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BOMBAS VERTICALES
TIPO TURBINA
MANU
AL
DE
DISEO
BOMBAS
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MANUAL DE DISEODE
BOMBAS VERTICALES TIPO TURBINA
INDICE
INTRODUCCION
SECCION 1
1.1.- Conceptos de hidrulica
1.2.- Definiciones basicasSECCION 2
PASO 1.- Elementos basicos para el diseo y calculo de un equipode bombeo y obtencin de la informacion necesaria.
PASO 2.- Calculo de la carga dinamica total (C.D.T)
PASO 3.- Calculo de cuerpo de tazones o ensamble de tazones3.1.-Calculo de la Carga por paso y no. de pasos
3.2.-Calculo de Potencia consumida. 3.3.-Analisis de la flecha de tazones
PASO 4.- Calculo de la columna de equipo4.1.-Tubo. de columna4.2.-Transmisin
4.3.-Analisis d empuje axial y juego axial (Estiramiento)
PASO 5.- Determinacion del cabezal de descarga
PASO 6.- Calculos del elemento motriz
PASO 7.- Consideraciones de ingenieria7.1-Analisis del NPSH (Carga Neta de Succin Positiva).
SECCION 3
Ejemplo de calculo
BOMBAS
BOMBASOM S
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AUTOR: ING. RAUL SUAREZ GONZALEZ
EDICION Y DIBUJO: ALEJANDRO JARALILLO HERRERA
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El agua para ser utilizable no siempre la tenemosen el punto donde la necesitamos, por lo que en lamayor parte de los casos es necesariotransportarla y/o elevarla al sitio donde larequerimos, y cada vez ms frecuente es necesario
tambin darle una determinada presin para suadecuada utilizacin.
Para ello necesariamente tenemos que agregarlecierta cantidad de energia, la cual nos permitelograr colocar el agua donde nos es util.
La mejor manera que ha encontrado el hombrehasta el momento de lograr esto es a travez de unabomba, cuya funcin es generar la presinnecesaria para vencer la altura a la que queremostenerla, as como subsanar todas las perdidasde presin generadas por la friccin en
las tuberias y accesorios para su transporte, estose logra a travez de un intercambio de energia elcual se lleva a cabo haciendo girar un impulsormediante una flecha o eje, y el cual por sugeometra es decir el diseo de sus alabes
generar dicha presin.
El objetivo del presente manual de diseo, es daruna gui lo mas objetiva y accesible posible paraaprender a disear adecuadamente un equipo debombeo.
Contiene una seccin de hidrulica bsica, la cuales muy importante comprender para generar unbuen diseo y clculo, y recomendamos alestudiante nuevo medite con cuidado estosconceptos que son basicos para comprender eltransporte de agua, que como ya mencionamos
INTRODUCCION
SECCION1CONCEPTOS DE HIDRAULICA
Se define a la Hidrulica como una rama de lafisica que estudia el comportamiento de losfluidos.
En nuestro caso el fluido a estudiar siempre seraagua, y se conoce como hidrostaticael estudio delcomportamiento de agua en reposo ehidrodinmicael estudio del agua en movimiento.
El agua siempre toma la forma del recipiente que lacontiene y se toma para fines prcticos, comoincompresible, es decir no la puedo comprimir ocambiar el volumen que ocupa en el recipiente quela contiene.
El agua tambien tiene un peso el cual siendodestilada es decir limpia y sin gases ni solidosdisueltos en ella es de 1kg por cada litro odecimetro cubico de agua, a este concepto se leconoce como densidad, es decir, es el peso porunidad de volumen de liquido.
Otro concepto interesante es la gravedad
especifica,la cual es el valor relativo del peso decualquier liquido con respecto al agua que pesa 1kg/Lt.
Es decir si un liquido tiene una gravedadespecifica de 1.2, significa que hablamos de unliquido que es 20% mas pesado que el aguadestilada, dicho liquido puede ser tambien aguapero con sales disueltas como es el agua de mar,o bien si la gravedad especifica es 0.9 se trata de
Otro concepto basico para entender elcomportamiento del agua es la Presin que sedefine como:
La fuerza que ejerce el agua en unadeterminada area.
Es decir, el agua confinada en un recipiente,necesariamente ejerce una fuerza contra las
paredes y base de dicho recipiente.
Debido a su peso mismo, esta fuerza divididaentre el area donde la ejerce se conoce comopresion y su formula matemtica es :
P= F/A y sus unidades comunes son kg/cm2
En donde: P = presinF = fuerzaA = area
Esta fuerza es el peso del agua sobre el puntodonde se est midiendo, por lo quedependemos de la altura de la columna de aguaen dicho punto .
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Cuando en el sistema cerrado anterior nosotrosabrimos una valvula, el agua fluye por la tuberia,esta lo hace a una cierta velocidad, la cualdepende de dos variables basicas:
1.- El gasto o sea los lts/seg que quiero que fluyanen esa
tuberia.
2.- El dimetrode la misma, es decir entre menorsea eldimetro de la tuberia de conduccin tengo una
menorarea y la velocidad aumenta y entre mayor sea el
gastoque quiero pasar por un dimetro dado,
tambin tengouna mayor velocidad.
Por lo que defino la velocidad con la siguienteformula:
V= Q/(A x 1000)
donde:
V = velocidad a la que pasa un fluido en mts/segQ = gasto que esta pasando en lts/seg
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EJEM.Si nosotros tomamos un recipiente de 1 cmx 1 cm y lo llenamos de agua a una altura dedigamos 1 mt. la presin sera igual a:
P = Peso/Area Para obtener el peso debemossacar cuantos decmetros cubicos de agua hay enel recipiente que sera:
0.1 x 0.1 x 10 = 0.10 dm3 y si sabemos que la
densidad del agua es 1 kg/dm3, deduzco que elpeso o fuerza ejercida es 0.1 kg y como el area es 1cm2 , la presion sera 0.1Kg/cm2por cada metrode columna de agua.
Esto no cambia si el agua a 1 mt de profundidadesta contenida en este pequeo deposito, a que siesta en un lago y al mismo metro de profundidad,el area analizada es solo un centmetro cuadradodel fondo de ambos recipientes, ambos sienten unafuerza de 0.1 kg por centmetro cuadrado.Si en lugar de 1 metro de profundidad tengo dosmetros, la presin sera lo doble pues tengo eldoble de peso de agua en el mismo centmetrocuadrado del fondo.
Esto significa que para obtener una presin de
1kg/cm2 yo necesito una columna de 10 mtsya esta relacin entre presin y elevacin se leconoce como: METROS DE CARGA.Por lo que con este simple factor de conversin yopuedo saber que presin puedo esperar en laparte inferior de un tanque elevado con agua enreposo, o en un tubo que viene desde un depositoen la cima de una colina de determinada altura(fig. 1), esta es la misma presin que requiero paraempujar el agua hacia la cima de una colina ohacia la superficie si la tengo dentro de un pozo decierta profundidad, presin que me la tiene quedar la bomba diseada para elevar el agua a laaltura necesaria.
Es decir, yo requiero, de 1 kg/cm2 de presin
para elevar 10 mts de carga de desnivel desdeun punto de referencia.
Por lo que nosotros no vamos a poder llevar agua a50 mts de altura, con una bomba que nos de,digamos 30 mts de carga.
Presin estatica se refiere a los kgs/cm2 depresin en un sistema cerrado y sinmovimiento.
En una linea de tuberia, cuando nosotrostenemos agua dentro de ella y estan cerradastodas las vlvulas de salida, esta linea puede teneruna presin esttica, esta presin esttica es unapresin potencial disponible para operar un
sistema.Hay dos maneras de crear esta presin estticaen la linea, llevando el agua a un tanque o depositoa un punto mas alto del que la necesitamos mediante una bomba, presurizando directamente
fig. 1
fig. 2
Presi n en el manometro:
P= h10 En Kg/cm2
D1 V2V1 D2
Para un mismo gasto en L/s, V1 > V2 debido a que D1 < D2
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Entendiendo el concepto de velocidad ahoratrataremos de definir el de friccin.
La friccin es una perdida de presin o carga altransportar agua en una tuberia y se debe a laresistencia al flujo que ofrecen las paredes deltubo, asi tambin como cualquier tipo de
accesorio o elemento que oponga resistencia alflujo como: vlvulas, conecciones, etc. pordonde circula dicha agua.
Esta resistencia depende de la velocidad a la quepasa el agua por el tubo o accesorio y a la rugosidaddel tubo mismo.
Esta rugosidad significa que entre mas rugosa seala pared mayor friccin tengo en la tuberia y entremas velocidad del agua mayor friccin tengo
tambin.
En este momento podemos hablar ya de lo que seconoce como:
Presin dinamica presin de operacin
Esta presin es variable en diferentes puntos de latuberia debido a estas perdidas por friccin por latuberia y accesorios, as como la perdida o gananciapor elevacin.
Debemos calcular nuestra bomba para obtener unapresin minima necesaria, que sea capaz de vencertodos los desniveles desde donde tengo el aguahasta donde la necesito llevar, as como vencertodas las perdidas por friccin tanto en la tuberiade conduccin como en los accesorios, y as tener la presin necesaria en el
punto de salida de linea para que un sistema dedistribucin de agua funcione adecuadamente.Ejem. un sistema de riego agricola o sistema deagua potable), presin que pudiera ser cero si yo
Tanto la ecuacin como un nomograma de calculo(pag. 8) lo presentamos en el presente manual , ascomo tambien existen tablas obtenidasexperimentalmente que nos indican la friccin enaccesorios, tabla que tambien presentamos. (tabla1), y desde fuego la tabla 2 que nos indica lafriccin o perdida de carga que se experimenta enla columna de la bomba vertical tipo turbina de
computadora las podemos calcular, y existentambien tablas basadas en dichas formulas, quenos ayudan a determinar dicha friccin.
Para calcular las perdidas por friccin en tuberiasexisten formulas, las cuales a travez de una
Una regla de diseo en base a experiencia es:
Disear con una velocidad igual o menor a 1.50mts/seg. en la tuberia de conduccin posterior alcabezal de descarga de la bomba. Y en la columnade la bomba podemos disear hasta velocidadesde 4 mts/seg dado que para fines de friccin seconsidera corta la columna con respecto a la
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0.40
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0.48
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-
Tab la No . 1 Fr ic ci n en accesor io s.
