BOMBAS CENTRÍFUGAS

Objetivos

• Identificar y calcular los principales parámetros operativos de los sistemas de bombeo

• Reconocer los componentes de las bombas centrifugas.

• Entender el principio de funcionamiento de las bombas centrifugas.

• Leer e interpretar las curvas de bombas

Área de una circunferencia

Área = π x radio²

Área = π x diámetro²

4

Donde : π = 3.14

Volumen de un Cilindro

Volumen = Área x Altura

Volumen = π. r². h

CONCEPTOS GENERALES

• CAUDAL : Es la medida del volumen del flujo que pasa por un punto de medición en un tiempo dado. Se expresa lt/s o m3/h.

• Es el volumen de líquido desplazado por la bomba en una unidad de tiempo.

Q = Volumen

Tiempo

Unidades y Equivalencias

1 m³/ hr = 4.4 gl /min

1 m³/ hr = 35,3 pies³/ hr

1 m³/ hr = 0,28 lt/seg

1 lt/seg = 15.85 gl/min

Velocidad de Flujo

Q= Volumen

Tiempo

Velocidad = EspacioTiempo

Volumen= Área x Altura

Caudal = Velocidad x Área

Velocidad = Caudal

Área

CONCEPTOS GENERALES

• PRESION: Es la fuerza ejercida en una determinada área.

P = F

A

Se expresa en PSI, BAR, m de columna de agua, Pascal, mm de

Hg.

CONCEPTOS GENERALES

• Equivalencias

14,5 PSI = 1 BAR

1 BAR = 10,33 m de H20

1 Atm = 1,01325 BAR

760 mm de Hg = 1 Atm

100 kPa = 1 BAR

CONCEPTOS GENERALES

• Ejemplo:El manómetro del sistema de Bombeo indica una presión de 100 PSI. Cuál es la presión en m. de columna de H20?

CONCEPTOS GENERALES

• Solución:

14,5 psi 10,33 m H20

100 psi X

X = 100 psi x 10,33 m = 71.24 m de H2O

14,5 psi

CONCEPTOS GENERALES

• Presión Atmosférica ( Barométrica ) : Es la presión que se da en cualquier lugar de la superficie terrestre como consecuencia del peso del aire

Presión Atmosférica al Nivel del Mar

CONCEPTOS GENERALES

La presión atmosférica varía

con la altura sobre el nivel

del mar y las condiciones

climatológicas locales.

En conclusión a mayor

altura sobre el nivel del

mar la presión atmosférica

disminuye.

CONCEPTOS GENERALES

• Presión manométrica: Es la presión medida sobre la presión atmosférica. Normalmente es una presión superior a la presión atmosférica.

• Vacío : Es la presión que se encuentra por debajo del presión atmosférica. También es conocida como presión negativa relativa.

• Presión Absoluta: Es la presión que está por encima del vacío total o cero absoluto ( vacío perfecto ).

Pabs = P atm + P man

P abs = P atm - P vacío

CONCEPTOS GENERALES

Presión por encima de la atmosférica

Presión por debajo de la atmosférica

Presión Atmosférica

Presión cero absoluta

CONCEPTOS GENERALES

A

h

PA = Peso específico X Altura de columna

P= ρ x h

Ecuación de Bernoulli

Ecuación de Bernoulli

• Donde:

V = velocidad del fluido en la sección considerada. g = aceleración gravitatoria z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia. P = presión a lo largo de la línea de corriente. ρ = densidad del fluido.

Efecto Venturi

CLASIFICACION DE LAS BOMBASB

OM

BA

S

C INETIC AS

D ESPLAZAM IEN TOPO SITIVO

C ENTR IFU G AS

PERIFER ICAS

ESPEC IALES

FLUJO RADIALFLUJO M IXTO

FLUJO AXIAL

ELECTRO M AG N ETICASAR IETE H ID RAU LIC O

IN YECTO R D E ALTA PRESIO ND E C HO R RO

N O AUTO C EBAN TE

N O AUTO C EBAN TEAU TO CEBAN TE

VARIAS ETAPASU NA ETAPA

IM PULSO R ABIERTOIM PULSO R SEM IABIERTO

IM PULSO R C ERR AD O

IM PULSO R C ERR AD OIM PULSO R ABIERTO

ALTER NATIVAS

D E INYECTO R

R O TATIVAS

D E P ISTO N

D E D IAG R AG M A

D E R O TO R M U LTIPLE

D E U N SO LO RO TO R

D E D O BLE EFEC TO

D E S IM PLE EFEC TOD E D O BLE EFEC TO

D E P ISTO ND E PALETAS

D E TO RN ILLOD E M EM BR ANA ELASTIC A

D E ENG RAN AJES

C IRC U N FER EN C IALESD E P ISTO N ES

D E TO RN ILLO

U NA ETAPAVARIAS ETAPAS

ASPIR AC IO N DO BLE

ASPIR AC IO N S IM PLE

ASPIR AC IO N S IM PLE

U NA ETAPAVARIAS ETAPAS

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Bomba de eje libre

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Bomba de Turbina Vertical

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Electro bomba de Turbina Sumergible o Bomba de Pozo Profundo

