Ejercicio Resuelto Bombas Centrifugas
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Ejercicio resuelto. Bombas centrifugas
Se necesita bombear 40 m 3 de agua a 220 F y 2,246 Psig en 3 horas, del depsito A al B,
donde la altura desde la superficie del agua hasta la lnea central de la bomba es de 5,910 pie y
6,060 pie respectivamente. A travs de una tubera de acero comercial cdula 40 de 2000 pie de
longitud en la lnea de succin y una bomba con un impeler de 5 pulgada, cuya curva
caracterstica se muestra en la figura 13.28. Determine:
a) La presin en la succin y la descarga en Psia.
b) Si la bomba cavita por NPSH insuficientes que medidas tomara para evitarlo (diga tres
medidas.
c) Potencia desarrollada por la bomba (Hp)
d) Tipo de impeler
e) Presin de succin mnima para que no ocurra la cavitacin (Psig).
Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli Gonzlez Pgina 1
Curvas de isoeficiencia
Lneas de NPSHR
Lneas de potencia al Freno
Cabezal de la bomba para diferentes
dimetros de impulsor
-
Datos
40
3 B
A
6.060 pie
Fluido: Agua @ 220F
59.613/
5.910 pie .
59.613/
0.27
@220 17.186
2474.784/
Tanque A
220
4.7 17.186 2.486 1
2000
La tubera es de acero cedula 40. La bomba trabaja con un dimetro de impulsor de 5
Segn la curva caracterstica mostrada en la Figura 13.28 (Fuente: Mott, 2006), el rendimiento de la
bomba centrifuga es
Dimetro de la lnea de
descarga
Dimetro de la lnea de succin
Mximo dimetro del
impulsor
1 3 6
El dimetro de la conexin de succin es usualmente ms grande que el dimetro de la descarga para
minimizar la energa cintica que entra a la bomba, porque esta energa disminuye la altura mxima de
succin y aumenta la cavitacin.
Para conocer la presin de succin de y descarga se debe calcular el cabezal de succin y descarga,
respectivamente. Planteando el cabezal de succin se tiene:
Aplicando Bernoulli desde el punto 1 al 2
2
2
Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli Gonzlez Pgina 2
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Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli Gonzlez Pgina 3
2
. 1
De la ecuacin 1 se puede despejar
, para ello conozco todos los datos o los puedo calcular.
Para el caso de la descarga, no puedo plantear la ecuacin de Bernoulli ya que se desconoce la longitud
en la lnea de descarga, sin embargo de la curva caracterstica podemos obtener el cabezal total (Ht)
El cabezal total se obtiene interceptando el Q (capacidad) con la curva cabezal con un diametro de
impulsor de 5
40
3 13.33
58.69 0.131
rea de la succin
rea de la descarga
3 40 1 1/240
77.9 0.256 40.9 0.134
0.256
4 0.0515
0.134
4 0.0141
Velocidad de succin
Ve oc da de descargal i d
2.5437/
9.291/
Calculo del cabezal de succin
2;
2000 0.256
30 0 3
0.5
124.. .
124 59.613 2.5437 3
0.27 2.08. 10
-
Leyendo en el Diagrama de Moody con 2.08. 10 y 340 el factor de friccion es
0.0193 (El flujo est parcialmente desarrollado)
Leyendo 0.018
Y sustituyendo en 152.487
152.487 2.5437
2 32.2/ 15.321
17.186 14459.613
5.910 15.321 32.103
2
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32.103
32.103 2.544/
2 32.2/ 32
13.248
32.5 pies
-
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En la curva caracterstica tal como se indica en ior se lee el cabezal total la figura anter
32.5
32.5 32.103 64.603
2 64.603
64.603 2.544
2 32.2 63.622
26.189
b) Cabezal neto de succin positivo disponible
32.103
2474.784/
59.613/ 9.411
La bomba cavita por un NPSH insuficiente:
Las medidas que se pueden tomar para evitarlo son:
Aumentar la altura del recipiente de succin Usar un tamao de lnea de succin sobredimensionado para bajar la velocidad Colocar un enfriador en la lnea de succin de la bomba para reducir la presin de vapor del liquido Minimizar las perdidas por friccion
c) Potencia desarrollada por la bomba
0.131
59.613
32.5 253.802.
1
550 .
0.4615
-
d) Tipo de impulsor
Para conocer el tipo de impulsor es necesario determinar la velocidad especifica del impulsor
Donde
N= Velocidad de rotacion en rpm
GPM= Galones por minuto de fluido bombeado en el punto de maxima eficiencia
HB= Cabezal total en pies para la capacidad de maxima eficiencia
90 GPM
35 pies
Punto de mxima eficiencia
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1750 90
35
1153.74
La velocidad especfica del impulsor se debe calcular para el mximo dimetro de impulsor para el cual la
bomba fue diseada, al punto de mxima eficiencia
Segn el resultado la bomba tiene un impulsor totalmente centrfugo o radial Ns (500-4000)
e) Presin de succin mnima para que no haya cavitacin
Mnimo para que no ocurra la cavitacin el NPSHd = NPSH r
1.5 pies
Estas lneas corresponden a NPSHR
1.5 41.514 43.014
2 43.014
2.5437
2 32.2 42.914 17.765
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