TAMAOREDUCCION ABRUPTAAMPLIACION ABRUPTA
Usando los 3 primeros dia metros
para el ta mao del tubo.Diametro menorDiametro mayor=
VALVULA DE COMPUERTA
ABIERTA 1/4
1/4 1/4
1/2
1/2 1/2
3/4
3/4 3/4CERRADA
CERRADA
CERRADA
VALV.GLOBO
ABIERTA
VALV.ANGULO
ABIERTA
VALVULA
CHECKABIERTA
CAMBIOSDE
DIAMETRO
CODO90
STANDARD
CODO90
CURVAMEDIA
CODO90
CURVALARGA
CODO45
CODO90
CUADRADO
CURVA
CERRADA
TEE
ENLINEA
TEE
ENANGULO
PULG.
LONGIT UD EQUIVA LENTE DE TUBO RECTO (E N PIES)
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dD
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100110120130140150160170180190200220240260280300320340360380400450500550600650700750
800850900950
10001100120013001400150016001800200022002400260028003000320035003800420045005000550060006500700080009000
100001200014000160001800020000
2.104.216.318.42
10.52
0.900.961.021.081.151.211.281.401.531.661.791.912.052.182.302.432.602.923.193.523.844.174.464.80
5.105.485.756.066.387.037.668.308.959.58
10.2111.5012.7814.0515.32
7.4027.057.098.0
147.0
0.080.090.100.110.130.140.150.180.220.250.280.320.370.410.450.500.540.680.820.971.141.341.541.74
1.902.202.462.872.973.524.174.855.506.247.008.78
10.7112.7814.20
1.202.413.614.816.02
7.229.0210.8412.03
0.900.981.061.151.221.311.391.471.551.631.842.042.242.452.652.863.06
3.263.473.673.884.084.494.905.315.716.126.537.358.168.989.80
10.6111.4112.2413.0514.3015.51
1.907.00
14.7025.0038.00
53.0080.00108.20136.00
0.060.070.080.090.110.120.140.150.170.190.230.280.330.390.450.520.59
0.660.750.830.911.031.191.401.621.872.132.392.953.594.245.045.816.707.627.80
10.0813.40
1.492.232.983.72
4.465.606.697.449.30
11.1513.0214.88
1.081.141.281.421.561.701.841.992.13
2.272.412.562.702.843.133.413.693.984.264.555.115.686.256.817.387.958.529.109.95
10.8011.9212.7814.20
2.144.557.80
11.70
16.4025.0035.0042.0064.0089.00
119.00152.00
0.0690.0750.9500.1130.1350.1590.1900.2200.240
0.2700.3100.3400.3800.4100.4900.5800.6700.7800.8900.9801.2101.4901.8102.0802.4302.7503.1503.5104.1604.9005.8806.9008.400
0.861.291.722.14
2.573.213.864.295.366.437.518.589.65
10.7211.7812.8713.9215.0116.0617.1618.2119.30
1.041.151.251.371.461.58
1.671.791.882.002.102.312.522.712.923.153.343.754.174.595.005.475.846.016.687.307.988.769.45
10.5011.5512.6013.6514.60
0.571.202.033.05
4.306.509.10
11.1016.6023.0031.2040.0050.0060.0072.0085.0099.70
113.00129.00145.00163.80180.00
0.060.070.080.090.100.11
0.130.140.160.180.190.230.270.320.360.410.470.580.710.840.991.171.321.491.671.972.362.773.223.924.655.506.457.08
0.630.941.261.57
1.892.362.833.153.804.725.516.307.087.878.669.44
10.2311.0211.8012.5913.3814.7114.9515.7417.3118.8920.4622.04
1.361.441.521.601.761.922.082.242.392.562.873.193.513.834.154.474.795.125.596.076.707.188.018.789.58
10.3911.1812.7814.3715.96
0.260.560.951.43
2.013.004.245.207.30
11.0014.7018.8023.2028.4034.0039.6045.9053.0060.0068.0075.0084.0093.00
102.00122.00143.00166.00190.00
0.080.0840.0950.1000.1200.1400.1700.1900.2100.2400.3000.3700.4400.5200.6000.6800.7800.8801.0401.2001.4401.6402.0302.3902.7903.3203.7004.7405.9007.190
0.610.821.02
1.231.531.842.042.553.063.574.084.605.115.626.136.647.157.668.178.689.199.70
10.2111.2312.2513.2814.3015.3216.3417.3418.3819.4020.4222.4724.5226.55
1.021.121.231.331.431.531.631.842.042.252.452.662.863.083.273.593.884.294.605.135.646.136.647.158.179.20
10.2012.2514.30
0.200.330.50
0.791.081.491.822.733.845.106.608.209.90
11.8013.9016.1018.4020.9023.7026.5029.4032.6035.8042.9050.0048.0067.0076.0086.0096.00
107.00118.00129.00154.00182.00211.00
0.040.040.050.06
0.0640.070.080.100.120.150.170.200.230.270.300.350.410.490.560.680.820.941.101.251.612.012.443.414.54
0.520.65
0.780.981.181.311.631.962.292.612.943.273.593.924.244.584.915.235.565.886.216.547.187.848.489.159.81
10.4611.1111.7612.4213.0714.3815.6913.9918.3019.6120.9222.2223.5324.8426.14
1.281.421.561.701.841.982.132.262.492.692.993.203.543.904.254.614.975.686.357.078.509.95
11.3812.7614.20
0.110.17
0.230.360.500.610.921.291.722.202.803.324.014.655.406.207.107.908.109.80
10.8012.0014.5016.8018.7022.30
25.5029.0034.1035.7039.6043.1052.0061.0070.0081.0092.00
103.00116.00128.00142.00156.00
0.040.050.060.070.080.090.100.120.140.170.200.220.27
0.330.380.450.520.660.810.981.401.872.402.973.60
0.45
0.540.680.820.911.131.361.591.822.042.272.452.722.893.183.333.633.784.094.224.545.005.455.916.356.827.267.718.179.639.089.99
10.8911.8012.7113.6214.5215.4316.3417.2518.1620.4022.7024.9627.23
1.091.161.271.371.461.561.731.912.042.262.502.732.963.183.644.084.545.466.377.288.189.10
0.07
0.100.150.210.250.380.540.710.911.151.381.581.922.162.573.003.283.544.084.334.966.007.008.109.20
10.5011.8013.3014.0015.5017.8021.3025.1029.1033.4038.0042.8047.9053.0049.0065.0078.0098.00
117.00137.00
0.020.027
0.300.0370.0410.047
0.050.070.080.09
0.110.130.150.170.230.280.330.480.630.811.021.23
0.510.640.770.891.021.151.281.411.531.661.791.912.042.172.302.422.552.813.063.313.573.824.084.334.604.845.115.626.136.647.157.668.178.689.199.69
10.2111.4912.7714.0415.3216.5917.8719.15
20.4221.7022.98
0.060.090.130.170.220.280.340.410.470.530.630.730.810.911.001.121.221.461.771.972.282.622.913.263.614.014.405.206.207.208.209.30
10.5011.7013.1014.0016.0019.8024.0028.7033.7039.0044.9051.00
57.0064.0071.00
0.490.570.650.730.820.900.981.061.141.221.311.391.471.551.631.791.962.122.292.452.612.772.943.103.273.593.924.254.584.905.235.545.876.196.547.358.178.999.80
10.6211.4412.26
13.0713.8914.7115.5216.3417.9719.61
0.040.060.080.090.110.140.160.190.210.240.270.310.340.380.410.490.580.670.760.880.981.081.221.351.481.772.082.412.773.143.543.974.414.865.406.708.109.60
11.3013.2015.1017.20
19.4021.7024.0026.7029.20
34.940.90
0.570.620.680.740.790.850.910.961.021.081.131.251.361.471.591.701.821.922.042.162.272.502.722.953.183.403.643.844.084.314.555.115.686.256.817.387.958.50
9.089.6510.2310.7711.3412.4813.6114.7215.9017.0218.10
TUBO 8"
TUBO 10"
TUBO 12"
TUBO 14"
TUBO 16"
TUBO 20"
TUBO 24"
TUBO 30"
PERDIDAS POR FRICCION A CADA 100 PIES DE TUBERIA (EN PIES)BASADA EN LA FORMULA DE WILLIAMS & HAZEN
TAMAOS DE TUBO DE FIERRO STANDARD EN PULG.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Vel.Pies
x Seg.
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
Perd.CargaPies
1/2" 3/4" 1" 1-1/4" 1-1/2" 2" 2-1/2" 3" 4" 5" 6"
0.040.050.06
0.0760.080.100.110.120.140.150.170.210.240.270.320.360.400.450.500.550.620.730.871.001.141.321.471.621.832.002.202.742.903.964.655.406.217.12
7.968.9510.1111.2012.0414.5517.1018.4022.6025.6026.90
DIAMETRO
GPM
7/21/2019 Manual bombas
7/29
BOMBASOM S
RPag. 6
1/2
0.62vel. cargapps pies
15.80D. NOM.
D.I. (plg).
gastoGPM LPS
D.I. (mm).3/4
0.82vel. cargapps pies
20.931
1.05vel. cargapps pies
26.64
1-1/4
1.38vel. cargapps pies
35.051-1/2
1.61vel. cargapps pies
40.892
2.07vel. cargapps pies
52.50
2-1/2
2.47vel. cargapps pies
62.713
3.07vel. cargapps pies
77.93
4
4.03vel. cargapps pies
102.26
6
6.06vel. cargapps. pies
153.90
PERDID AS POR FRICCION A CADA 100 `PIES DE TUBERIA (EN PIES)BASADA EN LA FORMULA DE WILLIMS & HAZEN
TAMAOS DE T UBO DE PVC S TANDARD EN PULG.
D.NOM. 8
D.I. (plg) 7.57
D.I.(m m)192.40
D.NOM. 10
D.I. (plg) 9.47
D.I.(m m)240.60
D.NOM. 12
D.I. (plg) 11.93
D.I.(m m)303.00
D.NOM. 15
D.I. (plg) 14.70
D.I.(m m)373.38
D.NOM. 18
D.I. (plg) 17.85D.I.(m m)453.36D.NOM. 21
D.I. (plg) 21.18D.I.(m m)538.04
D.NOM. 24
D.I. (plg) 23.83
D.I.(m m)605.31D.NOM. 27
D.I. (plg) 26.86D.I.(m m)682.17
7/21/2019 Manual bombas
8/29
3Capac idad -m /h
Capacidad-gpm
Friccion
entubodecolumna-@100pies(enpies)
y@100mts.(enmts)
Factor de Conversin: 1 L.P.S. = 15.85 G.P.M.
