UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIA MATEMÁTICAS Y FÍSICASPROYECTO FINAL TANQUES

HIDRONEUMÁTICOS Y BOMBAS

GRUPO N° 6

BOMBAS HIDRONEUMATICAS Es una máquina generadora que

transforma la energía con la que es accionada en energía del fluido

incompresible que mueve. Se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de

Bernoulli.

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN

La bomba de engranes se denomina también "caballo de

carga" y se puede asegurar que es una de las más

utilizadas. La capacidad puede ser grande o pequeña y su

costo variará con su capacidad de presión y volumen. Además

la simplicidad de su construcción permite esta

ventaja de precio.

BOMBAS DE ENGRANAJES O PIÑONES

Bombas de

engranaje

Bombas de

engranaje de baja presión

Bombas de

engranaje de alta presion

Llamas "Commercial D". En este tipo de bombas se incorporan engranes dentados rectificados con acabados lisos y con tolerancias muy cerradas. Estos engranes tienen el contorno de los dientes diseñado que mejoran la eficiencia de la bomba y disminuir el nivel de ruido en la operación. Tiene bajas perdidas por escape. La presión embolsada proporcionada por los cierres de bolso permite que floten las placas de empuje y mantengan un contacto uniforme con las caras de los engranes. Esta acción es controlada por la presión de bombeo sobre una zona muy pequeña y esta indicada para aumentar el esfuerzo de cierre conforme se aumenta la presión de la bomba.

BOMBAS DE ENGRANAJESDE 1500 LB/PLG2

Llamada de la serie H esta indicada para tener un valor de presión máximo de 2000 lb/plg2, es una versión mejorada y más pesada que la unidad de serie D. Los fundamentos de operación son casi idénticos. El cojinete impulsor principal TIMKEN es el único ofrecido en este tipo de bombas. Los tamaños de engranes y cojinetes han sido aumentados hasta el máximo que el espacio permite, y dichos engranes han sido modificados de la forma de engranes rectos de la serie D a engranes helicoidales. Una buena práctica de diseño seria sustituir una unidad de la serie D requerida para trabajar a 1500 lb/plg2 por una unidad de la serie H y en esta forma se conseguiría tener un sistema más seguro.

BOMBAS DE ENGRANAJES 2000 LB/PLG2.

confirman la existencia de la zona crítica analizada en relación con los diseños de la serie D y serie H. Cojinetes verdaderamente masivos de trabajo pesado y del tipo de baleros de corona han sustituido a los cojinetes de aguja marcados como inadecuados. Para tener espacio para estos cojinetes agrandados se ha utilizado un concepto enteramente nuevo sobre el diseño de los engranes para bombas. Los nuevos engranes tienen dientes rectos de tipo involuta. Dichos diente son más pocas en número, cortados más profundamente y más fuertes, entregando más descarga por pulgada de anchura del engrane que los diseños ordinarios o convencionales.

BOMBAS DE ENGRANAJES SERIE 37-X.

Bombas de paleta

s

desequilibradas o de eje excéntrico

equilibradas de 2000

lb/plg2 de presión.

(Denison)

equilibradas de 1000 lb/plg2 de presión.(Vickers)

Bombas de Pistón

De pistón radial

De pistón axial

De barril angular (vickers)

BOMBA CENTRÍFUGA Llamada bomba roto dinámica, la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión de un fluido incompresible. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente rodete. Son máquinas basadas en la Ecuación de Euler.

Tanque hidroneumá

tico

Un tanque hidroneumático contiene aire y agua bajo presión. El aire comprimido sirve como un cojín para ejercitar o absorber presión. Este tipo de tanque sirve tres funciones principales: Entregar el agua según un rango de presión seleccionada para que la bomba de agua no corre sin parar. Prevenir que una bomba no empieza de nuevo cada vez que el sistema de distribución haga una pedida menor de agua. Reducir al mínimo los golpes de ariete.