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Bomba de Succión Doble o Voluta Partida

BOMBAS CENTRIFUGAS

Bomba de Proceso TípicaBomba de Proceso Típica

Descarga

Sello MecánicoSello Mecánicoo Empaquetadurao Empaquetadura

Succión

Impulsor

Eje

BOMBAS CENTRIFUGAS

Sellado (la doble protección evita la salida de aceite)

Rodaje del eje

Eje

Armazón (deposito de aceite para lubricación y enfriamiento) Sello mecánico

Impulsor de bronce o de Hierro Doble voluta

Anillo de Succión

Camisa del eje reemplazable

Contorno lizo para una buena performance en la succión

Descarga

Figura 2.3: Partes de una bomba centrifuga de doble voluta

BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS CENTRIFUGAS

Principales Componentes– Impulsor– Carcaza o Voluta– Difusor– Sellos– Rodamientos– Sistema de Accionamiento

“El impulsor y la carcaza tienen influencia en el desempeño hidráulico de las bombas: capacidad de bombeo y pérdidas internas.”

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Impulsores

Alabe Ayuda a succionar al fluido

Anillo de refuerzo

Alabes del impulsor: Obligan a salir al flujo en forma radial

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Tipos de Impulsor

IMPULSOR SEMI-ABIERTO IMPULSOR CERRADO

BOMBAS CENTRIFUGAS

Los impulsores pueden

tener dos o más alabes

pueden ser de diferentes diámetros

Diseño del ImpulsorDiseño del Impulsor

Impulsor semi abierto sin cubierta delantera

Generalmente es menos eficiente que un

impulsor cerrado a medida que la luz entre el impulsor y la carcaza

se incrementa con el desgaste.

Diseño del ImpulsorDiseño del ImpulsorUn impulsor cerrado

con anillos de desgaste frontales.A medida que la luz

de los anillos se incrementa, la eficiencia de la

bomba disminuye.Reemplace los

anillos.

BOMBAS CENTRIFUGAS

• La carcaza ( voluta )

Toma el flujo proveniente del impulsor, lo estabiliza y dirige hacia la salida de la bomba.

Reduce la velocidad del flujo y convierte la energía cinética a energía de presión.

La carcaza y el impulsor se diseñan en forma conjunta para proporcionar mejores características de flujo y conversión de energía posibles.

BOMBAS CENTRIFUGAS

VOLUTA

IMPULSOR

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Tipos de Volutas

Voluta Doble Voluta simple

Una voluta simple puede presentar fuerzas de

desbalance radial.

Generally used on all small pumps (<14” impellers and less). Open design used on fluid c/w solids, due to less

clogging.

Mas +

Menos

-

Diseño de la VolutaDiseño de la Voluta

Una voluta doble tiene fuerzas radiales +/-

balanceadas

Utilizada en bombas grandes ( Ø >14“ )

No se utiliza en manejo de pulpas

Igual +/-

Igual +/-

Diseño de la VolutaDiseño de la Voluta

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Sellos

El sellado de la bomba

se realiza a través de

los sellos mecánicos

BOMBAS CENTRIFUGAS

• SellosTambién se pueden

utilizar empaquetaduras

BOMBAS CENTRIFUGAS

VERIFICACIONES DE BOMBAS ANTES DE MONTAR LOS SELLOS MECANICOS

1. DESALINEAMIENTO RADIAL (RUN OUT)

Para revisar si el eje esta derecho y su diámetro es redondo

Diámetro Tolerancia

< 2” (50.8mm) 0.002” (0.05mm)

< 4” (101.6mm) 0.003” (0.076mm)

> 4” (101.6mm) 0.004” (0.1mm)

2. DESPLAZAMIENTO AXIAL (END PLAY)

Para revisar estado del rodamiento axial o ajuste en su caja

Máximo total permitido

0.002” (0.05mm)

3. CARGA RADIAL

Para revisar estado de los rodamientosy su ajuste en las cajas o en el eje.

Máximo total permitido

0.002” (0.05mm)

4. PERPENDICULARIDAD DE LA CARA DE LA BOMBA.

Para evitar que el asiento estacionario pierda perpendicularidad frente al eje

0.001” (0.025mm) por cada pulgada de eje

Según API 682 0.0005” (0.013mm) por cada pulgada de eje

5. CONCENTRICIDAD DEL REGISTRO DE LA BRIDA:

Para asegurar concentricidad de la brida con el eje

Diámetro Tolerancia

< 2” (50.8mm) 0.002” (0.05mm)< 4” (101.6mm) 0.003” (0.076mm)> 4” (101.6mm) 0.004” (0.1mm)

BOMBAS CENTRIFUGAS

• RodamientosEs el elemento de máquina que soporta las cargas radiales y axiales que se presentan en la bomba.

