02 junio 2012

Tutorial para diseñar sistemas con bombas centrífugas (10ª PARTE)


Ver 9ª PARTE

Pérdida de fricción en el lado de descarga de la bomba

Si calculamos o usamos tablas para obtener la pérdida de fricción de una tubería de ¾” es de 0,23 ft por por ft de tubería. En este caso, la distancia es de 10 ft hasta el distribuidor principal y otros 20 ft desde el distribuidor principal al baño. La pérdida de fricción en ft es entonces 30 x 0,23 = 6,9 ft. Hay pérdidas de fricción en los accesorios que podemos estimar en un 30 % de las pérdidas de altura de fricción de la tubería. Las pérdidas de altura por fricción serían = 0,3 x 6,9 = 2,1 ft. La pérdida de fricción para el lado de descarga es entonces 6,9 + 2,1 = 9 ft.

Podemos encontrar la pérdida de fricción para una tubería de 0,75” en 10 gpm en el Cameron Hydraulic data book del que la figura con la que introducimos este artículo es un extracto.


La pérdida de fricción total para el sistema de tuberías es 9+3,1 = 12,1 ft.

La altura estática sería 35 ft. Por lo tanto la altura total es 35 + 12,1 = 47 ft. Ahora podríamos comprar una bomba con al menos 47 ft a 10 gpm. La bobma que necesitamos estaría lo más próxima a este valor, con una tolerancia de +/- 15 %.

¿Cuál es la capacidad de la bomba?

El fabricante clasifica la bomba en su punto óptimo de altura y caudal, este punto se conoce como el de mejor eficiencia o BEP. Con ese caudal, la bomba actúa con su máxima eficiencia y las vibraciones y ruido serán mínimos. Por supuesto, la bomba puede operar con otros caudales, pero la bomba sufrirá si operamos demasiado lejos de este punto. El criterio que debemos seguir es no desviarnos en más de un 15 % de la altura total.


Cálculo de la presión de descarga desde la altura total de la bomba

Para calcular la presión en el fondo de una piscina necesitamos conocer la altura del agua sobre el mismo.



La presión es igual a la fuerza dividida por la superficie. Puede medirese en libras por pulgada cuadrada o psi. La fuerza es el peso del agua. La densidad del agua es 62,3 pcf (libras por pie cúbico).

El peso del agua en el tanque A es la densidad por el volumen.


El volumen del tanque es la sección trasversal A por la altura H.


La sección transversal del tanque es:

El área transversal del tanque es:



El volumen V es A x H

El peso del agua WA es:

Por lo tanto la presión es:

Esta es la presión en libras por pie cuadrado, un paso más se requiere para conseguir la presión en libras por pulgada cuadrada o psi. La presión en el fondo del tanque en psi es:

La relación general entre la presión y la altura de un tanque es:
SG o gravedad específica es otra forma de expresar la densidad. Es el ratio de una densidad de fluido respecto al agua, de forma que el agua tendrá una SG = 1. Los líquidos más densos tienen un valor mayor de 1 y los líquidos más ligeros un valor menor que 1. La utilidad de la gravedad específica es que no tiene unidades ya que es una medida comparativa de densidad o un ratio de densidades por lo tanto la gravedad específica tendrá el mismo valor independientemente de las unidades usadas. Imperiales o métricas.

Podemos medir altura en el lado de descarga de la bomba conectando un tubo y midiendo la altura del líquido en le tubo. Ya que un tubo es realmente sólo un tanque estrecho podemos usar la ecuación de presión contra altura:

Para determinar la presión de descarga, alternativamente si nosotros ponemos un medidor de presión en la descarga de la bomba, podemos calcular la altura de descarga.



Podemos calcular la presión de descarga de la bomba basada en la altura total que podemos conseguir de la curva característica de la bomba. Estos cálculos son útiles si deseamos resolver problemas en la bomba o verificar si está produciendo la cantidad de energía de presión que el fabricante dice que está operando en el caudal de operación.

Tendremos que revisar la curva característica de la bomba y el sistema de caudal y altura.

Si instalamos un sistema de agua doméstica que tome agua poco profunda usaremos una bomba de succión.

La bomba tendrá que generar una elevación para la conexión de succión. Esto significa que la presión será negativa (relativa a la atmósfera) en la succión de la bomba.

Para calcular la altura de descarga, determinamos la altura de la curva característica y sustraemos el valor de la altura de presión en la succión, esto da la altura de presión en la descarga que convertiremos a presión.

La altura total es igual a la diferencia entre la altura de presión en la descarga y la altura de presión en la succión.

Bibliografía

  • Pumpfundamentals.com

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