TABLA DE FRICCION EN TUBERIA DE COLUMNA
5030 40 60 70 80 100 200 300 400 500600 800700 1 000 2 000 3 000 4 0005 000 7 000
9.08
6.81
11.35
13.62
15.89
18.16
22.70
45.40
68.10
113.50
90.80
136.20
181.60
158.90
227.00
454.00
908.00
681.00
1135.00
1589.00
10
8
6
4
2
3
5
7
9
1.00
0.80
0.70
0.90
0.60
3x1-1/4
8x3
8x2-1/2
8x2
10x3-1/2
12x3-1/2
10
x3
12
x31
0x2-1/2
10
x2
4x2
4x1-1/2
4x1-1/4
5x2 5
x1-1/2
5x1-1/4
6x2-1/2
6x2
6x1-1/2
14
x4
12
x2
12x2-1/2
14
x3-1/214
x3
14x
2-1/2
16
x4
16x3-1/
2
1
6x3
16x2-1/2
Nota: La frciccin fue determinada en pruebas d e laborator io con tubo nuevo (C=140 )Las etique tas sobre las lin eas diagon ales muestran el diametro nomina l (en plg.) exterior del t ubo de columna, y el diametro exterior del tubo decubierta, en su caso. Para el t ubo de columna, se tomo el diametro in terior para la construccio n de la tabla mostrada, este val or fue redondea do altamao nominal del tubo, esto hasta 12 plg. solamente. (por ejemplo, 10 plg. = 10.2 plg. ID). Para tubo de 14 pulgadas y mayor, el diametroimportant e es el equival ente al dimetr o exterior del tubo menos 3/8" de espesor de pared (por ejemplo, 16 plg. = 15-1/4 " ID). Para la cubi ertainterior ( en caso de lubricac ion aceite), El calculo fue basado en el diametro exterior de tubo standa rd (acero al carbon). De este modo 8" x 2" en latabla , realmente seria 8.071" x 2-3/8", y 1 6" x 3" es 15-1/4" x 3-1/2".
BOMBASOM S
RPag. 7
TABLA No. 2 FRICCION EN TUBERIA DE COLUMNA
TABLA No. 3
3Capacidad-m /h
Capacidad-gpm
Friccion-(pies)
Friccion-(mts)
10 20 30 4 0 60 8 0100 200 400 700 1 000 2 000 4 000 10 000
2.
27
4.
54
9.
08
13
.62
18
.16
22
.70
45
.40
90
.80
15
8.
90
22
7.
00
45
4.
00
90
8.
00
2227.
00
10
8
6
4
2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.01
3.048
2.438
1.829
1.219
0.609
0.305
0.244
0.183
0.122
0.061
0.030
0.024
0.018
0.012
0.006
0.003
Dia
metr
od
ela
Descarg
a
pulg
.
4 5 6 8 14
161
/
2
2
3 10
12
Factor de Conversin: Plg. x 25.40 = mm
FRICCION EN CABEZALES
DE DESCARGA
7/21/2019 Manual bombas
9/29
8700
7100
5500
4000
3000
2000
1000
900
800
700
600
500
30
24
20
18
16
14
.01
12
10
9
8
400
300
200
150
100
90
80
70
60
50
40
30
20
15
7
6
5
4
3
2.5
2
1.5
1.0
.9
.8
.7
.6
10
7
6
8
9
5
4
3
2
1.5
1.0
.9
.8
.7
.6
.3
.5
.4
.2
.1
GASTOENGALONESPORMINUTO
DIAMETROINTERIORDELTUBOE
NPULG.
FRICCIONPORCADA100PIESDETUBOENPSI
FRICCIONEN
100PIESDETUBOENPIESDEC
ARGA
VELOCIDADENPIESPORSEGUNDO
NOMOGRAMAPARACALCULO
DE
PERDIDASPORFRICCIONATRAVESDE
TUBODEPVC
3
4A
4B
1 2 3 4A
4B
12
LOSVALORESDEESTAGRAFICASONB
ASADOS
SEGUN
LA
FORMULA
DEHAZENWILLI
ANS:
COMOUSARESTENOMOGRAMA:
EJEMPLO:
.02
.03
.04
.1
.2
.3
.4
.6
.8
1.0
.01
.02
.03
.04
.06
.08
.1
.2
.3
.4
.6
.8
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
8.0
10
2
3
4
6
8
10
20
30
40
60
20
30
40
60
80
100
80
100
200
300
600
1000
400
800 2000
1000
800
600
400
300
200
1.0
.1
.2
.3
.4
1.5
.6
.8
2.0
.2
.4
.6
.8
3.0
.2
.4
.6
.8
4.0
4.5
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
22
24
26
28
30
40
50
(1)SELECCIONEELDIAMETRODETUBO
(DiametroInterior).
(2)DETERMINEELFLUJOTOTALDEAGUAQUEPASARAATRAVESDELTUBO.
(3)COLOQUEUNAREGLAENESTOSDOSPUNTOS.
(4)LOSPUNTOSINTERCEPTADOSENLASGRAFICASDEFRICCIONACADA
100PIESDETUBOYDEVELOCIDAD
,NOSDARANLOSVALORES
CORRESPONDIENTES.
TUBOTIPO2
PV-160(I.D.2.193)
CONUNGAS
TODE40GPM
(1)SECOLOCA
UNAREGLAENTRELAGRAFICADEGASTO
YDIA.DETU
BO,SEGUNLOSDATOSINDICADOS.
(2)SELEE0.95
(or2.2ft)ENLAGRAFICADEPERDIDAS
PORFRICCIO
N.
(3)YENLAGRA
FICADEVELOCIDADSELEE3.49ft
PORSEGUNDO
f=0.2083
(
)
100
1.85
1.85
1.85
c
4.8655
4.866
qxd
q
d
or
f=
0.0985
f=Friccinporcada100piesdetuberia.
d=Diametrointeriordeltuboenpulg.
q=FlujoenGalonesporMinuto.
c=Constanteporrugosidadinteriordeltub
o(150paraPVC)
BOMBASOM S
R Pag. 8
7/21/2019 Manual bombas
10/29
BOMBASOM S
RPag. 9
DEFINICIONES BASICAS
1.1.- GASTO Este se da en LTS/SEG y es la razn a lacual el volumen de agua cruza la seccin transversal deltubo en una unidad de tiempo.
1.2..- NIVEL DINAMICO Es la distancia verticaldesde el nivel de referencia hasta la superficie delagua cuando se encuentra en operacin el equipo debombeo.
1.2..- NIVEL ESTATICO Es la distancia verticaldesde el nivel de referencia hasta la superficie delagua cuando se encuentra apagado el equipo debombeo.
1.3.- DIAMETRO DEL ADEME Es el diametromximo disponible para colocar el equipo de1.4.- TIPO DE LUBRICACION Esto se refiere altipo de lubricacin para la transmision, puede ser
agua aceite.1.5.- TIPO DE IMPULSOR Los tipos de impulsorpueden ser semi-abierto cerrado.
1.6.- VELOCIDAD (RPM) Es el numero de R.P.M. quenecesita la bomba para cumplir las condiciones dediseo, las mas comunes son ( 1 760 RPM. o 3600 RPM). Estos datos nos los da el cliente, pero nosotrospodemos dar algunas sugerencias para que el sistemade bombeo sea mas eficiente.
ABATIMIENTO
NIVELESTATICO
NIVELDINAMICO
PROFUNDIDAD
DEL POZO
DESCARGA LIBRE
ELEVACIONTOPOGRAFICA
NIVEL DE
REFERENCIA
TUBERIA DECONDUCCION A
LA DESCARGA
DIAMETRODE ADEME
IMPULSOR TIPOCERRADO
IMPULSOR TIPOSEMI-ABIERTO
7/21/2019 Manual bombas
11/29
7/21/2019 Manual bombas
12/29
BOMBASOM S
RPag. 11
Para fines de calcular la friccin en la columna de labomba proponemos un diametro inicial de acuerdo a latabla 4 que luego ratificaremos en el diseo del tubo decolumna. Y para la conduccin posterior al cabezal
PASO 3
DISEO DEL CUERPO O ENSAMBLE DE TAZONES
Con el gasto de diseo, buscamos la curva de operacin quenos de mejor eficiencia, y tratando de quedar en el lado
izquierdo del punto de mejor eficiencia.
Debemos siempre, tomar en cuenta el diametro del ademe,para as poder localizar la curva de operacin de acuerdo a lafamilia del modelo de tazn que corresponde, tomando encuenta el dimetro mximo disponible.
3.1 CALCULO DE LA CARGA POR PASO Y No. DE PASOS
TABLA No. 4 Dimetro inicial propuesto
DIAMETRO DEL TUBO DE COLUMNAGASTO (L/s)
5 - 12
12 - 20
20 - 40
40 - 70
70 - 110
110 - 160
3
4
6
8
10
12
CURVA DE OPERACION
12
1 - Carga terica por paso dimetro nominal.2.- Carga terica por paso dimetro recortado.
4.1.5.-Presin de operacin Es la presin que se requiere en elultimo punto de salida del agua, expresada en: MTS o PIES(Recordemos que: 1 kg/cm2=10 mts y 1 Lb/Plg2 = 2.31 Pies)puede esta presin de operacin ser cero si deseamos el agua adescarga libre.
(Para estos conceptos revisados y los calculos posteriores,
es necesario ver y analizar los diagramas de las pags.3,5,6,8 y 9, as como las tablas 1 y 2 de las pags. 4 y 7.
longitud adicional, normalmente nos vamos a un diametromayor al de columna de la bomba, aunque todo dependede un analisis de fricciones y ecnomico entre el costo de latuberia y el costo de energia de caballaje adicional con un
3.1.-Calculo de la Carga por paso y no. de pasosEn la curvade operacin seleccionada nos posicionamos en el gasto de
diseo y trazamos una linea vertical hasta tocar la curva deoperacin, de mayor dimetro, obteniendo el porcentaje deeficiencia de ese punto de operacin, luego trazamos unalinea horizontal en direccin a la carga total, la cual nos va adar el nmero de metros que eleva un paso de dicho modelo detazn-impulsor, y obtenemos el No. de pasos dividiendo laCDT
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Lo anterior matemticamente hablando sera:
c.p.p.2= F1 x F2 x c.p.p. 1 (ecn 2.1)
Donde F1 = (ef2/ef1) y F2 = (g1/g2)
c.p.p.2= carga real o ajustada por paso.
ef2= ef1menos los puntos por tazn no esmaltado y menoslos puntos por los numeros de pasos de nuestra
bomba. ef1= Es la eficiencia obtenida en las curvas de operacin.
g1= Gravedad especifica del agua destilada = 1.0
RECORTE DEL IMPULSOR
Si la carga real por paso multiplicada por el no. de pasos esmuy diferente a la C.D.T. requerida, (esto es porque se tomael entero mayor de la divisin), debemos corregirla y lamanera de hacerlo es mediante un recorte del diametro delimpulsor.
