosidad NPSHNPSH Velocidad especVelocidad especficafica Velocidad especVelocidad especfica defica de

succisuccinn

Balanceo de empuje radial yBalanceo de empuje radial yaxialaxial

Curvas de desempeCurvas de desempeoo OperaciOperacin de la bomban de la bomba

Leyes de afinidadLeyes de afinidad ConstrucciConstruccin bn bsica de bombasica de bomba

Tipos de bombas APITipos de bombas API Diferencias entre bombas APIDiferencias entre bombas API

y ANSIy ANSI

Donde usar bombas ANSIDonde usar bombas ANSI AuxiliaresAuxiliares

Preguntas y respuestasPreguntas y respuestas Sellos mecSellos mecnicosnicos Bombas ANSIBombas ANSI

HandsHands onon ModelModel

Causas de falla en bombasCausas de falla en bombas PpiosPpios. b. bsicos de Vibracisicos de Vibracinn Mejoras y ReMejoras y Re--RatesRates Preguntas y respuestasPreguntas y respuestas


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BombasBombas

CinCinticasticas

Desplazamiento positivoDesplazamiento positivo

AlternativasAlternativas

BLOW CASEBLOW CASE

RotativasRotativas

CENTRIFUGASCENTRIFUGAS

RegenerativasRegenerativas

Efectos especialesEfectos especiales

((PitotPitot ,, etcetc))



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DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO

POSITIVOPOSITIVO

ALTERNATIVASALTERNATIVAS

BLOW CASEBLOW CASE

ROTATIVASROTATIVAS

PistPistnn

Embolo BuzoEmbolo Buzo

DiafragmaDiafragma

EngranajesEngranajes

LLbulosbulos

TornilloTornillo

VanosVanos

Cavidades progresivasCavidades progresivas



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CINETICASCINETICAS

IMPULSOR EN VOLADIZOIMPULSOR EN VOLADIZO

IMPULSOR ENTRE COJINETESIMPULSOR ENTRE COJINETES

TIPO TURBINATIPO TURBINA

CENTRIFUGACENTRIFUGA REVERSIBLEREVERSIBLE

CARCASA ROTATIVACARCASA ROTATIVA

IMPULSOR EN VOLADIZOIMPULSOR EN VOLADIZO

IMPULSOR ENTRE COJINETESIMPULSOR ENTRE COJINETES

CENTRIFUGASCENTRIFUGAS

ESPECIALESESPECIALES

TURBINASTURBINAS

REGENERATIVASREGENERATIVAS



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DiseDiseo Hidro Hidrulico Bulico Bsicosico


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Caudal: es el rango de flujo con el cual se mueve el lquido por la

bomba a un punto deseado del sistema. Comnmente es medido en

galones por minuto (gpm) o metros cbicos por hora (m3/hr).

El caudal depende de distintos factores como:

Caractersticas del lquido, como Peso Especfico, Viscosidad, etc.

Tamao de bomba y de sus secciones de succin y descarga

Tamao del impulsor Velocidad de rotacin del impulsor (rpm)

Tamao y forma de cavidades entre alabes

Condiciones de presin y temperatura de succin y descarga

GPM =500 x P.E.

Lb/Hr

Nota: (500 = 60 min / hr x 8.33 lb/gal)


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Peso Especfico: Peso por unidad de volumen de un lquido, medido

en libras por pie cbico o gramos por centmetro cbico.

El Peso Especfico se expresa sin unidades, ya que es relativo al agua,

de Peso Especfico 1,0

GasolinaGasolina

P.EP.E. 0,70. 0,70AguaAgua

P.EP.E. 1,0. 1,0


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Presin atmosfrica : 14.7 psi a nivel del mar

Peso de columna de aire sobre el manmetro.

Presin manomtrica (psig) : Es la presin del sistema menos la

presin atmosfrica0

20

40

60

80

100

0 psig

= 14.7

psia

0

20

4060

80

100

0 psig

= 40 psi manomtricos

+ 14.7 atmosfricos54.7 psia

Presin absoluta (psia) : Es la suma de la presin atmosfrica y la

presin manomtrica en el sistema de bombeo.


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Altura (Cabeza)Altura (Cabeza) Es la medida de la columna lquida que la bomba

puede crear por la energa cintica impartida al lquido.

AlturaAltura(Cabeza)(Cabeza)


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Por que se usa la altura y no la presin para evaluar el comportamiento

de una bomba?

Abajo hay tres sistemas idnticos con diferentes lquidos (diferentespesos especficos). Cul de los sistemas produce la mayor altura?

GasolinaGasolina

P.EP.E. .70. .70

AguaAgua

P.EP.E.. 1.01.0

SoluciSolucinn

dede cidocido

sulfsulfricorico

P.EP.E.. 1.471.47


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AguaAgua

P.EP.E.. 1.01.0

GasolinaGasolina

P.EP.E. .70. .70150 Ft

150 Ft

150 Ft

SoluciSolucinn

dede cidocido

sulfsulfricorico

P.EP.E.. 1.471.47

Los tres fluidos alcanzan la misma altura. Hay ms energa (HP)

requerida para impulsar el lquido de mayor peso especfico que al ms

liviano.

Este incremento de energa aparece en el manmetro de descarga.