Los rodamientos mas usados son los rígidos de bolas

También se tienen los cojinetes planos. Estos son usados en las bombas de turbina vertical.

Por lo general el mismo fluido sirve como medio lubricante para este tipo de cojinetes, por lo tanto el fluido debe ser lo más limpio posible.

BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Cojinetes planos

El Eje de la bombaEl Eje de la bomba

Ratio de Esbeltez =L³D4

Sólo es referencial

El Eje de la bombaEl Eje de la bombaRatio de Esbeltez = L³

D4

<2 Metrico

<50 Imperial

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Sistemas de Accionamiento.

Por Motor Eléctrico

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Accionamiento por Fajas

Relación de Transmisión ( R )

• Cálculo de la relación de transmisión :

ConductoraConducida

N 1

Ø 1

N 2

Ø 2

RPM de conductora (N1)

RPM de conducida (N2)

Diámetro conducida (Ø2)

Diámetro conductora (Ø1)==R

Cálculo de la relación de transmisión :

• Ejemplo: Se tiene una transmisión por fajas accionada por un motor que gira a 1760 RPM, la polea de accionamiento tiene un diámetro de 8” y la polea conducida tiene 15” de diámetro. Calcular a cuantas RPM gira la polea conducida.

RPM motor: 1760

Ø conductora : 8”

Ø conducida: 15”

RPM : ???

Cálculo de la relación de transmisión :Solución

Datos:• RPM motor (N1) =1760• Ø polea conductora = 8”• Ø polea conducida = 15”• RPM conducido = ???

De la fórmula :

Despejamos:

Reemplazando: RPM conducido= 1760 RPM x 8”

RPM conducido = RPM conductora x Diámetro conductora

Diámetro de la conducida

15”= 938.67 RPM

BOMBAS CENTRIFUGAS

• PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Este tipo de bombas consta de un impulsor o un número de impulsores montado en un eje, que rotan unidireccionalmente dentro de una caja espiral o carcaza ( voluta ).

Las bombas centrífugas no tienen sello entre la pieza móvil (impulsor) y la carcaza. Estas bombas desplazan fluido al incrementar la velocidad de flujo y usan esta energía (energía cinética) para desarrollar el trabajo.

El líquido ingresa al orificio del impulsor y adquiere energía bajo la forma de velocidad a medida que pasa por el impulsor. El impulsor descarga en una caja espiral (voluta) que se expande progresivamente, proporcionada de tal forma que la velocidad de líquido se reduce en forma gradual. Por este medio, parte de la energía de velocidad del líquido se convierte en presión estática.

BOMBAS CENTRIFUGAS

IMPULSOR

VOLUTA

OJO DEL IMPULSOR

CORTA FLUJO

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Bombas Multietapas

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Bombas Multietapas

BOMBAS CENTRIFUGAS

• Bombas en Paralelo

BOMBAS CENTRIFUGAS

LEYES DE AFINIDAD :

Relaciones que permiten predecir el rendimiento de una bomba a una velocidad que no sea la de característica conocida de la bomba se llaman leyes de afinidad.

Cuando se cambia la velocidad:

1. El Caudal varía directamente con la velocidad. 2. El ADT varía en razón directa al cuadrado de la velocidad. 3. La Potencia absorbida varía en razón directa al cubo de la

velocidad.

BOMBAS CENTRIFUGAS

LEYES DE AFINIDAD:

Q2 = Q1(n2/n1)

H2 = H1(n2/n1)²

P2 = P1(n2/n1)³

n2, n1 : Velocidades (rpm)

BOMBAS CENTRIFUGAS

LEYES DE AFINIDAD:Cuando se varía el diámetro del impulsor :

Q2 = Q1(Ø2/Ø1)

H2 = H1(Ø2/Ø1)²

P2 = P1(Ø2/Ø1)³

Ø1 , Ø2 : Diámetros del impulsor.

BOMBAS CENTRIFUGAS

• CARGA ESTATICA DE DESCARGA: Es la distancia a la cual un líquido se eleva desde la descarga de la bomba hasta otro nivel.

BOMBAS CENTRIFUGAS

• CARGA ESTATICA DE SUCCION: Es la distancia que desciende un líquido desde un nivel hasta la succión de la bomba.

SUCCION POSITIVA

BOMBAS CENTRIFUGAS

• ELEVACION ESTATICA DE SUCCION: Es la distancia del nivel del suministro del líquido al eje central de la bomba, estando el nivel de suministro debajo de la bomba.

SUCCION NEGATIVA O DE ASPIRACION

BOMBAS CENTRIFUGAS

• CARGA ESTATICA TOTAL: Es la distancia medida entre el punto de descarga y el punto de succión.