SISTEMAS DE CARGADORES DE AIRE Mantienen el propio nivel de agua al añadir y descargar aire por máquina dentro del tanque de presiónutiliza un orificio de purga y una válvula de copa en la línea de la descarga de la bomba del pozo para añadir aire en el ciclo de la bomba. El orificio de purga permite que el agua vacíe de la tubería vertical y la válvula de copa deja que entre aire dentro de la tubería cuando pare la bomba. Válvulas de monitoreo evitan que regrese el flujo de agua dentro del pozo. Cuando la bomba empieza otra vez, Ese aire reduce el nivel de agua en el tanque.Como cae el nivel de agua, el flotador conectado a la válvula de escape de aire oscila hacía abajo, abriendo la válvula de escape de aire, abriendo para que salga aire excesivo,cuando la bomba vuelve a empezar, el proceso se repite.

CARACTERÍSTICAS GENERALES: Consta de un orificio de entrada y uno de salida para el agua en el cual tiene un sello de agua para evitar la entrada de aire en la red de distribución. Interruptor eléctrico para detener el funcionamiento del sistema, en caso de faltar agua en el estanque bajo Llaves de purga en las tuberías de drenajeVálvula de retención en cada una de las tuberías de descarga.Conexiones flexibles para absorber las vibracionesLlaves de paso entre la bomba y el equipo hidroneumático; entre este y el sistema de distribución.ManómetroDispositivo para control automático de la relación aire/agua

TABLA DE EFICIENCIA DE TANQUES HIDRONEUMÁTICOS ( TABLA COMPARATIVA DE TANQUE GALVANIZADO VS TANQUE PRECARGADO DE DIAFRAGMA)

• Los diferentes tipos de tanques hidroneumáticos, se diferencian por la forma constructiva y por los materiales utilizados.

Tipos de tanques hidroneumáticos

• Son tanques que poseen una membrana interna (polipropileno) la principal función de la membrana es evitar que el aire sea absorbido por el agua. Este tipo de tanques han ganado amplio terreno el mercado de la presurización domiciliaria.

Tanques con membrana

• Son tanques en el que el aire también está en contacto directo con el agua, lo que hace que poco a poco el volumen de aire dentro del tanque se vaya perdiendo. 

Tanques sin membrana

FABRICANTES DE EQUIPOS HIDRONEUMÁTICOS Dentro de las marcas de estos equipos hidroneumáticos

Entre otras están Gosset, Espa, Altamira, Milton Roy, Kohler, Honda, Briggs Straton, Pedrollo, Myers, Well Mate, Aquor.

EvansTienda en

linea“México”

Espamexico

SiemensDistribuidor

quitoPerfetti

Little Giantguadalajara

BarnesColombia

gouldsguayaquil

Nabohiespaña

HondaDistribuidor

quito

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO PARA HIDRONEUMÁTICO ·        Determinar el tipo de instalación ·        Dibujar un plano o isométrico

con la instalación a proponer ·        Determinar la cantidad de

servicios (salidas) que se requieren ·        Calcular el consumo de la instalación ·        Calcular el equipo con por lo

menos dos metodologías (Recomendable) ·        Análisis de los resultados ·        Selección de los equipos

CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE UN TANQUE A PRESIÓN Cálculo de la capacidad de un tanque a presión Vt = (Qt)1/2 x 0.65 x Pa Vt = (32)1/2 x 0.65 x 72.3 = 266 [L] Donde: Vt = Volumen del tanque en [L] Qt = Caudal del sistema en [GPM] Pa =Presión de apagado en [psi]

Fabricante. PERRLES PUMP ·          Determinación del tipo de ciclo de bombeo (Tc).

Tc = 1 [hora] / U Donde: Tc = Tiempo de ciclo de bombeo por hora U = Número de ciclos por hora. (Se recomienda 6 ciclos de operación) ·        Determinación del volumen útil del tanque (Vu). Es el volumen utilizable del volumen total del tanque y representa la cantidad de agua a suministrar entre la presión máxima y la presión mínima.

Vu = [Tc x Q (bombeo)] / 4 Donde: Vu = Volumen útil del tanque en [L]

- Cálculo del porcentaje del volumen útil ( % Vu ) % Vu = [90 x (Pmáx. – Pmín.)] / Pmáx  Donde: %Vu = % del Volumen útil del tanque Pmáx = Es la presión máxima del sistema absoluta (Presión de a’pagado) [psi] Pmín = Es la presión mínima del sistema absoluta (Presión de arranque) [psi]

- Calculo del volumen del tanque (Vt). Vt = Vu / [%Vu/100]

Calcular capacidad del tanque de presión si el caudal del sistema 32 [GPM], siendo la presión de pagado de 72.3 [psi] y la presión de trabajo es 52.3 [psi].

