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Escuela de Ingeniera de Recursos Naturales
y del Medio Ambiente
EQUIPOS DE BOMBEOS PARA EXTRACION DE AGUAS SUBTERRANEAS.
CALCULO SELECCIN BOMBA TURBINA
Asignatura:
Aguas Subterrneas
Prof. Ing. Arbey Arias Rojas
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DEFINICION DE BOMBA
Una bomba es un dispositivo capaz de
adicionarle energa a una sustancia
fluida para producir su desplazamiento
de una posicin a otra incluyendo
cambios de elevacin.
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Equipos de Bombeo montados en chasis con remolque
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Equipos de Bombeo montados en chasis
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*P1
P2
V2
z1
z2
V1
Diferencia de energa
de velocidad [m]
Prdidas en tuberas
y accesorios [m]
HSIS = (z2 z1) + + + H f
P2 P1 V22 - V12 j * g 2g
Diferencias de
presiones [m]
Altura esttica [m]
ESQUEMA DE UN SISTEMA DE BOMBEO
CALCULO CABEZA DINAMICA TOTAL
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Es la cantidad de energa que dispone el lquido sobre la presin de vapor en la brida de succin de la bomba, a la temperatura de bombeo.
Depende de las caractersticas del sistema, del caudal y de las condiciones del lquido que se bombea tales como: clase de lquido, temperatura y gravedad especfica.
En la entrada a una bomba la presin del fluido debe disminuir (succin) para poder mantener el flujo del fluido pero se debe tener cuidado de que en todo momento se
mantenga por encima de la presin de vapor del mismo. Si se permite que la presin
del lquido descienda por debajo de Psat se forman burbujas en la corriente del fluido
que posteriormente colapsan al alcanzar las zonas de mayor presin de la bomba
causando vibracin y picaduras (pitting) en el rodete o impulsor. Este es el fenmeno
de la cavitacin.
En la prctica la cavitacin se evita garantizando que el NPSHrequerido por la bomba
sea MENOR el NPSHdisponible en el sistema.
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Pat hs
Vs
P1
NPSHD = + + hs - Hfs VS
2
2g
P1 + Pat - PV
j * g
Donde: P1 = Presin de succin a la entrada de la bomba
Pat = Presin atmosfrica / Presin en el tanque de succin
PV = Presin de vapor
Vs = Velocidad del fluido en la succin
hs = Altura de succin
Hfs = Prdidas en la tubera y accesorios de succin
CALCULO NPSH DISPONIBLE
NPSHrequerido < NPSHdisponible
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Equipos de Bombeo para Algibes
Tipos de bombas Centrifuga
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Equipos de Bombeo
Tipos de bombas
Centrifuga Succin negativa
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Bombas Centrifugas instaladas en aljibes
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Bombas Sumergibles Succin positiva
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Tipos de bombas
Sumergible (succin positiva)
V
Equipos de Bombeo
Descarga
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Tipos de bombas
Bombas Sumergibles para pozos
Bombas de turbina (para pozos profundos dimetros superiores a 6)
Bombas turbina tipo lapicero (para pozos someros o aljibes)
Equipos de Bombeo
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Eq
uip
os d
e B
om
be
o bo
mba
Su
me
rg
ib
le
tip
o la
pic
ero
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Bombas tipo lapicero
Motor
Elctrico
Bomba
Rejilla
Equipos de Bombeo
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Vlvula de cheque
Proteccin nivel mximo permisible
Se
cc
i
n M
on
ta
je
B
om
ba
S
um
erg
ib
le
Vlvula de Cortina
Manmetro
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Seleccin Bomba
Sumergible
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Se requiere extraer un caudal
de 0.6 lps, con una cabeza total
de 90 m de columna de agua.