ALTURA DINAMICA TOTAL

– Es la energía neta transmitida al fluido por unidad de peso a su paso por la bomba centrífuga.

– La energía absorbida por el líquido es la que necesita para vencer la altura estática total más las pérdidas en las tuberías y accesorios del sistema.

– Se expresa normalmente en metros del líquido bombeado.

ALTURA DINAMICA TOTAL

ADT= CET + PFT + PFA

Donde:• CET = Carga estática total• PFT = Perdidas por fricción en tuberías• PFA = Perdidas por fricción en accesorios

Eficiencia = Energía neta absorbida por el fluido Energía entregada al eje de la bomba

EFICIENCIA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA ()

Representa la capacidad de la máquina de transformar un tipo de energía en otro.

Se expresa en porcentaje ( % ).

POTENCIA ABSORBIDA POR LA BOMBA :

P = GE x Q x ADT 75 x

P :Potencia absorbida en HPGE :Gravedad específica del líquido bombeado (para el agua limpia

a 15.6°C, GE = 1)Q :Caudal bombeado en litros/segundoADT :Altura Dinámica Total en metros.

:Eficiencia en porcentaje (%).

Donde:

hf = Pérdidas por fricción en metros del líquido.L = Longitud de la tubería en metrosD = Diámetro interior de la tubería en metrosV = Velocidad promedio en la tubería en metros/segundo = Factor de fricción.g = Constante de gravedad (9.8 m/s2)

hf = x L x V2 / D x 2 x g

PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS

Ecuación de “Darcy-Weisbach”

V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%)0.2 0.58 0.017 2.76 0.36 0.007 0.850.3 0.87 0.039 5.76 0.54 0.015 1.760.4 1.16 0.069 9.78 0.72 0.026 2.96 0.41 0.009 0.750.5 1.45 0.107 14.81 0.90 0.041 4.45 0.51 0.013 1.13 0.38 0.007 0.550.6 1.74 0.155 20.84 1.07 0.059 6.23 0.61 0.019 1.57 0.46 0.011 0.760.8 2.32 0.275 35.88 1.43 0.105 10.64 0.82 0.034 2.65 0.61 0.019 1.281 2.90 0.430 54.88 1.79 0.164 16.17 1.02 0.053 3.99 0.76 0.029 1.92

1.2 3.48 0.618 77.84 2.15 0.235 22.81 1.23 0.077 5.60 0.91 0.042 2.681.5 2.69 0.368 34.86 1.53 0.120 8.49 1.14 0.066 4.051.8 3.22 0.530 49.41 1.84 0.173 11.97 1.37 0.095 5.692.1 3.76 0.721 66.46 2.15 0.235 16.02 1.60 0.130 7.602.4 4.30 0.942 85.99 2.45 0.307 20.64 1.82 0.170 9.772.7 2.76 0.389 25.84 2.05 0.215 12.203 3.07 0.480 31.61 2.28 0.265 14.90

3.5 3.58 0.654 42.51 2.66 0.361 19.994 4.09 0.854 54.99 3.04 0.472 25.80

4.5 4.60 1.080 69.05 3.42 0.597 32.355 5.11 1.334 84.71 3.80 0.737 39.63

5.5 4.18 0.891 47.636 4.56 1.061 56.37

6.5 4.94 1.245 65.837 5.32 1.444 76.02

7.5 5.70 1.658 86.93

1.5 0.69 0.024 1.18 0.48 0.012 0.492 0.92 0.043 2.00 0.65 0.021 0.83 0.42 0.009 0.29

2.5 1.15 0.068 3.03 0.81 0.033 1.26 0.52 0.014 0.433 1.38 0.098 4.25 0.97 0.048 1.76 0.63 0.020 0.60 0.47 0.011 0.304 1.84 0.174 7.30 1.29 0.085 3.00 0.84 0.036 1.02 0.63 0.020 0.505 2.31 0.271 11.15 1.62 0.133 4.56 1.05 0.056 1.55 0.78 0.031 0.766 2.77 0.390 15.78 1.94 0.192 6.44 1.26 0.800 2.17 0.94 0.045 1.067 3.23 0.532 21.21 2.26 0.261 8.63 1.47 0.110 2.90 1.10 0.061 1.418 3.69 0.694 27.42 2.59 0.341 11.12 1.67 0.143 3.37 1.25 0.080 1.81