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AguaAgua

P.EP.E.. 1.01.0150 Ft

150 Ft

SoluciSolucinndede cidocido

sulfsulfricorico

P.EP.E.. 1.471.47

95.45 psig

GasolinaGasolina

P.EP.E. .70. .70150 Ft

45.45 psig

64.9 psig

Puede observarse la diferencia de energa de presin en los

manmetros. An cuando los fluidos son impulsados a igual velocidad,

las lecturas manomtricas difieren. Por este motivo se usa la altura enlugar de la presin para hacer mediciones en descarga de bomba.


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Altura de

succin esttica

Altura de succin (hs): Existe altura de succin positiva cuando el

lquido fluye desde una fuente elevada a la succin de la bomba por

gravedad. Esta condicin tambin se denomina " succin inundada yes recomendada para las bombas centrfugas.


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Altura de succin (hs):es igual a la altura esttica del lquido sobre

el ojo del primer impulsor, menos todas las prdidas en lnea de

succin, ms la presin actuante en la superficie libre del lquido.

z = 10.0 ft

h = z - f + psig

z = 10.0 ft

f = 2.92 ft

P = 0 psig (0 psig = 14.696 psia)

h = 10.0 2.92 + 0 = 7.08ft

14.696 psia

Agua a 68 F

s s s

s

s

s

gs

f = 2.92 fts


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Altura esttica

de

elevacin

Altura esttica de elevacin: es la altura a la que un lquido debe

elevarse para alcanzar el ojo del impulsor . Esta aplicacin requiere

una bomba de diseo autocebante.


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En este ejemplo, la altura esttica es la diferencia entre la altura

esttica de descarga y la altura esttica de succin. La razn de esto es

que el lquido buscar su propio nivel. Como se trata de un sistemaabierto (Presin atmosfrica actuante tanto en succin como en

descarga), el lquido llenar la bomba y caera de descarga hasta la

altura esttica de succin simplemente abriendo una vlvula

Altura esttica

De descarga

Altura esttica

Altura esttica

de succin


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Altura estAltura esttica de elevacitica de elevacin & Altura estn & Altura esttica totaltica total

Altura esttica

de elevacin

Altura esttica

total

Altura esttica de

descarga

Altura esttica total es la

suma de la Altura esttica de

elevacin y la altura esttica dedescarga

C d l d l i


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Curva de altura del sistemaCurva de altura del sistema

Friccin pura

Friccin

Curva de altura del

sistemaAltura

Caudal


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Prdida de

carga

Altura de friccin (hf): Es la altura requerida para superar la

resistencia al flujo en tuberas y accesorios. Depende del dimetro,

condicin y tipo de la tubera, cantidad y tipo de accesorios, caudal y

naturaleza del lquido


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Curva de altura del sistemaCurva de altura del sistema

Esttica + Friccin

Friccin

Curva de altura

del sistemaAltu

ra

Caudal

Esttica

Hs


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Altura de Tensin de Vapor (hvp): La tensin de vapor es la presin a

la cual el lquido y sus vapores coexisten en equilibrio a determinadatemperatura.

La tensin de vapor de lquidos puros pueden obtenerse de tablas.

Cuando la tensin de vapor es convertida en altura, se denomina altura

de tensin de vapor, hvp.El valor de hvp de un lquido se incrementa cuando se eleva la

temperatura, y se opone a la presin en la superficie del lquido.

Se reduce por lo tanto la altura de presin de succin

AGUA

1.692 PSIA 14.696 PSIA 89.66 PSIA

120 F 212 F 320 F00 00


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Altura de presin (hp): La altura de presin debe ser considerada

siempre que el sistema de bombeo empiece o termine en un tanque

cuya presin no sea la atmosfrica. La presin en dicho tanque debe

ser convertida a altura de lquido. Se debe trabajar con la presinabsoluta en la superficie del lquido, y si se trata de un sistema abierto

a la atmsfera, hp es la presin atmosfrica del lugar.

Altura de velocidad (hv): Se refiere a la energa del lquido como

resultado de su movimiento a una velocidad v. Es la altura

equivalente desde donde debera caer el lquido para alcanzar v, o

la altura necesaria para acelerar el lquido. Su valor es usualmente

insignificante en la mayora de los sistemas de bombeo. Sin

embargo, puede ser un factor importante en sistemas de baja altura.


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Altura total de succin (HS): Es la altura de presin del tanque de

succin (hpS) ms la altura esttica de succin (hS) ms la altura de

velocidad en brida de succin (hVS) menos la altura de friccin en

lnea de succin (hfS).

HS = hpS + hS + hvS hfS

La altura total de succin es la presin leda en brida de succin

convertida en altura de lquido.

Altura total de descarga (Hd): Es la altura de presin en tanque dedescarga (hpd) ms la altura esttica de descarga (hd) ms la altura

de velocidad en brida de descarga (hvd) ms la altura de friccin total

en lnea de descarga (hfd).

Hd = hpd + hd + hvd + hfd

La altura total de descarga es la lectura de presin en brida de

descarga convertida en altura de lquido.


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Altura diferencial total (HT): Es la altura total de descargamenos la altura total de succin:

HT = Hd + HS (con altura esttica de elevacin)

HT = Hd - HS (con altura esttica de succin)


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H = 35 ftd

H = 2 fts

10 ft

105 ft

AGUA

S.G. 1.0

Solucin:

105 ft

- 10 ft

95 ft altura esttica+ 2 ft

+ 35 ft

132 ft HT

HT = Hd - HS (con altura esttica de succin)


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HT = Hd + HS (con altura esttica de elevacin)

92 ft

11 ft

H = 3 fts

H = 28 ftd

Solution

92 ft+ 11 ft

103 ft cabeza esttica

+ 3 ft

+ 28 ft

134 ft HT

AGUA

1.0 S.G.


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Potencia al freno: Es el monto de potencia que ingresa a la bomba

por su eje, no el consumido por el accionamiento.

