Operación de bombas centrífugas en un sistema. Teoría del bombeo

Teoría del bombeo

En este artículo describimos las bases teóricas para la conversión de energía en una bomba centrífuga. A pesar de los métodos de cálculo avanzados que han visto la luz del día en los últimos años, todavía hay mucho que aprender para evaluar el rendimiento de las bombas basándonos en modelos simples fundamentales.

Operación de bombas centrífugas en un sistema

En este nuevo artículo dedicado a las bombas centrífugas explicamos como operan las bombas en un sistema y cómo pueden regularse.

Una bomba siempre se conecta a un sistema donde debe circular o elevar un fluido. La energía añadida al fluido por la bomba es en parte perdida como fricción en el sistema de tubería o usado para incrementar la altura.

Herramienta para el cálculo de la eficiencia de bombas centrífugas

Presentamos una nueva herramienta de cálculo que permite estimar la eficiencia energética y rendimiento energético de las instalaciones de bombeo de agua.

Ecuaciones para el cálculo de procesos con bombas centrífugas (2ª PARTE)

Ver 1ª PARTE

Altura de Succión Positiva Neta

La Altura de Succión Positiva Neta  - NPSH – puede expresarse como la diferencia entre la altura de succión y la altura de vapor de líquidos y se expresa como:

NPSH = h_s – h_v

O, combinando las ecuaciones anteriores:

NPSH = p_s / γ + v_s² / 2 g - p_v / γ

Herramienta para el cálculo de la pérdida/ganancia de calor en tuberías

Con esta nueva herramienta podemos calcular las pérdidas/ganancias de calor en una tubería y otros cálculos complementarios. Se trata de una herramienta excelente con la que conseguiremos realizar una análisis más profundo y detallado que otros calculadores más básicos.

Herramienta para generar la curva de un sistema de bombeo usando las leyes de Afinidad

La curva de resistencia de un sistema en la que la configuración de la succión de la bomba y el sistema de descarga son fijos puede generarse usando las leyes de afinidad mediante el procedimiento que indicamos a continuación. Este procedimiento no incluye ningún cambio superpuesto en resistencia del sistema usando métodos tales como cierre manual o estrangulamiento de válvulas.

Ecuaciones para el cálculo de procesos con bombas centrífugas (1ª PARTE)

El cálculo de sistemas hidráulicos en los que trabajamos con bombas centrífugas puede ser crítico para que funcionen correctamente los equipos y sobre todo para conseguir que el sistema funcione eficientemente.

En este nuevo artículo sobre bombas centrífugas resumimos  los conceptos fundamentales y las ecuaciones básicas que sirven para calcular este tipo de sistemas.

Mejorando el rendimiento en el diseño de bombas

Hasta hace unas pocas décadas los desarrolladores de bombas utilizaban métodos de cálculo y dibujos simples. La mayor parte del tiempo se empleaba realizando dibujos CAD 2D, limitando la cantidad de iteraciones al mínimo. Sin embargo, los avances en la tecnología de la información en CAE, CAD y simulación se han desarrollado significativamente. Numerosos cambios en la tecnología han permitido una automatización de las herramientas de diseño. El progreso con computadores más rápidos, herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD), análisis estructural, estándares y bases de datos, libera incluso más tiempo para la optimización del rendimiento de la bomba con respecto a eficiencia y fiabilidad.

Proyectos de riego solar competitivo

Describimos en este nuevo artículo la metodología de proyectos que venimos utilizando en www.todoproductividad.es para ejecutar este tipo de instalaciones. Estos proyectos son el resultado de seis años de investigación en planta piloto para determinar cuándo y cómo el posible aplicar el riego por goteo solar a la agricultura y diseñar aplicaciones modulares totalmente autónomas que integren energía, hidráulica y agronomía y puedan implantarse en lugares remotos donde la energía eléctrica no está accesible.

Herramienta para el cálculo de bombas de lodos

En este nuevo artículo dedicado a los bombeos de lodos presentamos una estupenda herramienta que nos ayuda a diseñar en detalle este tipo de sistemas.