Es decir disminuir un poco el diametro del impulsor paraque disminuya su carga por paso y la CDT sea ms cercana ala que requerimos realmente.
Para calcular el recorte de un impulsor debemos hacer unproceso inverso o sea: partir primero de obtener la cargareal por paso, es decir la carga dinamica total dividida entreel no de pasos obtenidos anteriorment (ecn 2.2), con esacarga real por paso obtenemos la carga terica por paso
dividiendo la carga real por paso entre los factores decorreccin obtenidos en la ecn 2.1.O sea:c.p.p2= CDT/No de pasos
c.p.p1= c.p.p2 / (F1 x F2).
Con esta carga terica por paso, cruzada con el gasto del
La eficiencia de la curva de operacin menos los puntosrestados nos dara la nueva eficiencia o eficiencia real.
Para saber cual es la carga real por paso obtengo un factor decorreccin el cual es la divisin de la eficiencia real entre laeficiencia de la curva de operacin, con este factor lomultiplico por la carga por paso sin corregir, para obtener lacarga real por paso y de aqui obtenemos el no de pasos real.
Es decir obtenemos una solucin de tipo grafica
Solo debemos de tomar en cuenta los factores de correccinF1 y F2 mencionados anteriormente basados en disminuir laeficiencia a una eficiencia real y en la gravedad especificareal del agua a bombear.
Tambin tenemos que hacer la correccin por concepto degravedad especifica, es decir que si la gravedad especificadel agua es diferente a 1.0 tenemos que obtener un segundo
factor de correccin que es igual a la gravedad especifica delagua destilada (1.0) entre la gravedad especifica del agua quese pretende bombear.
Siempre las curvas de operacin nos muestran ciertosdimetros tipicos de operacin de impulsor a ciertosdimetros tipicos, a medida que el impulsor tiene menordiametro, la curva tiene menor carga a un determinado gasto.
La primera curva es la que corresponde al dimetro nominaldel impulsor, debemos ubicar o interpolar la curva en la quenuestro impulsor operara, esto se logra ubicando de unamanera relativa el dimetro nuevo (determinado en laseccin anterior), contra el dimetro nominal en la curva de
Existe una curva de caballaje por paso (Tabla "A" pag. 13),tambin de acuerdo al dimetro del impulsor, con la cualobtenemos los caballos de potencia consumidos por elequipo, en la parte inferior de la curva de operacin delmodelo seleccionado.
Estos caballos se obtienen, trazando una linea vertical delgasto en direccin a la curva elegida, tomando en cuentatambien el recorte si lo hubo, de este punto trazamos una
3.2 CALCULO DE LA POTENCIA CONSUMIDA
Esta potencia obtenida es la potencia que requiere la bombaen la flecha.
A esta potencia se debera agregar la potencia perdida en la
flecha de acuerdo a la tabla "B" de la pag. 13Hasta este momento tenemos el siguiente cuadro
resuelto:
* Modelo de tazn e impulsor y el no. de pasos* Diametro al que va a operar nuestro impulsor.* Carga dinamica total real a obtener* Caballos de potencia que nos va a consumir nuestro
equipo.
obtenemos los HP que nos consume un paso de dicho modelode tazn-impulsor.
Este valor lo multiplicamos por el no. de pasos obtenidos en laseccin anterior y obtendremos los hp totales consumidos pornuestra bomba en cuestin.
g2 = Gravedad especifica del agua que se pretende
bombear.c.p.p.1= Carga por paso torica obtenida en las curvas
de operacin.
No. de pasos = CDT/(c.p.p.2) (el entero mayor de estadivisin)(ecn 2.2)
La Eficiencia real es a la que va a trabajar realmente nuestrabomba, hasta ahora solo tenemos el punto de eficienciaobtenido en el inciso anterior, la cual es una eficiencia contazn esmaltado y con un numero de pasos tal, que no hay
necesidad de corregir dicha eficiencia.
Pero debemos analizar, los puntos de eficiencia que hay quedisminuir por no. de pasos y por no ser esmaltado, dato quepodemos ver en las tablas de la curva de operacin.
entre la carga que nos da por paso a la eficiencia del punto deoperacin, esa eficiencia sin embargo no es la real a la quetrabajara nuestra bomba, por lo que hay que hacer algunasconsideraciones al respecto.
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R
Pag. 13
Diametro-mm
Diametro-Plg.
Prdidas
enlaflecha
@100piesdecolumna(enh.p
.)
0.70.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 8
15.
24
12.
70
17.
78
20.
32
22.
85
25.
40
38.
10
50.
80
63.
50
101.
60
76.
20
127.
00
177.
80
203.
20
152.
40
0.7
0.2
0.9
0.3
0.5
0.1
1.5
2
4
2.5
3
5
1.0
0.6
0.15
0.8
0.25
0.4
TABLA "B" PERDIDAS DE POTENCIA EN LA FLECHA
34
50
17
50
28
75
1160
965
870
700
580
485
725
14
50
Nota: kW = 0.746 x hpo t a : kW = 0 7 46 x hp
TABLA "A" CURVA DE POTENCIA CONSUMIDA
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3.3 ANALISIS DE LA FLECHA DE TAZONES
Debemos tener en cuenta que la potencia que nos consumenuestra bomba, no debe exceder los limites de resistencia a latorsin que tiene la flecha del ensamble de tazones.
Esta resistencia depende del dimetro de la misma flecha, lavelocidad de rotacin a la que funciona, el empuje axialmximo a que est sometida dicha flecha y del material de
Para analizar nuestra flecha de tazones, en la tabla No.5 nosindica a que dimetro de flecha corresponde cada modelo detazn-impulsor, tenemos que tomar en cuenta la potencia enla flecha que ya calculamos en el punto anterior, y el empujeaxial, ya que el dimetro de flecha del ensamble de tazonesdebera ser mayor o igual la dimetro mnimo permisibleque aparece en la tabla 6, de otro modo se tendra que
consultar a la fbrica para realizar un diseo especial o un
TABLA No. 5
Flecha Dimetro Altura Flecha Altura Longitud Columna Paso
Modelo Tazones Mximo Succin Succin Descarga Cuerda Descarga Adicional
L. Agua L.Aceite
EmpujeAxial
Kg/Mt
PesoElementoRotativo
KgS E D C T L1 L2
6lsc 3/4 5 15/16 6.500 4.000 6.250 1.500 3" - 4" STD 5.100 20.100 30.100
6hxhc 7/8 5 5/8 6.500 4.000 7.825 1.500 4" STD 4.750 19.750 29.750
6hhc 1 5 3/4 6.500 4.000 7.825 1.500 4" STD 5.100 20.100 30.100
7hxhc 1 7 5.850 4.000 6.250 1.500 4" STD 5.850 20.200 30.200
8lsc 1 3/16 7 5/8 8.500 4.000 9.400 1.500 4" STD 6.500 23.500 33.500
8msc 1 3/16 7 3/4 10.350 5.000 9.400 1.500 4" STD 6.250 25.100 35.100
8hxhc 1 3/16 7 3/4 7.500 5.000 3.000 2.000 6" STD 6.100 21.600 31.600
8hhc 1 3/16 7 3/4 7.500 5.000 2.000 2.000 6" STD 7.625 23.125 33.125
8mfhc 1 3/16 7 3/4 7.750 5.000 2.000 2.000 6" STD 6.700 22.450 32.450
10lsc 1 3/16 9 15/16 10.750 5.000 9.400 2.000 6" STD 8.600 27.350 37.350
10msc 1 3/16 7 3/4 10.000 5.000 9.400 2.000 6" STD 7.825 25.825 35.825
10hxhc 1 1/2 9 11/16 8.750 5.000 9.000 2.000 8" STD 8.500 25.250 35.250
10hhc 1 1/2 9 11/16 8.750 5.000 9.000 2.000 8" STD 8.500 25.250 35.250
12lsc 1 1/2 11 15/16 11.250 5.000 9.250 2.000 8" STD 9.925 29.175 39.175
12msc 1 1/2 11 13/16 11.250 5.000 9.250 2.000 8" STD 9.850 29.100 39.100
12hxhc 1 15/16 1 11/16 11.750 7.000 10.000 2.750 10" STD 11.625 30.625 40.625
14msc 1 15/16 13 3/4 11.500 7.000 13.250 2.750 10" STD 12.750 31.500 41.500
14hhc 1 15/16 14 6.625 4.000 10.000 2.750 10" STD 14.000 27.875 37.875
18hhc 1 15/16 21 1/2 10.500 4.500 9.750 C/Brida Brida 12" STD 18.625 39.125 49.125
8msa 1 7 7/8 4.000 4.500 9.400 1.500 4" STD 6.000 18.500 28.500
8mfha 1 3/16 7 3/4 7.750 5.000 3.000 2.000 6" STD 6.700 22.450 32.450
10msa 1 1/2 6 5/8 10.000 5.000 9.400 2.000 6" STD 6.800 24.800 34.800
10hxha 1 1/2 9 11/16 8.750 5.000 9.000 2.000 8" STD 8.500 25.250 35.250
10hha 1
1/2 9 11/16 8.750 5.000 9.000 2.000 8" STD 8.500 25.250 35.250
12msa 1 1/2 11 5/8 11.250 5.000 9.250 2.000 8" STD 10.500 29.750 39.750
12hxha 1 15/16 11 3/4 11.750 7.000 10.000 2.750 10" STD 11.625 30.625 40.625
14msa 1 15/16 13 3/4 11.500 7.000 13.250 2.750 10" STD 12.750 31.500 41.500
Longitud Flecha 1er.Paso
P
C
D
S
T
E
L1
P'
C
E
S
T
D
L2
L1 = (S-E) + (TxNo. Pasos) + (D-C) + P
L2 = (S-E) + (TxNo. Pasos) + (D-C) + P'
CALCULO DE LA FLECHA DE TAZONES PARA BOMBAS VERTICALES
Lubricacin Agua
Lubricacin Aceite
donde:
L1 = Longitud flecha de tazones lubricacin aguaL2 = Longitud flecha de tazones lubricacin aceiteP = Proyeccin lubricacin agua 10 Pulg.P' = Proyeccin lubricacin aceite 20 Pulg.T = Altura tazn intermedioS = Altura succinE = Distancia inicio de succin a inicio flechaD = Altura descargaC = Longitud de la cuerda de la descarga
Esquema 1er. Paso L. Agua Esquema 1er. Paso L. Aceite
CUADRO DE ESPECIFICACIONES PARA EL CALCULO DE LA FLECHA DE TAZONES
2.2
3.3
6.1
5.1
3.6
8.3
5.4
11.5
15.6
6.1
6.2
15.4
20.4
8.9
11.8
12.7
14.8
29.8
52.0
16.4
15.6
11.2
15.3
20.1
18.6
23.0
14.8
1.6
1.4
1.6
2.7
3.2
3.2
3.2
3.2
3.2
5.4
5.4
6.8
7.8
6.3
6.0
12.0
15.0
20.0
68.5
3.2
3.2
5.4
6.8
6.8
7.7
12.0
15.0
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TABLA 6CABALLAJE ACEPTADO EN FUNCION DEL DIAMETRO DE FLECHA
Y EMPUJE AXIAL EN FLECHA DE LINEA ROSCADA ASI-C1045 @ 1760 RPM
Para materi al diferente a C1045 multiple por el siguiente factor.