BHP =3960 x Eficiencia de bomba (%)

Caudal (gpm) x Altura (ft) x Peso Especfico

BkW =367 x Eficiencia de bomba (%)

Caudal (m3/h) x Altura (m) x Peso Especfico

En sistema mtrico:


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Eficiencia es la relacin de potencia de salida con la potencia

de entrada

Cabeza x Capacidad x S.G.

Eficiencia = 3960 x HP


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Viscosidad: La friccin interna o resistencia al movimiento relativo

del lquido entre sus partculas se llama viscosidad. Esto puede ser

mejor interpretado en trminos de habilidad de un liquido a fluir. Ams viscosidad, resulta flujo ms lento debido a la friccin interna.

Se mide normalmente en Centipoise o SSU.

Rango de corte

Viscosidad

Rango de corte

Viscosidad

Rango de corte

Viscos

idad

NEWTONIANO

La viscosidad es

constante con el

rango de corte.

TIXOTROPICO

La viscosidad

disminuye con el rango

de corte

( pinturas, melasas,almidn, brea)

DILATANTE

Barros minerales Son

difciles de bombear

porque la viscosidad

aumenta con el rangode corte

Tipos de fluidos, segn su variacin de viscosidad


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36/123

Referencias:0 cSt

150 cSt

332 cSt

410 cSt

Referencias:0 cSt

150 cSt

332 cSt

410 cSt

Si la viscosidad aumenta:

Se incrementa la potencia

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Power(kW)

POWER


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NPSH: La altura total de succin en pies de lquido (absoluta, referida

al ojo del impulsor) menos la tensin de vapor (en pies) del lquidobombeado.

Para succin inundada: NPSH = Ha Hvpa + Hst Hfs

Ha = Presin absoluta (en pies) en la superficie delrecipiente de succin.

Hvpa = Presin de vapor del lquido a temperatura de

bombeo (en pies)

Hst = Altura esttica (en pies) del lquido respecto al ojodel impulsor

Hfs = Prdidas de friccin totales (en pies) incluyendo lasde entrada, en la caera, vlvulas, accesorios, filtros,


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NPSH = Presin en el fludo menos la presin de vapor, multiplicado

por 2,31, dividido por Peso Especfico, ms o menos la altura de

succin, menos las prdidas de carga.

P

P

+ Z

- Z

L = Prdidas de carga

P.E.

P.E.

VP = Presin de vapor del fluido

(P - VP) 2.31

P.E.NPSHA = + Z - L

P = Presin en superficie del lquido

P.E. = Peso Especfico


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NPSHA : Ejemplo de NPSH DISPONIBLE

H = 3 fts

Presin de vapor del agua a 120 F = 1.692 PSIA

Peso Especfico del agua a 120 F = 0.99

0

0

9 ft

Agua120 F0

NPSHA =(14.7 - 1.692) 2.31

.99

+ 9 - 3

NPSHA = 30.4 + 6 = 36.4 ft


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NPSHA : Ejemplo de NPSH DISPONIBLE

H = 2 fts

Presin de vapor del agua a 80 F = 0.5069 PSIA

Peso Especfico del agua a 80 F = 0.998

0

r

Agua a 80 F0

8 ftNPSHA =

(14.7 - .5069) 2.31

.998- ( 8 + 2 )

NPSHA = 32.85 - 10 = 22.85 ft

0


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Valores de velocidades especValores de velocidades especficas (Simple Succificas (Simple Succin)n)

500

1000

2000

3000

15

000

6000

10

000

Vano radial Francis Flujo mixto Flujo axial

donde:Q = Caudal @ BEP in gpm

H = Altura por etapa, en ft., basada en max.

dimetro de impulsorN =s

Q x RPM

H3/4

Velocidad Especfica (Ns) Es un ndice que clasifica el diseo

hidrulico de un impulsor. Describe la forma de un impulsor


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DiseDiseos de impulsoros de impulsorFlujo radial: Bombas con este tipo de impulsor tienen baja velocidad

especfica (hasta aprox. 1150). El lquido entra al ojo del impulsor y

sale por accin de los labes en direccin perpendicular al eje de

bomba.

Flujo radial modif icado: Este tipo de bombas usualmente tiene

velocidades especficas en el rango 1150 a 4650. Los impulsores son

normalmente de simple succin. El lquido que entra por el ojo del

impulsor sale y sale casi radialmente, a un ngulo entre 60 y 70

respecto al eje.

Flujo mixto: Este tipo de bomba tiene simple succin con ingreso en

direccin axial y descarga a aprox. 45 respecto al eje. Bombas de

este tipo tienen una velocidad especfica desde 4650 a 10,000.

Flujo axial: Son tambin llamadas bombas propulsoras, tienen simple

succin con flujo en direccin axial en la entrada y casi axial en

descarga. La velocidad de succin normalmente supera 10000. Los

propulsores de flujo axial no tienen cubo.


