HIDRAULICA
SELECCIÓN DE UNA BOMBA (conceptos básicos)
A los efectos de ofrecer una ayuda en la selección de una bomba, Pondremos como ejemplo las centrífugas empleadas para la movilización de agua.-
Es muy corriente escuchar que cuando se habla de determinada bomba a esta se la identifica por la potencia….
El común: “ necesitamos una bomba de un caballo (HP)…” es el mas corriente de los ejemplos donde se está cometiendo una equivocación. Un error no solo conceptual, sino también de orden práctico.
La potencia es en realidad el tercer parámetro para tener en cuenta, dado que dentro de la misma potencia nos vamos a encontrar con distintas prestaciones, por eso lo invitamos a recordar:
PARÁMETROS DE REQUERIMIENTO
CAUDAL ( Q ) = VOLUMEN POR TIEMPO
1 M3/H = 1000 lts /h = 16.6 lts/min = 0.278 lts/seg
PRESION (P) = FUERZA POR SUPERFICIE
10 m.c.a. = 1 kg/cm2 = 0981 bar (Casi 1 bar) = 1 atmósfera (at.)
Recién despues y en tercer puesto tenemos
POTENCIA (HP) = ENERGÍA POR TIEMPO
1 HP = 0.75 Kw ó 1 Kw = 1.34 HP
El cuarto parámetro sería el de la Eficiencia
EFICIENCIA (h) = RELACIÓN % ENTRE LA POTENCIA QUE ENTREGA DIVIDIDO LA QUE ABSORBE
h= 0.75 Kw x 100 / 1.07 Kw = 70%
DETERMINACIÓN DE PRESTACIONES
LAS PRESTACIONES DE CADA BOMBA SE LEEN POR MEDIO DE CURVAS DE FUNCIONAMIENTO SOBRE UN EJE DE COORDENADAS:
Eje de Q (CAUDAL) m3/h ó lts/h ó Lts/seg
Y eje de h (ALTURA MANOMETRICA TOTAL / a.m.t..) mts.-
Que es igual a: (D hg + Pc)
Donde : D hg (mts) altura a elevar ó altura geométrica
y Pc Pérdida de carga o pérdida de presión por fricción en las cañerías (se dispone de tablas para el cálculo, ver apartado)
1 – CURVA DE PRESTACIONES – PUNTO DE TRABAJO NOMINAL
PUNTO DE TRABAJO NOMINAL: Es aquel donde el nivel de eficiencia del equipo es el máximo, También existe un mínimo de caudal y un máximo de altura recomendados
2 – CURVA DE POTENCIA
Pb : Potencia requerida en el punto de trabajo
3 – CURVA DE EFICIENCIA
OTRAS CONSIDERACIONES:
Q min : Es el caudal mínimo al cual debe someterse una bomba y se lo calcula como un 10% del caudal nominal
PT ó a.m.t : Es la presión de trabajo o presión máxima de funcionamiento considerando : Presión de entrada + presión de salida + pérdida de carga.-
Los parámetros explicados anteriormente se refieren a bombas que realizan solamente la taréa de implusar el líquido, como por ejemplo las sumergibles o de pozo profundo, cuando debemos emplear un equipo de superficie (no sumergible) debemos tener en cuenta como se abastecerá del agua si desde un punto igual o superior a la ubicación de la bomba o inferior en cuyo caso se deberá considerar otro tema que es la aspiración, de modo que entonces se debe calcular el factor de ANPA o la curva NPSH.-
Recordamos : 10 m.c.a. = 1 kg/cm2 = 0981 bar (Casi 1 bar) = 1 atmósfera (at.)
Y que por especificación técnica del fabricante hay una presión de entrada máxima permitida.-
Cuando tomamos Pe (ó he) + Ps (ó hs) : Consideramos “Carga positiva”
Y cuando es : Pe – Ps Consideramos “Carga negativa o aspiración”
CURVA DE ASPIRACIÓN : ANPA = NPSH
ANPA = ALTURA NETA POSITIVA en la ASPIRACION
NPSH = NET POSITIVE SUCTION HEAD
EL NPSHr : AMPA REQUERIDO
ES UNA CARACTERÍSTICA DE CADA BOMBA DE ACUERDO A SU FABRICACIÓN.