10 4.61 1.085 42.20 3.23 0.533 17.06 2.09 0.223 5.69 1.56 0.125 2.7512 5.53 1.562 60.13 3.88 0.767 24.23 2.51 0.322 8.05 1.88 0.180 3.8714 6.46 2.126 81.20 4.52 1.044 32.65 2.93 0.438 10.81 2.19 0.245 5.1915 6.92 2.44 92.91 4.85 1.199 37.32 3.14 0.503 12.34 2.35 0.281 5.9216 5.17 1.364 42.30 3.35 0.572 13.97 2.50 0.320 6.6917 5.49 1.540 47.59 3.56 0.646 15.70 2.66 0.361 7.5218 5.82 1.726 53.19 3.77 0.724 17.53 2.82 0.405 8.3920 6.46 2.131 65.33 4.19 0.894 21.49 3.13 0.500 10.2625 8.08 3.330 101.10 5.23 1.397 33.12 3.91 0.781 15.7730 6.28 2.011 47.24 1.69 1.125 22.4535 7.33 2.738 63.84 5.48 1.531 30.2940 8.37 3.576 82.93 6.26 1.999 39.2945 7.04 2.530 49.4550 7.82 3.124 60.7860 9.39 4.498 86.91

1,1/4" (1,3880" I.D.) 1,1/2" (1,610" I.D.)Q l/s

3/4" (0,824" I.D.) 1" (1,049" I.D.)

TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA SCH 40 Y AGUA LIMPIA

0.2 0.58 0.017 2.76 0.36 0.007 0.850.3 0.87 0.039 5.76 0.54 0.015 1.760.4 1.16 0.069 9.78 0.72 0.026 2.96 0.41 0.009 0.750.5 1.45 0.107 14.81 0.90 0.041 4.45 0.51 0.013 1.13 0.38 0.007 0.550.6 1.74 0.155 20.84 1.07 0.059 6.23 0.61 0.019 1.57 0.46 0.011 0.760.8 2.32 0.275 35.88 1.43 0.105 10.64 0.82 0.034 2.65 0.61 0.019 1.281 2.90 0.430 54.88 1.79 0.164 16.17 1.02 0.053 3.99 0.76 0.029 1.92

1.2 3.48 0.618 77.84 2.15 0.235 22.81 1.23 0.077 5.60 0.91 0.042 2.681.5 2.69 0.368 34.86 1.53 0.120 8.49 1.14 0.066 4.051.8 3.22 0.530 49.41 1.84 0.173 11.97 1.37 0.095 5.692.1 3.76 0.721 66.46 2.15 0.235 16.02 1.60 0.130 7.602.4 4.30 0.942 85.99 2.45 0.307 20.64 1.82 0.170 9.772.7 2.76 0.389 25.84 2.05 0.215 12.203 3.07 0.480 31.61 2.28 0.265 14.90

3.5 3.58 0.654 42.51 2.66 0.361 19.994 4.09 0.854 54.99 3.04 0.472 25.80

4.5 4.60 1.080 69.05 3.42 0.597 32.355 5.11 1.334 84.71 3.80 0.737 39.63

5.5 4.18 0.891 47.636 4.56 1.061 56.37

6.5 4.94 1.245 65.837 5.32 1.444 76.02

7.5 5.70 1.658 86.93

V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%)1.5 0.69 0.024 1.18 0.48 0.012 0.492 0.92 0.043 2.00 0.65 0.021 0.83 0.42 0.009 0.29

2.5 1.15 0.068 3.03 0.81 0.033 1.26 0.52 0.014 0.433 1.38 0.098 4.25 0.97 0.048 1.76 0.63 0.020 0.60 0.47 0.011 0.304 1.84 0.174 7.30 1.29 0.085 3.00 0.84 0.036 1.02 0.63 0.020 0.505 2.31 0.271 11.15 1.62 0.133 4.56 1.05 0.056 1.55 0.78 0.031 0.766 2.77 0.390 15.78 1.94 0.192 6.44 1.26 0.800 2.17 0.94 0.045 1.067 3.23 0.532 21.21 2.26 0.261 8.63 1.47 0.110 2.90 1.10 0.061 1.418 3.69 0.694 27.42 2.59 0.341 11.12 1.67 0.143 3.37 1.25 0.080 1.81

10 4.61 1.085 42.20 3.23 0.533 17.06 2.09 0.223 5.69 1.56 0.125 2.7512 5.53 1.562 60.13 3.88 0.767 24.23 2.51 0.322 8.05 1.88 0.180 3.8714 6.46 2.126 81.20 4.52 1.044 32.65 2.93 0.438 10.81 2.19 0.245 5.1915 6.92 2.44 92.91 4.85 1.199 37.32 3.14 0.503 12.34 2.35 0.281 5.9216 5.17 1.364 42.30 3.35 0.572 13.97 2.50 0.320 6.6917 5.49 1.540 47.59 3.56 0.646 15.70 2.66 0.361 7.5218 5.82 1.726 53.19 3.77 0.724 17.53 2.82 0.405 8.3920 6.46 2.131 65.33 4.19 0.894 21.49 3.13 0.500 10.2625 8.08 3.330 101.10 5.23 1.397 33.12 3.91 0.781 15.7730 6.28 2.011 47.24 1.69 1.125 22.4535 7.33 2.738 63.84 5.48 1.531 30.2940 8.37 3.576 82.93 6.26 1.999 39.2945 7.04 2.530 49.4550 7.82 3.124 60.7860 9.39 4.498 86.91

Q l/s2" (2,067" I.D.) 2,1/2" (2,469" I.D.) 3" (3,068" I.D.) 3,1/2" (3,548" I.D.)

TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA SCH 40 Y AGUA LIMPIA

TABLAS DE PERDIDAS EN TUBERIAS DE ACERO NUEVA SCH 40 Y AGUA LIMPIA

V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%) V (m/s) V2/2g (m) Hf (%)8 0.97 0.048 0.97 0.62 0.020 0.32 0.43 0.009 0.25 0.003

10 1.22 0.075 1.46 0.77 0.030 0.48 0.54 0.015 0.31 0.00512 1.46 0.108 2.06 0.93 0.044 0.67 0.64 0.021 0.27 0.37 0.00714 1.70 0.148 2.75 1.08 0.060 0.89 0.75 0.029 0.36 0.43 0.01016 1.94 0.193 3.54 1.24 0.078 1.15 0.86 0.037 0.46 0.49 0.01220 2.43 0.301 5.42 1.55 0.122 1.74 1.07 0.058 0.70 0.62 0.02025 3.04 0.471 8.30 1.93 0.191 2.66 1.34 0.091 1.06 0.77 0.030 0.2730 3.65 0.678 11.79 2.32 0.274 3.76 1.61 0.132 1.50 0.93 0.044 0.3835 4.25 0.922 15.88 2.71 0.373 5.05 1.87 0.179 2.00 1.08 0.060 0.5140 4.86 1.205 20.58 3.09 0.488 6.52 2.14 0.234 2.58 1.24 0.078 0.6645 5.47 1.525 25.87 3.48 0.617 8.18 2.41 0.296 3.23 1.39 0.099 0.8250 6.08 1.882 31.77 3.87 0.762 10.03 2.68 0.365 3.95 1.55 0.122 1.0055 6.68 2.278 38.26 4.25 0.922 12.05 2.95 0.442 4.75 1.70 0.147 1.2060 7.29 2.710 45.36 4.64 1.097 14.27 3.21 0.526 5.61 1.86 0.176 1.4170 8.50 3.689 61.35 5.41 1.494 19.25 3.75 0.716 7.55 2.16 0.239 1.8980 9.72 4.819 79.75 6.19 1.951 24.97 4.28 0.936 9.78 2.47 0.312 2.4490 10.94 6.099 100.55 6.96 2.469 31.43 4.82 1.184 12.29 2.78 0.395 3.05100 12.15 7.529 7.73 3.049 38.63 5.36 1.462 15.08 3.09 0.488 3.74120 14.58 10.842 9.28 4.390 55.24 6.43 2.105 21.51 3.71 0.702 5.31140 17.02 14.757 10.83 5.975 74.81 7.50 2.865 29.08 4.33 0.956 7.16160 19.45 19.274 12.37 7.804 97.33 8.57 3.742 37.78 4.95 1.248 9.28180 21.88 24.394 13.92 9.877 9.64 4.736 47.62 5.57 1.580 11.66200 24.31 30.116 15.47 12.194 10.71 5.847 58.59 6.19 1.950 14.32250 30.38 47.056 19.33 19.054 13.39 9.137 90.96 7.73 3.047 22.16

8" (7,981" I.D.)Q l/s

4" (4,026" I.D.) 5" (5,047" I.D.) 6" (6,065" I.D.)

Donde:

K = Coeficiente de resistencia del accesorioV = Velocidad promedio en la tubería en m/sg = Constante de gravedad (9.8 m/s2)

hf = K x V2 / 2g

PERDIDAS POR FRICCION EN ACCESORIOS

TABLA DE PERDIDAS EN ACCESORIOS

TABLA DE PERDIDAS EN ACCESORIOS

ALTURA DINAMICA TOTAL

ADT = P. Descarga – P. Succión

CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS :

Estas curvas se obtienen ensayando la bomba con agua limpia y fría (15.6°C).