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Velocidad Especfica de Succin (Nss) Es un parmetro

o ndice descriptivo del diseo hidrulico de la capacidad desuccin y caractersticas dadas de un impulsor de primera

etapa.

Nota: La sustitucin de NPSHA por NPSHR puede ayudar a seleccionar

un impulsor y las rpm adecuadas sin exceder los lmites de Nss.

N =ss

Q x RPM

NPSHR3/4

RPM =ssN x NPSH

Q

3/4

(Nota)


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Velocidad Especfica de Succin

Si aumenta la velocidad

especfica de succin,

se reduce la capacidad

de operar a la izquierdadel BEP


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Balanceo radial: Las fuerzas actuantes entre caja e

impulsor enfrentadas a 180 grados son iguales.


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Ejemplo de bomba

balanceado radialmente

(Doble voluta)

Ejemplo de bomba no

balanceado radialmente

(Simple voluta)


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Fuerzas porpresin de

succin

Fuerzas por

presin de

descarga

Fuerzas por

presin de

descarga

Fuerzas porpresin de

succin

Balanceo axial : Las fuerzas actuantes en impulsor son

iguales en cada lado de la lnea de centro del impulsor.


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Fuerzas por

presin de

descarga

Fuerzas por

presin de

descarga

Fuerzas por

presin de

succin

Axialment

ebalancead

o


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51/123

BALANCEO AXIAL


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DiseDiseo hidro hidrulico bulico bsicosico(Curva de(Curva de PerformancePerformance))

C r e No

Proposed Performance

ExamplePump Division


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Curve No.:

Flow (m3/h) Head (m) Efficiency BkW % of BEP Head Rise to S.O. NPSHR

2015 Condition: 860 110 84.0% 258 100.0% 9.0% 8.1

2005 Condition: 560 123 76.5% 206 65.1% 9.0% 5.8

Example

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency

292.1 mm - Trim Diameter

HEAD

EFFICIENCY

0

50

100

150

200

250

300

Power(k

W)

0

5

10

15

20

25

30

NPSHR(m)

POWER Curve

NPSHR

Pump Division

Curva Caudal - Altura

Curve No :

Proposed Performance

ExamplePump Division


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Curve No.:


2015 Condition: 860 110 84.0% 258 100.0% 9.0% 8.1

2005 Condition: 560 123 76.5% 206 65.1% 9.0% 5.8

Example

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency


HEAD

EFFICIENCY

0

50

100

150

200

250

300

Power(kW)

0

5

10

15

20

25

30

NPSHR

(m)

POWER Curve

NPSHR

Pump Division

Curva de eficiencia

Curve No :

Proposed PerformanceExamplePump Division


55/123

Curve No.:


2015 Condition: 860 110 84.0% 258 100.0% 9.0% 8.1

2005 Condition: 560 123 76.5% 206 65.1% 9.0% 5.8

Example

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency


HEAD

EFFICIENCY

0

50

100

150

200

250

300

Power(kW)

0

5

10

15

20

25

30

NPSHR

(m)

POWER Curve

NPSHR

Pump Division

Curva de Potencia

Curve No :

Proposed PerformancExamplePump Division


56/123

Curve No.:


2015 Condition: 860 110 84.0% 258 100.0% 9.0% 8.1

2005 Condition: 560 123 76.5% 206 65.1% 9.0% 5.8

Example

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency


HEAD

EFFICIENCY

0

50

100

150

200

250

300

Power(kW)

0

5

10

15

20

25

30

NPSHR

(m)

POWER Curve

NPSHR

Pump Division

Curva de NPSH

Curve No :

Proposed PerformancExamplePump Division


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Curve No.:


2015 Condition: 860 110 84.0% 258 100.0% 9.0% 8.1

2005 Condition: 560 123 76.5% 206 65.1% 9.0% 5.8

Example

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency


HEAD

EFFICIENCY

0

50

100

150

200

250

300

Power(kW)

0

5

10

15

20

25

30

NPSHR

(m)POWER Curve

NPSHR

Pump Division

Puntos relevados


58/123


59/123

Rango de operacin preferido por API

Definido entre 70-120 % del BEP para el impulsor de diseo.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency


HEAD

EFFICIENCY

Preferred Operating Range


60/123

Mnimo Caudal ContinuoEs el mnimo caudal al cual la bomba puede operar sin exceder los

lmites de vibracin impuestos por API. Es definido por el fabricante.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency292.1 mm - Trim Diameter

HEAD

EFFICIENCY

Preferred Operating Range

MCSF = 300 m3/hr

Rango de operacin permitido


61/123

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Capacity (m3/hr)

Head(m)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency


HEAD

EFFICIENCY

Allowable Operating Range

MCSF End of Curve

g p pEs la regin en la cual el vendedor aprueba la operacin de la bomba. Est

limitado por el Mnimo Caudal Continuo y normalmente por el ltimo punto

de la curva de performance. En esta zona no se esperan problemas devibracin.


62/123

DiseDiseo hidro hidrulico bulico bsicosico(Operaci(Operacin de la bomba)n de la bomba)

OperaciOperacin en paralelon en paralelo


63/123

OperaciOperacin en paralelon en paralelo

Bomba 1 Bomba 2 Bomba 3(Stand by)

Para sistemas con altura esttica importante (ej. bombeo sobre montaas). Bombas 1 y 2 operan con igual altura aportando c/u la mitad del caudal total. Generalmente se usan bombas multietapas para bombeo en paralelo. Incrementos de altura del 10% o mayores requieren adecuado control del flujopara que se comparta la carga equilibradamente. Estrangulamientos en descarga se necesitan a menudo para lograr ms alturaa flujos menores. Estrangulamiento = Potencia desperdiciada.