Para velocid ad diferent e a 1760 RPM multipliq ue por el siguient e factor:
EMPUJE
AXIAL
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4.1 TUBO DE COLUMNA
4.2 TRANSMISION
PASO 4
DISEO DE LA COLUMNA DEL EQUIPO
De acuerdo al gasto que nos solicitan, elegimos el diametro detubo con la tabla No. 4, (pag. 11).
El diametro de tubo elegido debe acoplar con el tazn dedescarga, si no coincidieran, se hace un acoplamientomixto
checando con la fabrica, ya que es una restriccin quedebemos tomar en cuenta.
La longitud de la rosca del tazn de descarga (C) loencontramos en la tabla No. 5 (pag. 14).
Aqui el unico problema es calcular el dimetro de la flecha denuestra transmisin, y el dimetro a seleccionar va enrelacin a los H.P. que va a consumir nuestra bomba.
La tabla No.7, nos indica los caballos de potencia mximosque resiste una flecha a un determinado dimetro, estos HPya fueron calculados en el paso 3, lo nico que debemos haceres escoger un dimetro que este dentro del rango deresistencia de la flecha.
En el caso de que nuestros Hp se encuentren muy cerca de losvalores que nos limitan el dimetro de nuestra flecha serecomienda a criterio seleccionar el diametro siguiente.
Se debe tener mucho cuidado al escoger nuestra transmisinya que es un elemento muy importante de nuestra bomba.
Para un diseo ms preciso debemos tener en cuenta elempuje axial en los tazones y el peso mismo de las flechas,para obtener los kg de fuerza a los que esta sometida dichaflecha, y con la tabla 6 (ya analizada) obtenemos el caballajemximo que resiste la flecha involucrando tambin elmaterial y velocidad a la que gira. Dependiendo del tipo delubricacin, los componentes y funcionamiento de lacolumna se analizan en las proximas paginas.
3/4
1
1-3/16
1-1/2
1-11/16
1-15/16
1.9 - 4.92
5.5 - +
3/4 - 1-15/16
2-3/16 - +
0.652
0.750
1.053
1.500
-
1-1/2
2
2-1/2
2-1/2
3
29.4
98.0
147.0
294.0
490.0
686.0
15
50
75
150
250
350
9.9
33.0
49.5
99.0
165.0
231.0
8.26
27.55
41.33
82.65
137.75
192.85
H.P. MaximosDIAMETRO (Pulg)
3460FLECHA
FLECHA FACT. PARA MAT. ESPECIALES
CUBIERTA 1760
CMS. PULG 316SS 416SS
1160 970
SELECCION DEL DIAMETRO DE LA FLECHA EN RELACIONA LOS H.P. (Maximos) EN ACERO CR-1045 RECTIFICADO Y PULIDO A 1760 R.P.M.
TABLA No. 7
Lubricacin Aceite.Nom. de la Parte. Mat. Estandar Longitud.
Tubo de columna. Acero al carbn 3.05 Mts.Coples de tubo. Acero al carbn Varios.
Flecha intermedia. CR-1045 3.05 Mts.Coples de flecha. CR-1018 Varios.
Cubiertas Acero al Carbn 1.52 Mts.Chumaceras Bronce, SAE 40. -Estabilizador Neopreno. -
CALCULO DEL EMPUJE AXIAL. Debemos calcular elempuje axial al que est sometida la flecha del cuerpo detazones, el cual es el empuje hacia abajo ocasionado por lareaccin al girar los impulsores, dato que aparece en la tablaen kg/mt de carga y depende del modelo del tazn, ms elpeso del impulsor mismo que aparece en la misma tabla 5.
Ejem. 12ms de 6 pasos con CDT de 125 mts, su empuje axial
sera: 125 mts x 11.80 kg/mt = 1,475.00 kg de empuje.6 pasos x 6 kg/paso = 36 kg de peso.
Empuje axial total = 1,511.00 kg = 3,328.19 Lbs.
Con este empuje entramos en la tabla 6 y nos da el caballajemximo que resiste una flecha de " (es la que viene en el12ms) C-1045, el cual es alrededor de 235 h.p..
Ahora debemos mencionar que la flecha de tazones es dematerial T-416 de acero inoxidable y tiene un factor deincremento de 1.053 C-1045 antes de que experimente una
ruptura debido al efecto de torsin por los que la potenciamxima que resiste esta flecha de tazones de 1-1/2" es enrealidad 235 x 1.053 = 247.5 h.p.
Ntese que la tabla 6 aplica con mayor exactitud en casoscriticos para el anlisis de diseo de flecha para la transmisinintermedia, solo que el empuje axial debera incluir tambin elpeso mismo de todas las flechas intermedias.
La longitud de la flecha de tazones, esta dada por:Longitud de la flecha = Longitud de flecha en la succin (A) +Longitud de tazon intermedio x No. de tazones intermedios (B) +Longitud de la flecha en descarga (C) + Proyeccin.
Hay que notar que el No. de tazones intermedios es el no. depasos totales menos 1.0
Proyeccin.- En el caso de lubricacin agua es de 10" Enel caso de lubricacin aceite es de 20" de los cuales los primeros 10"lleva una funda o cubierta.
Lubricacin agua.Nombre de la Parte Material Estandar
Tubo de columna. Acero al carbn Coples de tubo. Acero al carbn
Flecha intermedia. CR-1045 Coples de flecha. CR-1018 Mariposas. Bronce SAE 40 Hule P/Mariposa. Neopreno.
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TRANSMISION EN CASO DE LUBRICACIONAGUA
Nuestra flecha tiene una longitud 120.5 pulgadas (
3.06 Mts ), las cuales se unirn a otra flecha delmismo dimetro por medio de un cople.
Esta flecha tiene un metalizado donde deberantrabajar las mariposas, estas mariposas o portachumacera tienen en su interior un buje o chumacerade hule cuya funcin es la de lubricar con el aguamisma a la flecha. La funcin de la mariposa es la deestabilizar la flecha cuando gira y se encuentra esta
8"
Metalizado
Metalizado
Metalizado
TUBO DE COLUMNA
de Acero al carbon
COPLES DE TUBOde Acero al carbn
FLECHA INTERMEDIAde C-1045
COPLES DE FLECHAde C1018
MARIPOSASde Bronce SAE 40
HULE PARA MARIPOSASde Neopreno
TAZON DE DESCARGA
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TUBO DE COLUMNAde Acero al carbon
COPLES DE TUBOde Acero al carbn
ESTABILIZADORde neopreno
FLECHA INTERMEDIAde C-1045
COPLES DE FLECHAde C-1018
CUBIERTAS
Acero al carbn
CHUMACERASde bronce SAE 40
TAZON DE DESCARGA
TRANSMISION EN CASO DE LUBRICACIONACEITE.
Nuestra transmisin intermedia cuando es lubricacinaceite consta de una flecha cuya longitud es 3.05 MTS.
y se une por medio de un cople a otra flecha.
Cada transmisin o columna interior, tiene doschumaceras, dichas chumaceras tienen la funcin deunir las cubiertas y lubricar las flechas.
Las cubiertas tienen una longitud de 1.52 MTS que es lamitad de una flecha y su funcin es la de alojar a laflechapara que no este en contacto con el agua, y puedalubricarse con el aceite, que viene desde el gotero queesta en el cabezal de descarga, y para que laschumaceras por medio de las venas que se encuentranen su interior permitan ir lubricando dicha flecha.
Al mismo tiempo tiene una funcion de estabilizacin,evitando vibracions que pudiera ocurrir.
Entre las cubiertas y el tubo de columna se colocancada tres tramos de cubierta un estabilizador, el cual esde neopreno y su funcin es la de amortiguar losmovimiento radiales de las cubiertas, al estar enmovimiento la flecha.
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Transmision motriz.
Nuestra transmision motriz tiene una longitud de3.05 mts., la cual tiene la particularidad que en unextremo de ella cuenta con un cuerda acme, la cualnos permite ajustar el juego axial en los impulsorespor medio de la tuerca de ajuste, esta tuerca tiene en
cada una de sus caras un opresor para asi evitar quese descalibre nuestra bomba cuando ya estaperfectamente calibrada.
Tambin cuenta con un metalizado que se encuentra a laaltura del estopero (cuando se trata de lubricacin agua)y por ultimo tiene un cople y un niple para unirse anuestra flecha intermedia.
Cuando es lubricacin aceite, se tiene una cubiertasuperior que esta roscada en su exterior, y que sirve paratensar la totalidad de la cubierta, por medio de unatuerca tensora alojada en el cabezal de descarga.
En la cuerda acme tiene la flecha por uno de sus ladosun cuero y una cua de arrastre, esta permite que elmovimiento de motor se trasmita a nuestra flecha.
Tuerca de ajuste rosca acmepara juego axial
Cua
Tapa
Flecha motriz
Cople
8"
Metalizado
Metalizado
Tuerca de ajuste rosca acmepara juego axial
Cua
Tapa
Flecha motriz
Cople
TRAMSMI
SIONMOTRIZPARALUBRICACIONAGUA
TRAMSMI
SIONMOTRIZPARAL
UBRICACIONACEITE
Flecha Motriz
Flecha Motriz
Cople de flecha
Niple
Cople de flecha
Cople de tubo
Flecha intermediaFlecha intermedia
Cople de flecha
Cople de Tubo
Mariposa
Cabezal de descargaCabezal de descarga
Estopero Estopero
Tensor
Elemento motriz
Elemento motriz
Tubo de columna
Tubo de columna
Estabilizador
Cubierta superior
roscada al cabezal de
deescarga
Chumacera
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DISTANCIA DEL METALIZADO SUPERIOR Y LONGITUD DE NIPLE
DE 3/4", 1", 1-3/16", 1-1/2", 1-11/16", 1-15/16"FLECHA MOTRIZ LUBRICACION AGUA
BOMBASOM S
RPag. 20
DIAMETRO
FLECHA
MOTRIZX
CABEZALES
3-4 6-8 10 12 10 EST.