Cual debe ser la bomba de la
serie E4RT que sirve para este
caso
90 m
Curva Caracterstica
de una Bomba Sumergible
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Caracterstica de la Bomba
Sumergible Seleccionada
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Bombas turbina
Equipos de Bombeo Bombas Turbina
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Equipos de Bombeo Bombas Turbina
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Equipos de Bombeo Bomba Turbina con
Transmisin de Angulo Recto
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Sistema de Bombeo en Serie
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*
-
*Q
H
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Sistema de Bombeo en paralelo
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BOMBAS TRABAJANDO EN PARALELO
Bombas en paralelo duplican (
mltiplican) el flujo a la misma altura. Y descargan el lquido al mismo sistema
comn
Bombas paralelas reciben
el lquido del sistema
comn
-
*
-
Ca
ra
cte
ristic
as B
om
ba
s T
urb
in
a
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Tubera de
impulsin
Eje
Funda
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Tubera de impulsin
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Caseta de Bombeo para Pozos Profundos
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Elementos bsicos para la seleccin de la bomba
y obtencin de informacin necesaria
- Caudal - Nivel dinmico. - Dimetro del pozo disponible para alojar la bomba. - Tipo de lubricacin que se desea. - Tipo de impulsor ( Semi-abierto Cerrado ). - Velocidad de operacin ( R.P.M.) 1760, 2640, 3600 etc. - Altitud ( para sitios muy altos puede afectar NPSH) - Presin de operacin a la descarga de la bomba. - Elevacin topogrfica de la descarga - Interferencias entre pozos
Seleccin de Bombas
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Calculo de la Cabeza Dinmica Total (C.D.T)
CDT = Nivel dinmico + Elevacin + Perdidas totales por friccin + presin de operacin + Interferencia
Descarga libre presin de operacin es 0
Descarga con condiciones de operacin
Seleccin de Bombas
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Seleccin de Bombas Turbina
Curva Caracterstica de una Bomba Turbina
1. Decidir la marca de bomba a utilizar y obtener las curvas caractersticas de los equipos ofrecidos por el fabricante
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En la curva caracterstica de la diapositiva anterior se muestra toda la informacin que se puede obtener de ella: EFICIENCIA, POTENCIA, CAUDAL, CABEZA, MARCA Y CARATERISTICAS DE LA BOMBA).
Para este caso, en donde se requiere bombear un caudal de 30 lps, al interpolar en la curva se tiene que: (ver diapositiva siguiente)
Caudal 30 lps.
Eficiencia; 77 % aprox. Potencia: 10 Hp - 7.5 kW aprox.
Cabeza que puede vencer cada tazn: 19.2 m aprox ( si se requiere bombear a (calcular cabeza dinmica total) y dividir por lo que bombea un tazn , obtener numero de tazones aproximando al entero mayor)
Seleccin de Bombas Turbina
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Seleccin de Bombas
Cabeza =
19.2 m
aprox.
eficienci
a = 77%
aprox.
Potencia = 10
HP, 7.5 W
aprox.
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Calculo del No. de tazones o impulsores
2. Con las curvas caractersticas de las bombas y el caudal obtener la cabeza dinmica que puede vencer la bomba (un tazn)
3. Con la cabeza que puede vencer un tazn y la cabeza dinmica total calcular el numero de tazones requeridos (redondear al entero mayor), la eficiencia de operacin de la bomba y la potencia requerida por tazn.
4. Calcular la potencia total requerida por la bomba
Seleccin de Bombas Turbina
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POTENCIA DE LAS BOMBAS. EN CABALLOS
H.P = W * Q * C.D.T./ ( 76 * N )
DONDE:
W = Peso especifico del FLUIDO
Q = Caudal en m3/seg.
C.D.T.= Carga dinmica total en mts.
76 = Constante para convertir Kg-m/seg. En H.P.
N = Eficiencia de la bomba (DEL 50 AL 70%)
CON LA DENSIDAD Y LA VISCOSIDAD PUEDES OBTENER
EL PESO ESPECIFICO.