Las bombas deben operar a velocidades cercanas para equilibrar flujos.

Las bombas deben tener curvas de forma similar para para equilibrar flujos.

Station:

Proposed Performance Curve3 stg PerformancePump Division


64/123

Customer Sinopec No. of Units in Op. 3 Product Pumped Diesel Oil FPD Proposal No. 2139-30001

Project Southwest China Pipeline Pump 1 Size 8x15 DMX Specific Gravity 0.8421 Sales Engineer Steven Li

Location China Pump 2 Size 8x15 DMX Viscosity (cst) 6.08 Date 26, Feb, 2003

Operation: Series API Code BB3 Temperature 38 Drawn By M. Smith

Rev. A

Curves are approximate. Pump is guaranteed for one set of conditions. Capacity, head, and efficiency guarantees are based on shop test and when handling clear, cold, fresh water at

a temperature of not over 85 degrees.

g

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000

Capacity

Head

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency

1 PumpCondition

2 Pump

Condition

Typical Parallel Pump Operation - 3 Pumps

3 Pump

Condition

H/Q

SYSTEM

CURVE

High Static Head /

Low Friction

3 PumpEfficiency

2 PumpEfficiency

1 PumpEfficiency

O iOperaci in en serie


65/123

Bomba 1 Bomba 3(Stand by)

Bomba 1

La descarga de bomba 1 alimenta directamente la succin de bomba 2. Bombas 1 y 2 operan al mismo caudal, entregando juntas el doble de altura . La disposicin en serie es comunmente usada en oleoductos, donde el sistemaest conformado bsicamente por prdidas de carga, y baja altura esttica.

La curva de bombeo combinada se obtiene sumando verticalmente las alturas aigual flujo.

Son deseables curvas de altura planas. Las bombas en serie pueden operarse a diferentes velocidades. Las bombas pueden ser distintas (en cuanto al tipo, perfil de curva, nmero deetapas, etc)

OperaciOperacin en serien en serie

Station:

Proposed Performance Curve3 stg PerformancePump Division


66/123

Customer Sinopec No. of Units in Op. 2 Product Pumped Diesel Oil FPD Proposal No. 2139-30001

Project Southwest China Pipeline Pump 1 Size 8x15 DMX Specific Gravity 0.8421 Sales Engineer Steven Li

Location China Pump 2 Size 8x15 DMX Viscosity (cst) 6.08 Date 26, Feb, 2003

Operation: Series API Code BB3 Temperature 38 Drawn By M. Smith

Rev. A

Curves are approximate. Pump is guaranteed for one set of conditions. Capacity, head, and efficiency guarantees are based on shop test and when handling clear, cold, fresh water at


0

150

300

450

600

750

900

1050

1200

1350

1500

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

Capacity

Head

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efficiency

HEAD

EFFICIENCY

SYSTEM

CURVE

1 Pump

Condition

2 Pump

Condition

Typical Series Pump Operation - 2 Pumps


67/123

DiseDiseo hidro hidrulico bulico bsicosico(Leyes de afinidad)(Leyes de afinidad)


68/123

Leyes de afinidadLeyes de afinidad

Cambios de velocidad:Cambios de velocidad:

RPM GPM Altura BHP

RPM GPM Altura BHP= = =

3

2

1111

222

]RPMRPM

=1

2

BHPBHP

1

2[3

RPM

RPM =1

2

HEAD

HEAD1

2[

2

]



69/123


Cambios de diCambios de dimetro de impulsor:metro de impulsor:

IMP GPM Altura BHP

IMP GPM Altura BHP= = =

3

2

1111

222

]IMPIMP =

1

2

BHPBHP

1

2[3

IMP

IMP =1

2

HEAD

HEAD1

2[2

]


70/123


71/123

Componentes bComponentes bsicos de bombasicos de bomba



72/123

pp

CajaCaja

CubiertaCubierta Soporte deSoporte decojinetescojinetes

CojineteCojinete

de empujede empuje

CarterCarterde aceitede aceite

EjeEje

Sello mecSello mecniconico

ImpulsorImpulsor

Anillos de desgasteAnillos de desgaste

SucciSuccinn

DescargaDescarga



73/123

Componentes bp sicos de bomba

Caja mitadCaja mitad

inferiorinferior

Caja mitadCaja mitad

superiorsuperior

Soporte deSoporte de cojicoji --

netesnetes internointerno

CojineteCojinete

de empujede empuje

Eje del rotorEje del rotor

Sello mecSello mecniconicoImpulsorImpulsor

AnillosAnillos dede

desgastedesgaste

SUCCIONSUCCION

DESCARGADESCARGA

Soporte deSoporte de

cojinetescojinetesexternoexterno

DiseDiseo hidro hidrulico bulico bsicosico


74/123

(Terminolog(Terminologa)a)

PlatoPlato

AlabeAlabe

CuboCubo

IMPULSORIMPULSOR



75/123

Componentes bComponentes bsicos de bombasicos de bombaSleeveSleeve // BallBall BearingBearingArrangementArrangement (BB(BB TypeType PumpsPumps))