EL NPSHd : AMPA DEL SISTEMA = ALTURA NETA POSITIVA QUE EL SISTEMA LE PUEDE ENTREGAR A LA BOMBA QUE ESTÁ CONECTADA EN ESTE..
ENTONCES:
SI NPSHr < NPSHd : LA BOMBA DARÁ LA CURVA Q x h Especificada.
PERO SI EN CAMBIO :
NPSHr > NPSHd, SE PRODUCE UN EFECTO (CAVITACIÓN), QUE HARÁ QUE EL EQUIPO NO CUMPLA CON LA CURVA Q x h
PRESIONES
ALTURA POSITIVA (h+) ALTURA NEGATIVA (h-)
PRESION ATMOSFÉRICA (hb) (aprox. 10 mts. a nivel del mar)
PRESIÓN DE VAPOR SATURADO DEL LÍQUIDO A LA TEMP. DE TRABAJO (hv)
PERDIDA DE CARGA POR FRICCION EN LA TUBERÍA DE ASPIRACIÓN (Pc)
hs : ALTURA DE SEGURIDAD PROPUESTA ENTRE 0,5m a 1 m.
CALCULO
ANPA disponible ó NPSHd = (hb + h) – (Pc+hv+hs)
TENER EN CUENTA :
hv : a 20º es de 2.5 mts // a 40º es de 5 mts.
hb: a nivel del mar es de 10 mts. a 1000 mts es de 8 mts.
CALCULO DE ASPIRACIÓN (Ha)
ha = hb – (Pc+hv+hs+ NPSHr)
* PERDIDA DE CARGA (Pc)
ES LA PÉRDIDA QUE SE PRODUCE POR LA FRICCIÓN DEL AGUA DENTRO DE LAS CAÑERÍAS Y SUS ACCESORIOS.
EXISTEN VARIAS TABLAS QUE INDICAN LOS PARAMETROS A TENER EN CUENTA Y QUE DAN UNA PERDIDA EN MTS. LINEALES CADA 100 MTS. DE CAÑERÍA.
LA FORMULA SERÍA ESTA : Pc = K. Q2 / d5
DONDE Q : CAUDAL AL CUADRADO
d : DIÁMETRO DE LA CAÑERÍA A LA QUINTA
K: factor constante para cada fluido y velocidad (*)
esta calculado, según lo que se conoce como numero de Reynold y que considera los valores de la superficie de los caños (rugosidad) la velocidad de impulsión y la viscosidad del liquido. Considerando que el flujo del agua no debe ser turbulento
Para poder determinar la perdida de carga que se produce al transportar el agua contamos con la tabla que figura en esta misma página. En su apartado correspondiente
(*)LA VELOCIDAD ES LA QUE PRODUCIRÁ QUE EL FLUJO DEL LIQUIDO SEA LAMINAR O TURBULENTO E INSIDIRÁ EN LA FRICCIÓN EN LAS PAREDES DE LAS CAÑERÍAS Y SUS ACCESORIOS.
ES DE MUCHA IMPORTANCIA, EN EL FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA Y EN LOS DIAMETROS DE LAS CAÑERÍAS A UTILIZAR. FUNDAMENTALMENTE EN LAS BOMBAS DE EXTRACCIÓN E IMPULSION DE LIQUIDOS CLOACALES DONDE NOS PERMITIMOS ACONSEJAR QUE NO DEBE APARTARSE MUCHO DE 1,5 MTS/SEG, PARA EVITAR LO ANTERIORMENTE CITADO Y NO PERMITIR LOS DISTINTAS IMPULSIONES ENTRE CUERPOS LIQUIDOS Y SOLIDOS O SEMISOLIDOS..-