10 2.5 17 4.5 21 4.0 17 4.5 22 5.0LONGITUD DEL NIPLE LUBRICACION AGUA
N = C + T - P - E - X
3/4
1
1 3/16
1 1/2
1 11/16
1 15/16
81
81
76
71
71
71
36.500
36.500
41.500
46.500
46.500
46.500
41.500
41.500
46.500
51.500
51.500
51.500
46.000
46.500
51.000
56.000
56.000
56.000
41.500
41.500
46.500
51.500
51.500
51.500
46.000
46.000
51.000
56.000
56.000
56.000
C C C C CE E E E E
Notas: Todas las unidades estn en Pulgadas.
El clculo de la longitud de esta medida est basado
en la siguiente ecuacin:
N=C+T-P-E-XEn donde:
N = Longitud del niple
C = Altura del cabezal
T = Longitud del tubo
P = Proyeccin Lubricacin Agua = 10"
E =Distancia de la base superior del cabezal inicio del estopero.X =Longitud del final del metalizado al inicio de la flecha motrz
12 EST.
22 3.0C E
48.000
48.000
53.000
58.000
58.000
58.000
Tuerca de ajusteCua
Tapa
Flecha motriz
Cople
MOTOR
H P
ALTURA
DEL
MOTOR
CABEZALES
3-4 6-8 10 12 10 EST.
10 2.5 17 4.5 21 4.0 17 4.5 22 5.0DISTANCIA DEL INICIO DE LA FLECHA MOTRIZ
AL INICIO DEL METALIZADO Y = (M + E)
US/1800RPM
SIEMENS/1800RPM
IEM
/1800-3600RPM
US/360
0RPM
5
7.510
15
20
25
30
40
50
60
75
100
125
150
200
2505
7.5
10
15
20
25
3040
50
60
75
100
125
15015
20
25
30
40
50
60
75
100
125
150
200
250300
3505
7.5
10
15
20
25
30
40
50
60
75
100
125
150
200
300
20.500
20.50020.500
26.500
26.500
28.000
28.000
31.500
31.500
34.500
34.500
40.000
40.000
46.000
46.000
46.000
23.000
23.000
23.000
27.000
27.000
30.000
30.000
34.500
34.500
36.500
36.500
40.500
46.000
46.000
46.000
54.500
20.500
20.500
20.500
20.500
26.500
28.000
28.00028.000
31.500
31.500
34.500
34.500
40.000
40.00025.500
27.000
28.000
28.000
31.500
31.500
36.000
36.000
40.000
45.000
45.000
49.000
49.00057.000
57.000
23.000
23.00023.000
29.000
29.000
30.500
30.500
34.000
35.500
38.500
38.500
44.000
44.000
50.000
50.000
50.00023.000
23.000
23.000
23.000
29.000
30.500
30.50030.500
35.500
35.500
38.500
38.500
44.000
44.00028.000
29.500
30.500
30.500
34.000
34.000
38.500
38.500
44.000
49.000
49.000
53.000
53.00061.000
61.00025.500
25.500
25.500
39.500
39.500
32.500
32.500
37.000
38.500
40.500
40.500
44.500
50.000
50.000
50.000
58.500
25.000
25.00025.000
31.000
31.000
32.500
32.500
36.000
34.500
37.500
37.500
43.000
43.000
49.000
49.000
49.00025.000
25.000
25.000
25.000
31.000
32.500
32.50032.500
34.500
34.500
37.500
37.500
43.000
43.00030.000
31.500
32.500
32.500
36.000
36.000
40.500
40.500
43.000
48.000
48.000
52.000
52.00060.000
60.00027.500
27.500
27.500
31.500
31.500
34.500
34.500
39.000
37.500
39.500
39.500
43.500
49.000
49.000
49.000
57.500
24.500
24.50024.500
30.500
30.500
32.000
32.000
35.500
34.000
37.000
37.000
42.500
42.500
48.500
48.500
48.50024.500
24.500
24.500
24.500
30.500
32.000
32.00032.000
34.000
34.000
37.000
37.000
42.500
42.50029.500
31.000
32.000
32.000
35.500
35.500
40.000
40.000
42.500
47.500
47.500
51.500
51.50059.500
59.50027.000
27.000
27.000
31.000
31.000
34.000
34.000
38.500
37.000
39.000
39.000
43.000
48.500
48.500
48.500
57.000
25.000
25.00025.000
31.000
31.000
32.500
32.500
36.000
34.500
37.500
37.500
43.000
43.000
49.000
49.000
49.00025.000
25.000
25.000
25.000
31.000
32.500
32.50032.500
34.500
34.500
37.500
37.500
43.000
43.00030.000
31.500
32.500
32.500
36.000
36.000
40.500
40.500
43.000
48.000
48.000
52.000
52.00060.000
60.00027.500
27.500
27.500
31.500
31.500
34.500
34.500
39.000
37.500
39.500
39.500
43.500
49.000
49.000
49.000
57.500
25.500
25.500
25.500
25.500
31.500
33.000
33.00033.000
36.500
36.500
39.500
39.500
45.000
45.00030.500
32.000
33.000
33.000
36.500
36.500
41.000
41.000
45.000
50.000
50.000
54.000
54.00062.000
62.00028.000
28.000
28.000
32.000
32.000
35.000
35.000
39.500
39.500
41.500
41.500
45.500
51.000
51.000
51.000
59.500
C C C C CE E E E E
M
A
RC
A
&
R.P.M.
Notas: Todas las unidades estn en Pulgadas.
El clculo de la longitud de esta medida est basado en la siguiente ecuacin:
Metalizado
M
Y = M + E
En donde:
M =Altura del motor
E =Dist. de la base superior del cabezal al inicio del estoperoY = Long. del inicio del metalizado al final de la flecha motrz
M
Y
C
E
12 EST.
22 3.0C E
23.500
23.50023.500
29.500
29.500
31.000
31.000
34.500
34.500
33.500
37.500
43.000
43.000
49.000
49.000
49.00023.500
23.500
23.500
23.500
29.500
31.000
31.00031.000
34.500
34.500
37.500
37.500
43.000
43.00028.500
30.000
31.000
31.000
34.500
34.500
39.000
39.000
43.000
48.000
48.000
52.000
52.00060.000
60.00026.000
26.000
26.000
30.000
30.000
33.000
33.000
37.500
37.500
39.500
39.500
43.500
49.000
49.000
49.000
57.500
25.500
25.50025.500
31.500
31.500
33.000
33.000
36.500
36.500
36.500
39.500
45.000
45.000
51.000
51.000
51.000
X
T120"
Longitud Niple N
P10"
7/21/2019 Manual bombas
22/29
BOMBASOM S
RPag. 21
LONGITUD DEL NIPLE
LUBRICACION ACEITE
Tuerca de ajusteCua
Tapa
Flecha motriz
CopleMOTOR
H P
ALTURA
DEL
MOTOR
AL TURA CABEZALES3-4 6-8 10 12 10 -12 EST.
10 17 21 17 22LONGITUD DEL NIPLE
N = M + C - 20
US/1800RPM
SIEMENS/1800RPM
IEM
/1800-3600RPM
US/3600RPM
5
7.5
10
15
20
25
30
40
50
60
75100
125
150
2002505
7.5
10
1520
25
30
40
50
60
75
100
125
15015
20
25
30
40
5060
75
100125
150
200
250
300
3505
7.5
10
15
20
25
30
40
50
60
75
100125
150
200
300
20.500
20.500
20.500
26.500
26.500
28.000
28.000
31.500
31.500
34.500
34.50040.000
40.000
46.000
46.00046.000
23.000
23.000
23.000
27.000
27.000
30.000
30.000
34.500
34.500
36.500
36.500
40.50046.000
46.000
46.000
54.500
20.500
20.500
20.500
20.50026.500
28.000
28.000
28.000
31.500
31.500
34.500
34.500
40.000
40.00025.500
27.000
28.000
28.000
31.500
31.50036.000
36.000
40.00045.000
45.000
49.000
49.000
57.000
57.000
15.500
17.000
18.000
18.000
21.500
21.50026.000
26.000
30.00035.000
35.000
39.000
39.000
47.000
47.00013.000
13.000
13.000
17.000
17.000
20.000
20.000
24.500
24.500
26.500
26.500
30.50036.000
36.000
36.000
44.500
22.500
24.000
25.000
25.000
28.500
28.50033.000
33.000
37.00042.000
42.000
46.000
46.000
54.000
54.00020.000
20.000
20.000
24.000
24.000
27.000
27.000
31.500
31.500
33.500
33.500
37.50043.000
43.000
43.000
51.500
26.500
28.000
29.000
29.000
32.500
32.50037.000
37.000
41.00046.000
46.000
50.000
50.000
58.000
58.00024.000
24.000
24.000
28.000
28.000
31.000
31.000
35.500
35.500
37.500
37.500
41.50047.000
47.000
47.000
55.500
22.500
24.000
25.000
25.000
28.500
28.50033.000
33.000
37.00042.000
42.000
46.000
46.000
54.000
54.00020.000
20.000
20.000
24.000
24.000
27.000
27.000
31.500
31.500
33.500
33.500
37.50043.000
43.000
43.000
51.500
27.500
29.000
30.000
30.000
33.500
33.50038.000
38.000
42.00047.000
47.000
51.000
51.000
59.000
59.000
C C C C C
M
A
R
C
A
&
R.P.M.
Notas: Todas las unidades estn en Pulgadas.