Cojinete radialCojinete radial

hidrodinhidrodinmicomico

CojineteCojinete

De empujeDe empuje

EjeEje

Sellos de soportesSellos de soportes

de cojinetesde cojinetes

Soporte de cojinetes internoSoporte de cojinetes internoSoporte de cojinetes externoSoporte de cojinetes externo





76/123

Componentes bp sicos de bombaSleeveSleeve // BallBall BearingBearingArrangementArrangement (BB(BB TypeType PumpsPumps))



AcoplamientoAcoplamiento

de bombade bomba

auxiliarauxiliar

EjeEje

Sellos de soportesSellos de soportesde cojinetesde cojinetes

Soporte de cojinetes internoSoporte de cojinetes internoSoporte de cojinetes externoSoporte de cojinetes externo



Cojinete de zapatasCojinete de zapatas

pivotantespivotantes


77/123

Bombas APIBombas API


78/123

Bombas APIBombas API(Tipo OH2)(Tipo OH2)


79/123

BombasBombasAPIAPI

((TipoTipo OH2)OH2)

Horizontal,Horizontal,

En voladizoEn voladizoSimple etapaSimple etapa

SucciSuccin frontaln frontal

Descarga superiorDescarga superior

ModeloModelo FlowserveFlowserve :: HPXHPX


80/123

BombasBombasAPIAPI((TiposTipos OH3, OH4 & OH5)OH3, OH4 & OH5)



81/123


(Tipos OH3, OH4 & OH5)(Tipos OH3, OH4 & OH5)

(OH3) Vertical In(OH3) Vertical In--LineLine,,

Soporte deSoporte de cojietescojietes

separadoseparado

ModeloModelo FlowserveFlowserve :: HWXHWX


Acople rAcople rgidogidoModeloModelo FlowserveFlowserve :: WMWM


Acople cerradoAcople cerradoModeloModelo FlowserveFlowserve :: WW


82/123

BombasBombasAPIAPI((TipoTipo BB1)BB1)

BombasBombas APIAPI


83/123

BombasBombasAPIAPI

((TipoTipo

BB1)BB1)

Axialmente partidaAxialmente partida

HorizontalHorizontal

Entre cojinetesEntre cojinetes

Simple etapaSimple etapaSucciSuccin lateraln lateral

Descarga lateralDescarga lateral

ModeloModelo FlowserveFlowserve:: DVSH & LPNDVSH & LPN


84/123




85/123

Simple etapaSimple etapa

RadialmenteRadialmente partidapartida


Entre cojinetesEntre cojinetesModeloModelo FlowserveFlowserve:: HDXHDX

Bombas APIBombas API(Tipo BB2)(Tipo BB2)

2 Etapas2 Etapas



Entre cojinetesEntre cojinetesModeloModelo FlowserveFlowserve :: HEDHED


86/123


B b APIB b API


87/123


(BB3(BB3 TypeType))

Horizontal,Horizontal,Entre cojinetesEntre coj inetes

MultiMulti --EtapasEtapas

SucciSuccin lateraln lateral

Descarga lateralDescarga lateral

ModeloModelo FlowserveFlowserve:: DMXDMX


88/123

BombasBombasAPIAPI((TiposTipos BB4 & BB5)BB4 & BB5)



89/123

Bombas APIBombas API(Tipos BB4 & BB5)(Tipos BB4 & BB5)


Entre cojinetesEntre cojinetesMultiMulti--EtapasEtapas


Tipo difusorTipo difusor

ModeloModelo FlowserveFlowserve :: WCCWCC


Entre cojinetesEntre cojinetes

MultiMulti--EtapasEtapas


Tipo difusorTipo difusor

ModeloModelo FlowserveFlowserve :: HSOHSO


90/123

BombasBombasAPIAPI((TipoTipo VS7)VS7)

B b APIBombas API


91/123


(Tipo VS7)(Tipo VS7)

Suspendida verticalmenteSuspendida verticalmenteDe barrilDe barril

Modelo deModelo de FlowserveFlowserve:: VTPVTP


92/123

BombasBombasAPIAPI(Other Types)(Other Types)



93/123


(Otros Tipos)(Otros Tipos)

TwinTwin ScrewScrew RotaryRotary PumpPumpEntre coj inetesEntre cojinetes


ConstrucciConstruccinn MultifMultifsicasica

TwinTwin ScrewScrew RotaryRotary PumpPumpEntre cojinetesEntre cojinetes


ConstrucciConstruccinn MultifMultifsicasica



94/123


(Otros Tipos)(Otros Tipos)

Bomba y motorBomba y motor

SubmergibleSubmergible

Bomba alternativaBomba alternativa


95/123

Bombas ANSIBombas ANSI



96/123


HorizontalHorizontalEn voladizoEn voladizo


ModeloModelo FlowserveFlowserve :: MarkMark IIIIII

VerticalVertical InlineInline


ModeloModelo FlowserveFlowserve:: MarkMark IIIIIIInlineInline


97/123

Diferencias notables entreDiferencias notables entre

bombas API y ANSIbombas API y ANSI

Diferencias notables entre bombas API y ANSIDiferencias notables entre bombas API y ANSI


98/123


ANSIANSI

11 Montadas de pieMontadas de pie22 Caja de sello estCaja de sello estndar.ndar.

33 Dimensiones homologadas porDimensiones homologadas por

ANSI estANSI estndarndar

44 DiseDiseo de servicio liviano y medioo de servicio liviano y medio

APIAPI

11 Montadas en lMontadas en lnea de centronea de centro

22 Caja de sello API 682Caja de sello API 682

33 Sin limitaciones dimensionalesSin limitaciones dimensionalesAPIAPI

estestndar.ndar.