Solución: Tc = 1 x 60 min / 6 = 10 [min] Vu = [10 (min)x32 x 3.785 (L/min)] / 4 = 302.8 [L] %Vu = [90 x ( 72.3 – 52.3 ) (psi)] / [(72.3 +14.7)(psi)] = 20.7 % Vt = 302.8 (L)/[20.7/100] = 1462.8 [L]

FABRICANTE PEDROLLO. cálculo del volumen del tanque hidroneumático se calcula como: Vu = Q x tc / F.A Donde: Vu = Volumen útil del tanque en [L] Q = Caudal del diseño [L/min] tc = Tiempo de corrido de la bomba. Para bombas de 1 [Hp]= 1 [min], para 2 [Hp]= 2 [min]

F.A = Factor de aceptación Determinación del Factor de aceptación (F.A). F.A =1 - [(Pmín + 14.7)] / [(Pmáx. + 14.7)] Por ejemplo: Calcular capacidad del tanque de presión si el caudal del sistema 32 [GPM], siendo la presión de pagado de 72.3 [psi] y la presión de trabajo es 52.3 [psi].

F.A = 1 – [52.3 + 14.7 ] / [72.3 + 14.7 ] = 0.223 Vu = [32 x 3.785 (L/min) x 2] / 0.223 = 1086.3 [L]

PARA CALCULAR LA CAPACIDAD DE UN EQUIPO HIDRONEUMATICO SE PUEDE UTILIZAR EL SIGUIENTE METODO 1.- Se considera como un servicio de salida, cada lavamanos, regadera, inodoro, tina, lavaplatos, lavadora, conexión de manguera, etc.

2.- Una vez sumadas las salidas, se busca en la tabla el factor multiplicador de los servicios segun el tipo de edificio a sevir.

•Un edificio de Departamentos (que tiene 4 pisos) hay 104 servicios o salidas. • El Factor Multiplicador es = 0.33 • La capacidad del equipo será = 104 x 0.33 = 34.32 GPM • Una salida es: 1 GPM = 3.785 Lt Entonces: 34.32 x 3.785 = 130 Lpm •El diferencial de presión: (20-40 ó 30-50 ó 40-60 PSI ) se selecciona de acuerdo a la altura máxima a que se encuentra cualquiera de las salidas y la presión con que se desea que salga el agua, de acuerdo a lo siguiente: •20 PSI ( lbs. / pulg cuadrada) equivale a 14 mts. de altura •30 PSI ( lbs. / pulg cuadrada) equivale a 21 mts. de altura •40 PSI ( lbs. / pulg cuadrada) equivale a 28 mts. De altura De acuerdo a lo anterior 1 PSI equivale a .7 mts de altura

En nuestro caso si el edificio de departamentos tiene 4 pisos ( cada piso con un promedio de 3 mts. ) se supone que puede existir una salida situada a 4 x 3 = 12 mts. del nivel de donde se encuentra el equipo y se desea que el agua tenga en dicha salida una presión de 20 PSI ( o sea 14 mts ) entonces la presión del equipo debe ser de acuerdo al siguiente calculo: 4 pisos edif. x 3 mts de altura = 12 mts + presión deseada 20 PSI x .7 = 14 mts. = 26 mts. 26 /.7 = 37.0 PSI = Rango de trabajo 40 - 60 PSI Al calibrar el equipo a esta presión, aseguramos que en la salida mas alejada del Equipo Hidroneumático, el agua salga a 20 PSI

SELECCIONAR LA BOMBA UN POCO SOBRADA EN PRESIÓN PARA RETRASAR EL PARO Y QUE SE ENFRÍE EL MOTOR CON EL VENTILADOR

CONCLUSIÓN CÁLCULOS TANQUES HIDRONEUMÁTICOS Como podemos apreciar existen diferentes metodologías con criterios diferentes, las cuales arrojan resultados diferentes, por lo que nuestra recomendación es realizar los cálculos para tener una visión de la capacidad, pero que utilice en el caso de equipos hidroneumáticos la formulación que da el fabricante para el cálculo de los tanques en función de la potencia de la bomba. En el mercado existen gran variedad de tanques y en Ecuador la relacion costo calidad es importante pero los valores van desde los $4500 según sea el distribuidor entre los mejores tenemos evans