ALTUR A (AD T)

EFIC IEN C IA ( )

PO TEN CIA (P )

NPSH

H

Q

R

BOMBAS CENTRIFUGAS

CURVAS

CARACTERISTICAS

DE UNA BOMBA (% )H -Q

P

H(m )

Q ( L / S )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

M O D ELO AB

D =203.41750-R PM

0

BOMBAS CENTRIFUGAS

(% )H -Q

P

H(m )

Q ( L / S )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(H P)P

20304050607080

M O D ELO AB

D =203.41750-R PM

MODELO DE LA BOMBA

VELOCIDAD

DIAMETRO DEL IMPULSOR

BOMBAS CENTRIFUGAS

(% )H -Q

P

H(m )

Q ( L / S )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(H P)P

20304050607080

M O D ELO AB

D =203.4

1750 - RPM

CURVA H-Q

BOMBAS CENTRIFUGAS

(% )H -Q

P

H(m )

Q ( L / S )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(H P)P

20304050607080

M O D ELO AB

D =203.4

1750 - RPM

CURVA DE EFICIENCIA

BOMBAS CENTRIFUGAS

(% )H -Q

P

H(m )

Q ( L / S )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(H P)P

20304050607080

M O D ELO AB

D =203.4

1750 - RPM

CURVA DE POTENCIA

BOMBAS CENTRIFUGAS

ABC -12.5n = 3500 R PM

0U .S . G PM

100 200 300 400 500

0C AU D AL LITR O S/SEG.10 20 30

(ft)H

140

120

100

80

60

40

20

0

N PSH(m ) (ft)

20

10

0

(m )

50

H

40

30

20

10

0 N(H P)

12

10

8

6

4

2

(% )80

70

60

50

40

8

6

4

2

H -Q

N

Ø 146

N PSH

BOMBAS CENTRIFUGAS

(m)H

Q ( l / s )

50

40

30

20

10

25201510500

He

Hf

PUNTO DE OPERACION

ADT

BOMBAS CENTRIFUGAS

• NPSH :NET POSITIVE SUCTION HEADEl NPSH puede ser definido como la presión a la que debe ser sometido un

liquido para que sea capaz de fluir por si mismo a través de la tubería de

succión y llegar finalmente hasta inundar los álabes en los orificios de

entrada del impulsor.

La presión que motiva este flujo proviene algunas veces de la presión

atmosférica únicamente, otras veces de la altura estática más la presión

atmosférica y por último hay oportunidades donde puede intervenir una

presión favorable que se encuentra en el sistema.

BOMBAS CENTRIFUGAS

NPSH REQUERIDO

– Es la energía necesaria para llenar la parte de aspiración y vencer las pérdidas por rozamiento y aumento de velocidad.

– Es una característica de la bomba.– Varía según el diseño de la bomba, tamaño y condiciones

de servicio.– Se determina por prueba o cálculo.– Es un dato facilitado por el fabricante.

BOMBAS CENTRIFUGAS

NPSH DISPONIBLE

– Es la energía que tiene un líquido en la toma de aspiración de la bomba.

– Es una particularidad de la instalación.

NPSHd = Patm +/- CS- Pv- PF

Para que la bomba funcione correctamente:

NPSH D > NPSH R

BOMBAS CENTRIFUGAS

CAVITACION

• Es un fenómeno que ocurre cuando la presión absoluta dentro del impulsor se reduce hasta alcanzar la presión de vapor del líquido bombeado y se forman burbujas de vapor.

• Estas burbujas colapsan en la zona de alta presión originando erosión del material con el que está en contacto.

• La cavitación se manifiesta como ruido, vibración; reducción del caudal y de la presión de descarga.

BOMBAS CENTRIFUGAS

CAVITACION

BOMBAS CENTRIFUGAS

Empuje Axial

Diseño del ImpulsorDiseño del Impulsor

Agujeros de Balance Hidraulico

Contra AlabesContra alabes

EjeEje

PROCEDIMIENTOS DE OPERACION

• Procedimiento para arrancar bombas

1. Abrir completamente la válvula de succión de la bomba.

2. Cebar la Bomba, abriendo la válvula de purga, drenando el aire y cerrando los drenajes.

3. Si el sistema contara con suministro de agua de “flushing” para los sellos, abrir la válvula de suministro.

4. Arrancar el motor eléctrico.

5. Abrir la válvula de descarga lentamente.

PROCEDIMIENTOS DE OPERACION

• Procedimiento para arrancar bombas6. Observar las fugas por las cajas de empaquetadura y ajustar la válvula de liquido de sellado a fin de que exista un flujo adecuado que lubrique las empaquetaduras. Si la empaquetadura es nueva, no ajustar el gland inmediatamente, más bien dejar que trabaje la empaquetadura antes de reducir la fuga a través de la caja de empaque.

7. Comprobar la operación mecánica general de la bomba y el motor.

PROCEDIMIENTOS DE OPERACION

• Procedimiento para arrancar bombas

PROCEDIMIENTOS DE OPERACION

PROCEDIMIENTO DE PARADA DE BOMBA

• Cerrar la válvula de compuerta de descarga.• Parar el motor eléctrico.• Cerrar la válvula de suministro de agua de “flushing” a los

sellos o caja estopera si posee enfriamiento.• Si no requiere liquido de sellado cuando la bomba esta detenida,

cerrar la válvula de suministro.• Cerrar la válvula de succión, abrir las válvulas de drenaje, etc.

de acuerdo a cada instalación o si la bomba debe abrirse para una inspección.