44 DiseDiseo de Servicio pesadoo de Servicio pesado

2

1

3

1

2

3



99/123

yy

GeneralGeneral IndustryIndustry PumpsPumps

11 Montadas de pieMontadas de pie22 Soportes de cojinetes de servicioSoportes de cojinetes de servicio

livianoliviano

33 Bridas de servicio de carga livianoBridas de servicio de carga liviano

44 DiseDiseo de servicio liviano y medioo de servicio liviano y medio

APIAPI

PumpsPumps

1.1. Montadas en lMontadas en lnea de centro (onea de centro (o

cerca)cerca)

2.2. Soportes de cojinetes de servicioSoportes de cojinetes de servicio

pesadopesado

3.3. Bridas de servicio de carga pesadoBridas de servicio de carga pesado4.4. DiseDiseo de Servicio pesadoo de Servicio pesado

1 1

2

33

Donde usar bombas ANSI paraDonde usar bombas ANSI para


100/123

Donde usar bombas ANSI paraDonde usar bombas ANSI para

servicio de gas y petrservicio de gas y petrleoleo Servicios no inflamables, no riesgosos, que noexcedan los lmites abajo indicados.

(API 610 pargrafo 1.1.4, 8th)

Mxima Presin de descarga 275 psig

Mxima Presin de Succin 75 psig Mxima Temp. de bombeo 300 F Mxima Velocidad de rotacin 3600 rpm

Mxima Altura Total 400 ft Mximo Dimetro de impulsor 13 inch(Bombas en voladizo)


101/123

AuxiliaresAuxiliares(Tipos de accionamientos)(Tipos de accionamientos)

Bombas accionadas con motor elBombas accionadas con motor elctricoctrico


102/123

Bombas accionadas con motor elBombas accionadas con motor elctricoctrico

Es el tipo de accionamiento comnmente usado.

Bombas accionadas con motor a explosiBombas accionadas con motor a explosinn


103/123

Tpicamente usado enlugares remotos sin energa

elctrica.

Utilizados como repuestosen caso de corte de

suministro elctrico.

Bombas accionadas con turbinaBombas accionadas con turbina


104/123


105/123

AuxiliaresAuxiliares(Opciones de Velocidad Variable)(Opciones de Velocidad Variable)


106/123

Opciones para variar la velocidadOpciones para variar la velocidad

Caja de engranajesCaja de engranajes

Acoplamiento hidrAcoplamiento hidrulicoulico VariadorVariadorde frecuenciade frecuencia

Caja de engranajesCaja de engranajes


107/123

Aplicaciones comunes : Con motor a explosin Con turbina Ajuste de de velocidad

Hay aplicaciones que requieren

velocidades distintas a las deaccionamientos estandar. En tales

casos, se puede instalar una caja de

engranajes incrementadora o reductora

entre el accionamiento (motor elctrico,motor a explosin o turbina) a la

mquina accionada (bomba).

Desventajas:

Agrega costos al proyecto Incrementa el ruido Requiere ms espacio

Requiere mayor capacidad en sistema de

lubricacin

Agrega tems que requieren antenimiento

AcoplamientoAcoplamiento flufludodo
http://../msmith/My%20Documents/Animations/svtl.exe


108/123

Los acoplamientos fludos conectan elaccionamiento primario (normalmente un

motor elctrico) con la mquina accionada

(bomba). El acoplamiento transmite la

potencia a la bomba por medio de laenerga cintica del lquido. El nivel de

fludo puede ser variado permitiendo

controlar la velocidad.

Aplicaciones comunes:

Con motor a explosin Con turbina

Ajuste de velocidad

Desventajas: Alto costo Incrementa el ruido Requiere ms espacio

Requiere mayor capacidad en

sistema de lubricacin

Agrega tems que requieren antenimiento

VariadoresVariadores de frecuencia (VFD)de frecuencia (VFD)
http://../msmith/My%20Documents/Animations/svtl.exe


109/123

Los variadores de frecuencia son usadospara controlar la frecuencia de alimentacinde motores elctricos.

La variacin de frecuencia resulta en una

variacin de velocidad del motor.

Permite un amplio rango de control develocidades. Permite ms flexibilidad para

alcanzar distintas condiciones de servicio.

Reduce las prdidas de eficiencia y la potenciadesperdiciada,resultando en ahorros operativos del usuario

Normalmente el lmite de velocidad mnima est fijado por la bombams que por el sistema de accionamiento.

Permite ser controlado desde locaciones satlites.