El clculo de la longitud de esta medida est basado en la siguiente ecuacin:
La longitud de la flecha motrz y el tubo ser de 120" para respetar la longitud el niple
M
N = M + C - 20
En donde: N = Longitud del Niple
M =Altura del Motor
C =Altura del Cabezal
20 de Proyeccin
10.500
10.500
10.500
16.500
16.500
18.000
18.000
21.500
21.500
24.500
24.50030.000
30.000
36.000
36.00036.000
17.500
17.500
17.500
23.500
23.500
25.000
25.000
28.500
28.500
31.500
31.50037.000
37.000
43.000
43.00043.000
21.500
21.500
21.500
27.500
27.500
29.000
29.000
32.500
32.500
35.500
35.50041.000
41.000
47.000
47.00047.000
17.500
17.500
17.500
23.500
23.500
25.000
25.000
28.500
28.500
31.500
31.50037.000
37.000
43.000
43.00043.000
22.500
22.500
22.500
28.500
28.500
30.000
30.000
33.500
33.500
36.500
36.50042.000
42.000
48.000
48.00048.00010.500
10.500
10.500
10.50016.500
18.000
18.000
18.000
21.500
21.500
24.500
24.500
30.000
30.000
17.500
17.500
17.500
17.50023.500
25.000
25.000
25.000
28.500
28.500
31.500
31.500
37.000
37.000
21.500
21.500
21.500
21.50027.500
29.000
29.000
29.000
32.500
32.500
35.500
35.500
41.000
41.000
17.500
17.500
17.500
17.50023.500
25.000
25.000
25.000
28.500
28.500
31.500
31.500
37.000
37.000
22.500
22.500
22.500
22.50028.500
30.000
30.000
30.000
33.500
33.500
36.500
36.500
42.000
42.000
20"Proyeccin
25.000
25.000
25.000
29.000
29.000
32.000
32.000
36.500
36.500
38.500
38.500
42.50048.000
48.000
48.000
56.500
Flecha Motrz Lubricacin Aceite
Tubo120"
Niple N
Flecha Motrz 120"
Cabezal C
Motor M
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BOMBASOM S
RPag. 22
4.3 ANALISIS DE EMPUJE AXIAL Y JUEGO AXIAL (ESTIRAMIENTO)
La flecha de la columna de la bomba (no la de los tazones),experimenta un fenmeno de estiramiento, debido a que losimpulsores producen una reaccin empuje hacia abajo, asicomo por el efecto del peso mismo de la flecha de la columna,por lo cual debemos calcular este fenomeno, para por mediode la tuerca de ajuste compensar dicho estiramiento y
eliminar el peligro de que dichos impulsores arrastren sobreel tazn as como para que nuestros impulsores trabajen en ellugar optimo de eficiencia .
Para poder sacar el estiramiento tenemos que observar latabla No. 8
ESTIRAMIENTO
Este estiramiento. depende de tres cosas bsicamente.
a) El empuje hacia abajo ejercido por el impulsor al estar enfuncionamiento, el cual depende de la C.D.T., la geometra yel peso del impulsor.
b) El largo de la flecha de la columna.
EXPLICACION DEL USO DE LA TABLA
Para obtener el empuje axial del impulsor nos vamos a la tabla5, y con la C.D.T. (calculada en el paso 2), y el No. de pasos,obtenemos el empuje total hacia abajo que soporta la flechade la columna en conjunto, es decir:
HT= (Empuje axial x CDT) + (peso del impulsor x No. depasos)
El resultado de est operacin es el empuje hacia abajo, solofalta considerar el peso mismo de la flecha, lo que obtenemosdirectamente de la tabla No 7, multiplicando el peso de unaflecha, por el numero de flechas que tiene la bomba.
Luego la tabla 8 nos relaciona la carga axial total y el dimetrode la flecha, obteniendo el estiramiento por cada 100 pies, y asobtenemos el estiramiento total.
226.8
272.1362.8
454.0
544.0635.0
725.7
816.5907.2
1,088.6
1,270.01,451.5
1,632.9
1,814.41,995.8
2,177.2
2,358.72,540.0
2,721.6
2,948.33,175.0
3,401.93,628.74,082.3
4,535.9
5,443.06,350.0
7,257.0
8,165.09,072.0
9,979.0
10,886.011,793.0
12,701.0
13,608.014,515.0
500
600
8001,000
1,2001,4001,600
1,800
2,0002,400
2,800
3,2003,600
4,000
4,4004,800
5,200
5,6006,000
6,500
7,000
7,5008,000
9,00010,000
12,000
14,00016,000
18,000
20,00022,000
24,000
26,00028,000
30,000
0.047
0.056
0.0750.094
0.1120.1310.150
0.169
0.1870.225
0.262
0.026
0.032
0.0420.053
0.0630.0740.084
0.095
0.1050.127
0.148
0.1690.190
0.211
0.2400.253
0.274
0.018
0.022
0.0300.037
0.0450.0520.060
0.067
0.0750.090
0.105
0.1190.135
0.150
0.1640.179
0.194
0.2090.224
0.243
0.260
0.012
0.014
0.0190.024
0.0280.0330.038
0.042
0.0470.056
0.066
0.0850.094
0.103
0.1130.122
0.131
0.1410.153
0.164
0.176
0.1880.211
0.2340.281
0.009
0.011
0.0150.019
0.0220.0260.030
0.033
0.0370.044
0.052
0.0590.067
0.074
0.0810.089
0.096
0.1070.111
0.120
0.129
0.1390.148
0.1670.185
0.222
0.2590.296
0.007
0.008
0.0110.014
0.0170.0200.022
0.025
0.0280.034
0.039
0.0450.051
0.056
0.0620.067
0.073
0.0790.084
0.091
0.098
0.1050.112
0.1260.140
0.168
0.1960.224
0.252
0.280
0.0060.009
0.011
0.0130.015
0.018
0.0200.022
0.026
0.0300.040
0.044
0.0480.053
0.057
0.0620.066
0.071
0.0770.082
0.0880.0980.110
0.132
0.1540.176
0.198
0.2200.242
0.264
0.286
0.009
0.0110.012
0.0140.016
0.018
0.0210.025
0.028
0.0320.036
0.039
0.0430.046
0.050
0.0530.058
0.062
0.0670.071
0.080
0.0890.106
0.124
0.1420.160
0.176
0.1950.213
0.230
1.9 cm
3/4"
2.54 cm
1"
3.01cm
1-3/16"
3.81cm
1-1/2"
4.28 cm
1-11/16
4.92 cm
1-15/16"
5.5 cm
2-3/16"
6.19 cm
2-7/16"
ALARGAMIENTO DE FLECHAEN PULGADAS POR CADA 100 PIES (30.4) MTS. DE FLECHA
TABLA No. 7TABLA No. 8
DIAMETRO DE LA FLECHA
KGS
Resultados obtenidos
Por medio de la ecuacin:
H.T.= (Empuje axial x C.D.T.) +
(peso del Impulsor x No. de pasos)+Peso de las fl
En donde:
E= Alargamiento (Pulg)
L= Largo de la flecha (pies)
e= Modulo de elasticidad (29,000,000)H.T.= Carga Axial (Lbs)G.S.A. = Seccin area de flecha (Pulg )
L x 12 x H.T.
L x 12 x H.T.
ex G.S.A.
29,000,000 x Area de la flecha
Datos optenidos de las curvas de operacin
Pi x d E2. =G.S.A
4
1 Pie = 12 Pulg.
1 Kg = 2.20 Lbs.
1 Pulg. = 2.54 Cm
1 Mt = 3.28 PiesEQUIVALENCIAS
LBS
CARGA AXIAL
PESO DE 10' DE FLECHA Y COPLE (Kg.) 7.05 12.50 17.68 28.26 35.91 47.65 59.33 73.67
E =
E =
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BOMBASOM S
RPag. 23
PASO5
DETERMINACION DEL CABEZAL DEDESCARGA
PASO6
CALCULO DEL ELEMENTO MOTRIZ
Este es de acuerdo al diametro del tubo utilizado.
Sus partes son: Estopero, prensa empaque, empaquegrafitado, bridas tanto succin como descarga
Y en lubricacin aceite ademas de estos elementostambin lleva estrella, deposito y conexiones.
El elemento mtriz es el motor que dara la potenciapara poner a funcionar el equipo de bombeo, puedeser elctrico o de combustin interna.
Lo debemos escoger de acuerdo al caballaje queconsume nuestro equipo y tomando en cuenta lasperdidas mecnicas en las flechas y nunca limitado,pues corremos el riezgo de forzarlo.
Tapa tuerca cubierta (estrella)
Casquillo chumacera
Casquillo chumacera
Empaque tuerca cubierta
Empaque tuerca cubierta
Anillo prensa-empaque
Anillo prensa-empaque
Empaque grafitado
Empaque grafitado
Tuerca cubierta
Cubierta superior
Brida de descarga
Brida de descarga
Brida de succin
Brida de succin
DEPOSITO DE ACEITE
Lubricacin manual
CABEZAL DE DESCARGALUBRICACION ACEITE
CABEZAL DE DESCARGALUBRICACION AGUA
Metalizado
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RPag. 24
PASO7
CONSIDERACIONES DE INGENIERIA
7.1.- ANALISIS DEL NPSH.(CARGA NETA DE SUCCION POSITIVA)
Este punto es para obtener algunos datos criticos dediseo en el equipo de bombeo, que siempre hay
que
tomar en cuenta en lo que respecta a condiciones deoperacion y diseo.
El NPSHR requerido.- Es la carga neta positiva absolutarequerida en metros, que debera existir en la succin de labomba para prevenir la vaporizacin cavitacin del fluido.
Esta cantidad de carga en metros depende del diseo ygeometria del impulsor y lo define el fabricante en suscurvas de operacin. Dicha carga varia de acuerdo al
gasto y es basada en agua clara y con una gravedadespecifica de 1.0
El NPSHD disponible.- Es la carga neta Positiva absolutaque se dispone en metros en la succin de la bomba, si esta esmenor que la requerida se tendra el problema de vaporizaciono cavitacion en el sistema.
Esta carga disponible depende de las condiciones decomo este operando la bomba, mas que de la bombamisma,
Estas condiciones de operacin a las que nos referimosson: presin atmosfrica a la altitud de instalacin,temperatura del agua a bombear, la sumergencia de la
Para obtener el NPSH requerido, existe una curva quese encuentra dentro de las curvas de operacin, en laparte inferior de estas.
El valor en metros, lo encontramos trazando una lineavertical partiendo del gasto en direccin a la curva y deeste punto trazamos una linea horizontal y obtenemosel NPSH requerido.
El siguiente paso es obtener el NPSHD (NPSHDisponible) qu se calcula de la siguiente manera.
Para obtener dicho NPSHD, se debe siempre tomar unpunto de referencia constante; en el que se haran lasmediciones de presin o carga en metros ya sea, a favor(+), o en contra (-), que en el casode las bombasverticales se toma como punto de referencia la entradade agua en el primer impulsor de la bomba.
+NPS H A= 1 + 2 3 - 4 - 5
=L/10mt
=Perdidas por friccin
en la succin, en mts.
=Presin de vapor del
agua a la temperatura
de bombeo.
1 a) =PATM
4
5
3
2Q (MTS) HV=4(D x 5.04)
2
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2
3
4
.- Carga de velocidad en metros de agua en la
succion. (Normalmente es despreciable).