Revisiones Diarias

Filtro de succión: Verifique la diferencia en la presión entre los manómetros ("gauges") colocados a cada lado del filtro, Si la caída de presión aumenta, el filtro necesita limpieza.

Flujo de la bomba: Revise los medidores de succión y de descarga de presión, para mantener el rendimiento de la bomba.

Fugas (escapes) por los empaques: debe existir alguna fuga por los empaques para mantenerlos lubricados y para prevenir que el aire ingrese por el collarín. El escape de agua deberá ser por lo menos veinte gotas por minuto. La falta de lubricación causa el calentamiento de los empaques quemándolo.

Revisión del sello externo y de la inyección: si la bomba utiliza una fuente externa para lubricar los sellos o los empaques, siga las recomendaciones del fabricante para obtener la presión correcta del sello o de la inyección. La presión excesiva puede acortar la vida útil de los sellos y empaques.

Temperatura de los cojinetes: los cojinetes que trabajan demasiado calientes se desgastan prematuramente y pueden causar daños en otros accesorios. La temperatura normal esta en el rango de 30 - 35 °C cuando la lubricación es con aceite y 40 – 45 °C para rodamientos lubricados por grasa.

Revisiones adicionales

• Lubricación de cojinetes• Consumo de energía: El consumo excesivo de energía es un

signo de que es necesario revisar la alineación de la bomba, los cojinetes y otros accesorios.

• Pernos de sujeción• Inspección interna: Cuando lo haga:

Revise todas las partes y remplace las partes desgastadas. Limpie e inspecciones la caja y asegurase de que estén

despejados los conductos del impulsor y del sello del líquido. Observe el impulsor y el anillo en busca de desgaste, erosión,

rebabas o rayones, que pudieran causar un desequilibrio, vibración o deterioro.

Observe la camisa (manguito) y el eje en busca de desgaste

PRACTICAS DE MANTENIMIENTO

El objetivo es detectar por que fallan las bombas, como solucionar estos problemas y también es fundamental aplicar programas de mantenimiento preventivo.

• Usar los sentidos.

Por ejemplo la bomba vibra o esta ruidosa podría deberse las partes rotatorias, rozan contra las partes fijas, la suciedad en cojinetes, o falta de lubricación.

.

Por que fallan las bombas?

Las bombas no fallan, pero fuerzas internaso externas pueden originar la falla de alguno de sus componentes y el fallo de uno o mas componentes es conocido como la “falla de labomba”Los componentes también pueden fallar porqueno fueron diseñados para la aplicación o trabajoespecífico.

.

Estas fuerzas pueden ser:

A) Externas

B) Internas

C) Ambientales

D) Mecanicas

Externas

1) Desalineamiento

Desalineamiento Motor/Bomba

Externas

1) Desalineamiento2) Diseño inadecuado de las tuberías de succión o descarga

3) Sujeción de la tubería

Discharge Valve

Check Valve

(if required)

Suction Valve

External

1) Coupling misalignment2) Poor piping design - suction or discharge

3) Pipe strain4) Cimentación o base de bomba inadecuada

Various Pump/Motor bed-plate materials.

Fabricated steel Cast Iron

Plastic/Fibre-Glass Flexi-Mount (steel)

External

5) Operar fuera del BEP

1) Coupling misalignment

6) NPSHd insuficiente

2) Poor piping design - suction or discharge3) Pipe strain4) Incorrect foundations or baseplate

Head

Capacity

NPSHR

External

5) Operating pump away from its BEP

1) Coupling misalignment

6) Insufficient NPSHA

2) Poor piping design - suction or discharge3) Pipe strain4) Incorrect foundations or baseplate

7) Expansión termica o contracción

Preferred bolting down arrangement for high temperature applications (expansion of pump casing takes place in upwards and downwards direction).

.

Internas

1)Diseño de la bomba o componentes inadecuados para la aplicación2) Tolerancias de fabricación erradas o inadecuadas

3) Impulsor desbalanceado (dinamico e hidraulico)

4) Sellos mecánicos o empaquetaduras mal seleccionados

.

Ambientales

Pueden afectar las partes húmedas o los cojinetes

4) Temperatura

2) Corrosion1) Abrasion

3) Erosion

5) Lubricación inadecuada (de los sellos y rodamientos)6) Alta temperatura del fluido

.

Mecanicas

La vibración, la cual afecta a los sellos y rodamientos

Acceptable vibration levels

28 1.10

Unacceptable 18 0.71

11 0.44

7 0.28

Unsatisfactory 4.5 0.18

2.8 0.11

Satisfactory 1.8 0.07

1.1 0.04

0.7 0.03

Good 0.45 0.02

0.28 0.01Class 1 Class 2 Class 3 Class 4

small machine medium machine large machine large machine mm/ s inch/ s

rigid foundation sof t f oundation