Reduciendo la pérdida de carga en aplicaciones de bombeo de lodos (2ª PARTE)

Ver 1ª PARTE

Consejos para reducir las pérdidas de carga

En orden de diseñar un sistema de bombeo óptimo, se requiere la evaluación anticipada de la pérdida de carga anticipada en el sistema. Se producirá una excesiva pérdida de carga con un coste innecesario para el operador. Por lo tanto es importante considerar una serie de medidas para reducir las pérdidas:

Reduciendo la pérdida de carga en aplicaciones de bombeo de lodos (1ª PARTE)

El transporte de lodos es la aplicación de bombeo más desafiante en una planta de tratamiento de aguas residuales. ¿Por qué? Como líquido no newtoniano, el lodo exhibe una viscosidad no constante que varía tanto con la tensión aplicada como con el tiempo bajo tensión. En otras palabras, un tipo de lodo que bajo condiciones tranquilas es espeso o altamente viscoso puede hacerse fluir cuando se sacude, agita o somete a tensión. Por lo tanto cada aplicación de tratamiento de lodos individual debe ser cuidadosamente examinada antes de diseñar un sistema de transporte de lodos.

Herramienta para el cálculo del drenaje entre dos depósitos

Presentamos una herramienta simple de cálculo que permite calcular el caudal entre dos depósitos adyacentes. La herramienta realiza el cálculo de forma sencilla en una hoja Excel.

Herramienta para dimensionar tuberías según Darcy-Weisbach

Presentamos una nueva herramienta que nos permite calcular la caída de presión en un caudal de líquido en una tubería usando la ecuación de Darcy-Weisbach. Esta ecuación fue derivada del caudal de agua y por lo tanto se asume que la densidad del fluido queda constante a lo largo de la tubería.

En el factor de fricción de la zona turbulenta (Re > 3000), f, se resuelve iterativamente usando la ecuación de Colebrook-White (que representa el diagrama de Moodey familiar):

Herramienta para calcular la curva característica de una bomba centrífuga

Presentamos una nueva herramienta de cálculo, y en esta ocasión se trata de una hoja de cálculo destinada a facilitar la construcción de la curva característica de una bomba centrífuga. De lo que se trata es de comparar la curva que nos proporciona el fabricante con la que obtenemos una vez cambiamos las condiciones iniciales por otros criterios de diseño. Esta herramienta es útil porque el fabricante nos proporciona unas curvas que están calculadas para unas condiciones prefijadas que pueden variar en nuestra aplicación.

Herramienta para el dimensionado de tuberías

Presentamos una nueva herramienta que nos permite calcular la caída de presión en un caudal de líquido en una tubería usando la ecuación de Darcy-Weisbach. Esta ecuación fue derivada del caudal de agua y por lo tanto se asume que la densidad del fluido queda constante a lo largo de la tubería.

Interesante herramienta para seleccionar bombas

Presentamos un interesante software (Pump-Flo v10) que nos ayuda al dimensionado de bombas de todo tipo. La principal y fundamental diferencia respecto a las webs de los fabricantes es que este software incorpora las bombas de un gran número de fabricantes.

Cálculo de la caída de presión en tuberías

Presentamos en este artículo algunos calculadores y herramientas destinadas al análisis de la caída de presión en sistemas de tuberías.

Calculadores de la caída de presión en tuberías y accesorios 

Calculador sencillo pero realmente bueno (ver aquí) que permite hallar la caída de presión que tiene lugar en una tubería por la que pasa un fluido. Las variables a introducir en el calculador son:

Herramienta de cálculo para sistemas con bombas centrífugas

Presentamos una herramienta que permite de una forma sencilla y visual que permite calcular un sistema con una bomba hidráulica.

La herramienta calcula el bombeo a partir de un circuito como el que se muestra al inicio de este artículo.

Tutorial de bombas centrífugas (4ª PARTE)

Ver 3ª PARTE

La tabla anterior nos da el caudal y pérdidas de altura de fricción para agua moviéndose a través de tuberías de diferentes diámetros a una velocidad de 10 ft/s. Se ha elegido 10 ft/s debido a que es un valor típico de velocidad en tuberías, no es demasiado grande para crear bastante fricción ni demasiado pequeña. La velocidad depende del caudal y del diámetro de la tubería.