25 mayo 2012

Tutorial para diseñar sistemas con bombas centrífugas (3ª PARTE)



El caudal depende de la diferencia de elevación o altura estática

Para sistemas idénticos, el caudal variará con la altura estática. Si la tubería y elevación es alta, el caudal será bajo. Si la el extremo de la tubería está alto, el caudal será bajo.

Si la superficie del líquido del tanque de succión está a la misma elevación que el extremo de descarga de la tubería entonces la altura estática será cero y la tasa de caudal será limitada por la fricción en el sistema.

En la siguiente figura el extremo de la tubería de descarga eleva verticalmente hasta que el caudal para, la bomba no puede elevar más el fluido que en este punto y la presión de descarga está a su máximo.


Si el extremo de la tubería de descarga está más bajo que la superficie del líquido del tanque de succión entonces la altura estática será negativa y el caudal alto. Si la altura estática negativa es grande entonces es posible que no se requiera una bomba ya que la energía proporcionada por esta diferencia en elevación puede ser suficiente para mover el fluido a través del sistema sin el uso de una bomba como en el caso de un sifón.

Las bombas a menudo se clasifican en términos de altura y caudal.

Otra situación es cuando la bomba repartirá su máxima presión. Si la tubería está baja, el caudal de la bomba se incrementará y la altura decrecerá a un valor que corresponderá al caudal.  Si hay caudal debe ser fricción, la energía de fricción es sustraída desde la altura total máxima y la altura total se reduce. Al mismo tiempo la altura estática se reduce por lo que se reduce la altura total.

Cuando se compra una bomba no debe especificarse la altura total máxima que la bomba puede obtener ya que esto ocurre a caudal cero. Debemos especificar la altura total que ocurre al caudal requerido. Esta altura depende de la máxima altura que necesitamos alcanzar con respecto a la superficie del fluido del tanque de succión y la pérdida de fricción en el sistema.

Por ejemplo, si la bomba está suministrando una bañera en la segunda planta, necesitaremos bastante altura para alcanzar ese nivel, que será la altura estática, más una cantidad adicional para superar la pérdida a través de las tuberías y accesorios. Asumiendo que deseamos llenar la bañera tan rápido como sea posible, entonces los grifos de la bañera estarán completamente abiertos y ofrecerán pocas pérdidas de resistencia o fricción. Asumiendo que debemos rellenar el baño tan rápidamente como sea posible, entonces los grifos en el baño estarán abiertos completamente, entonces los grifos del baño se abrirán completamente y ofreceremos muy poca residencia o pérdidas de fricción.

Afortunadamente, hay muchos tamaños y modelos de bombas centrífugos y no podremos esperar comprar una bomba que acople exactamente la altura que requeriremos al caudal deseado. Probablemente tendremos que comprar una bomba que proporcione una altura y caudal superiores a los que requerimos y ajustaremos el caudal con el uso de válvulas apropiados.

Podemos conseguir mayor altura de una bomba incrementando su velocidad o diámetro del impulsor o ambos. En la práctica, los propietarios de la casa no pueden hacer estos cambios.

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