VariadoresVariadores de frecuenciade frecuencia


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Un tpico alcance deprovisin incluye:

Transformador

Sistema Variador develocidad (VFD)

Motor elctrico

Sala de control

(Ambiente controlado)

VFD

TransformadorBombaMotor

Station:

Customer Sinopec Liquid Diesel Oil Viscosity (Cp) 6.08 FPD Prop. No. 2139-30001

Project Southwest China Pipeline Specific Gravity 0.8421 Operation Series Date 25, February, 2003

Service Product Pipeline Temperature (C) 38 Drawn By M Smith

Proposed Performance CurveMaomingPump Division


111/123

Service Product Pipeline Temperature ( C) 38 Drawn By M. Smith

Rev. ACurves are approximate. Pump is guaranteed for one set of conditions. Capacity, head, and efficiency guarantees are based on shop test and when handling clear, cold, fresh water at


Pump Size: 8x15 DMXA Impeller Full Diameter: 387.4 Suction Specific Spee 9560 Pros Curve Ref: 60

No. Stages 3 Impeller Trim Diamete 379.4 Head Rise to Shut Off: 17.60% File Name: M Variable - 3 stg

Variable Speed - 3 Stage - Pump 1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

Capacity (m3/hr)

Head(m)

3200 RPM

HEAD

3000 RPM

2800 RPM

2400 RPM

2600 RPM

2200 RPM

2000 RPM

0

400

800

1200

1600

2000

Power(kW)

0

10

20

30

40

50

NPSHR(m)

POWER - basis .8421 Specific Gravity

NPSHR

85.5% - BEP

85%

85%84%

84%

82%

82%80%

MCSF


112/123

AuxiliaresAuxiliares(Instrumentaci(Instrumentacin y control)n y control)

Instrumentos sensores de vibraciInstrumentos sensores de vibracinn

OverviewSensores de proximidad


113/123

Transductores de Aceleracin y Velocidad

A diferencia de los sensores de proximidad que observan el eje en forma

directa, los transductores de velocidad de vibracin miden la vibracin de

la superficie donde son montados, usualmente de soportes de cojinetes.

Estos dispositivos incluyen tanto transductores de aceleracin y y develocidad.

Los transductores son instalados

en o sobre mquinas para tomar

adecuadas medidas de vibracin,Posicin, velocidad, presin, po-

tencia, etc. Se ofrece un amplio

Rango de instrumentacin disea-

da para soportar el rigor de ambien-

tes industriales y algunos aptos

para reas peligrosas.

Keyphasor Transductor

Un transductor que produce un pulso de tensin por cada rotacin del eje, llamado seal delKeyphasor. Esta seal sirve para medir la velocidad de rotacin y como referencia para medir

el ngulo de retardo de fase de la vibracin. El Keyphasor es el sensor de proximidad

adecuado para instalaciones fijas donde se monitorea el evento de variacin de un espacio

fsico.

Sensores de proximidad

Dispositivo de no-contacto que mide el

desplazamiento y posicin de unasuperficie con relacin a la superficie

de montaje del dispositivo.

Normalmente son usados en mquinas

rotativas para sensar desplazamiento del eje respecto a

cojinetes o sus soportes).

Probes X & Y

Miden el movimiento

radial del eje


114/123

Non DriveNon Drive EndEnd

RTD

Mide temperatura de cojinete

radial del eje

Probe Z

Mide el movimiento

axial del eje


115/123

Proximity ProbesProximity Probes

DriveDriveEndEnd

Key PhasorMide la velocidad

de rotacin

Probes X & YMeasures Radial

Movement of

Shaft

RTDMide temperatura

de cojinete


116/123

Instrumentos sensores de temperaturaInstrumentos sensores de temperatura

RTDs & Thermowells

Dispositivos usados para monitorear temperatura.Normalmente instalados en soportes de cojinetes de

bomba y motor. Otras

Aplicaciones incluyen caja de bomba o bridas de

succin y descarga monitoreando temperaturas de

operacin.

MonitoreoMonitoreo


117/123

3500 Series

Condicin de monitoreoLos sistemas de proteccin de mquinas estn

diseados para recibir seales de transductores,

monitorearlas y mostrarlas en pantalla en formacontinua . Se programan niveles de alarma

cuando las condiciones operativas exceden a las

establecidas por el usuario. Estas alarmas

producen detenciones de la mquina cuando elparmetro controlado alcanza valores que pueden

perjudicar al personal, la operacin o el

equipamiento.

DetecciDeteccin de pn de prdida de sellosrdida de sellos
http://www.bently.com/prod/products/machineryprot3500.htmhttp://www.bently.com/prod/products/machineryprot3500.htm


118/123

DetecciDeteccin de pn de prdida de sellosrdida de sellosLa eventual prdida de sello mecnico se acumula

en un reservorio donde un detector de nivel alerta

al usuario de problemas en en sello.

Tipo Switch :Nivel

Presin


119/123


120/123

AuxiliaresAuxiliares(Sistemas de lubricaci(Sistemas de lubricacin)n)

AuxiliaresAuxiliares(Sistemas de lubricaci(Sistemas de lubricacin)n)


121/123

(Sistemas de lubricaci(Sistemas de lubricacin)n)

Propsito: Suministrar aceitefilt rado y refrigerado a los cojinetes

hidrodinmicos del motor y bomba.

Diseado conforme aespecificaciones del usuario Total cumplimiento con API 610

o API 614 cuando se requiere

Refrigeracin por aire para

instalaciones remotas. Usados en bombas de altaenerga segn requiere el usuario o

criterio de lmite de densidad de

energa API 610 (HP x rpm > 5,4 x

10*6). Normalmente usado sobre

4000 HP.

Tambin usado con cajas deengranajes o acoples hidrulicos.

AuxiliariesAuxiliaries

(Lube Oil Systems)(Lube Oil Systems)


122/123


123/123

Preguntas y RespuestasPreguntas y Respuestas