.- Carga esta tica en mts. sobre o bajo el nivel delprimer impulsor. Siendo esta carga positiva si el
nivel del liquid o esta sobre el impul sor o negat iva si
esta ba jo el nivel de primer impul sor. (Su mergencia
Desnivel)
.- Todas las perdidas por friccin en metros
incluyendo valvulas y accesorios que hubiera
entre el primer impul sor y la condu ccin de succi n
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-100
-5000
+500+1000
150020002500300035004000450050005500
60006500700075008000850090009500
10 00015 000
-304.8
-152.40.0
+152.4304.8457.2609.6762.0914.4
1066.81219.21371.61524.01676.4
1828.81981.22133.62286.02438.42590.82743.22895.63048.04572.0
31.0
30.529.929.428.928.327.827.326.826.325.825.424.924.4
24.023.523.122.722.221.821.421.020.616.9
788
775760747734719706694681668655645633620
610597587577564554544533523429
15.2
15.014.714.414.213.913.713.413.212.912.712.412.212.0
11.811.511.311.110.910.710.510.310.18.3
35.2
34.633.933.332.832.131.531.030.429.829.228.828.227.6
27.226.726.225.725.224.724.323.823.419.2
213.8
212.9212.0211.1210.2209.3208.4207.4206.5205.6204.7203.8202.9201.9
201.0200.1199.2198.3197.4196.5195.5194.6193.7184.0
05
10152025303540455055606570
7580859095
100
0.06230.0890
0.1250.1730.2380.3230.4320.5730.7520.9771.2571.6052.0312.5503.177
3.9314.8295.8947.1498.619
10.332
0.200.290.410.570.781.061.421.882.473.204.125.276.668.37
10.42
12.9015.8419.3423.4628.2833.90
PIES METROSPLG. HG MM. HG
LEC. BAROMETRICA PRESION ATMOSF.
PSI PIES AGUA
PUNTO DE EBULLI SiONDEL AGUA (F)
TEMP.C
PRESIONMTS. H2O PIES H2O
LECTURAS
BAROMETRICASYPRESIONATMOSFERICA
CORRES
PONDIENTESADIFERENTESALTITUDES
TABLA DE PRESION DEVAPORIZACION DEL AGUA
A DIFERENTES TEMPERATURAS
1.- a) Presin at mosfrica (P ATM)en metros en ellugar de instalacin la cual depen de de laaltura sobre el nivel del mar en el lugar deinstalacin. Se adjunta tabla.
b)En el caso de que el punto de succ in en elprimer impulsor fuera un tanque a presin
(enel caso de bombas enlatadas o levantadoras
depresin) al valor del inciso a) deberaagregarse la presin del tanque, es decir queesta presin nos incremetaria el NPSHD.
5 .- Pres in de vapor del agua bombeada a la
temperatura del agua bombeada, expresada en
mts de carga (adjunta mos tabla).
Sumando y restando los cinco elementos
mecionados anteriormente obtenemos el NPSHDel cual debera siempre ser al menos un metro
mayo r que el NPSHRpara no tener pr oblemas de
cavitacin.
Si esto no sucediera, deberan cambiarse las
condicione s de operacin de la bomba y la maner a
mas fc il de hacer lo es gener ando sume rgenc ia en
el primer impulsor, cuando las condiciones lo
permitan
Debido a la discusin anterior, la temperatura, la
gravedad especifica y el nivel de sumergencia
reque rido ti ene una gra n importanc ia ya que si la
bomba no se encuentra con un NPSH disponible
mayor que el NPSH requerido, se tendra el
fenomeno de cavitacin, el cual hace que por
condiciones de presin y temperatura dentro del
impulsor, s e generen bur bujas dentro del mismo,
que al pasar a una zona de baja a una de alta
presin es tallan, generando datos importantes al
impulsor y al funcionamiento de la bomba en
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BOMBASOM S
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SECCION 3
EJEMPLO DE CALCULO
PASO lDefinicin de datos:
Gasto = 30 LPS
Nivel Dinmico = 30 Mts. Dimetro de ademe = 14" Tipo de Lubricacin = Por agua Tipo de impulsor = CerradoVelocidad de operacin = 1,760 RPM Gravedad especifica = 1.0 Temperatura = 301 C Altitud = 1,760 S.N.M Presin de operacin = 3.0 kg/cm2Datos adicionales: Conduccin de 1,000 mts en tubo de 8" y un desnivel de 6 mts desde el
cabezal de descarga al punto de descarga del agua.
PASO 2
Calculo de la C.D.T.
PASO 3
Calculo del ensamble de tazones.3.1 - CALCULO DE LA CARGA REAL POR PASO Y DEL No. DE PASOS.
C.D.T. = 30 mts(nivel dinamico)+ 6.0 mts(elevaciontopografica)+ 1.27 mts(friccion en la columna = 3.20mts. x 39.65 mts. de col /l00 Tabla 2 pag.7)+ 4. 1.0mts(friccion en la descarga .41 x l000/100 pag. 6)+30 mts. (presion de operacion 3.0 kg/cm2 x 10)Por lo tanto: C.D.T. = 71.37 mts
Lo primero que hacemos es definir el no. de tramos, locual hacemos una aproximacion inicial de 10 mts.adicionales al nivel dinamico y con la tabla 4 de la pag.11 se propone un diametro de tuberia de columna deacuerdo al gasto de diseo.
En nuestro caso escogemos 13 tramos (39.65 mts) decolumna y 6" de diametro.
Con esta informacion procedemos al calculo de lacarga dinamica total.
Con el gasto de diseo 30 1.p.s. busco en las curvas deoperacin el mas eficiente, en este caso 10 ms-l c, consu curva de operacin obtengo los siguientes datos:Carga por paso = 12.57 mts.Eficiencia = 80.58 %Potencia por paso =6.13 HP
No. de pasos= 71.37/1 2.57 = 5.68 o sea 6 pasos.
Puntos de eficiencia a quitar = 3% por tazon noesmaltado y por no. de pasos no hay necesidad dequitar ningun punto en eficiencia.
Con esta informacion procedemos a obtener el factorde correcin en la carga por paso:
Fl = (80.5-3.0)/80.5 = 77.58/80.5 = 0.96
Para el factor de correccin por densidad gravedad especifica:
F2= 1.0es decir no hay necesidad de corregir porgravedad especifica dado que esta es 1.0
Por lo que la carga ajustada por paso sera:
12.57x 0.96 = 12.07 mts/paso
Y el no. de pasos ajustado sera =71.37/1 2.07= 5.91 pasos o sea 6 pasos.
Y la carga que nos dara este ensamble detazones sera :
6 x l 2.07 = 72.42 mts.
Lo cual excede ligeramente la C.D.T. de diseoque es71.37 mts.
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BOMBASOM S
RPag. 27
Si esta carga excediera demasiado de la C.D.T. dediseo, debemos pensar en la opcin de recortar elimpulsor, para lo cual seguimos un proceso inversoes decir dividir la C.D.T. entre los 6 pasos 71.37/6 =11.90 mts por paso, ajustamos la carga por lospuntos de eficiencia a restar, dividiendo entre elfactor de eficiencia Fl mencionado arriba es decir11.90/.96 = 12.39 mts/paso. En lugar de 12.57
mts/paso en diametro nominal.
Ahora intersecto en la curva de operacin los 30L.p.s. Con los 12.39 mts y obtengo un punto
ligeramente abajo de la curva de dimetro nominaly hago una interpelacin entre el diametro deCurva nominal, el punto de operacion y diametro deCurva mas cercana hacia abajo, dimetros queobtengo de la curva de operacion.
Tendremos tambin que hacer dicha interpolacinen la potencia viendo tambien las curvas depotencia, dando esta Potencia por paso menor ala de diametro nominal o de curva no. 1.
Con la potencia por paso solo la multiplico por elno. de pasos:6.13 hp's x 6 pasos = 36.78 HPAhora, calculamos las perdidas en la flecha,tomando en cuenta que son 130 pies de columna
y con la tabla "B" pg. 130.53xl3O/lOO = 0.69 hp's.
Por lo que la potencia total consumida por labomba es: 37.47 HP
Este estiramiento se calculo con la tabla No 8 de la pag. 22.
Aqui vemos en la tabla no. 5 que el modelo l0mscuenta con una flecha de 1 3/16"; la bombaconsume 37.47 hp's de acuerdo a la tabla No. 6 y 7pg's 15 y 16, dicha flecha nos resisteperfectamente.
En caso de un analisis fino o en casos extremos de
ensambles de tazones de muchos pasos, es
necesario ver la explicacion de las pag's 14 y 16 de
este manual de diseo.
3.2 CALCULO DE LA POTENCIA CONSUMIDA
3.3 ANALISIS DE LA FLECHA DE TAZONES
4.1 TUBO DE COLUMNA.
4.2 TRANSMISION
4.3 ANALISIS DEL EMPUJE AXIAL Y ESTIRAMIENTO DE LA FLECHA.
De hecho el tubo de columna ya lo seleccionamos alcalcular la friccin en la columna con la tabla no.4,solo lo confirmamos y es de 6". En caso que la
friccin fuera excesiva pudimos haber seleccionadoun dimetro mayor.
Debemos checar que la descarga del cuerpo de
tazones ensamble con la columna, esto lo vemos en
el cuadro de especificaciones de tazones, tabla 5 que
en el caso del 1Oms-2c es 6" por lo que si hay un
ensamble correcto de otra manera se tiene que
recurrir a conecciones especiales (reducciones)
para hacerlo ensamblar.
PASO 4
De acuerdo a la tabla 7 y con la velocidad deoperacion (1,760 RPM) vemos que debemos tenerflecha de 1" que resiste hasta 50 hp y nosotros
solo consumimos 37 hp. La transmision motrizdebera ser del mismo dimetro 1".
El empuje axial de un ensamble 1Oms-2c de 6 pasos con 69.27 mts de carga asi como el peso de los impulsores
y las flechas seran de acuerdo a la tabla siguiente:
6.2 kg/mt x 69.27 mt = 429.47 0.050
5.4 kg/Impulsor x 6 Impulsores = 32.4 12.50 kg/flecha x 13 tramos = 162.9 Total = 194.9 despreciable
Empuje AxialKg
EstiramientoPulg
7/21/2019 Manual bombas
29/29
que tenerlo en cuenta cuando hagamos el ajuste inicialde los impuisores para compensar dicho estiramientoy dejar un espacio adicional entre y el impulsor y eltazn para evitar que exista rozamiento.
El estiramiento por concepto del peso de la flecha es loque hay que "levantar la transmision" con la tuerca deajuste antes de arrancar, pero el estiramiento por elempuje axiai de los impulsores existe cuando labomba est en operacin ya hay
Tendra que ser del mismo diametro de la columna, eneste caso 6" por lo que debera ser 6 X 6Xl6 l/2, quesignifica 6" de succion 6" de descarga y 16 l/2"
del plato del ensamble del motor elctrico o cabezal deengranes.
PASO 5Cabezal de descarga
PASO 6Consideraciones del NPSH
PASO 7
COTIZACION FINAL
En nuestra curva de operacin aparece la grafica deNPSH requerido, en este caso en 30 Lps es de 2.87 mts.solo debemos calcular el NPSH disponible el cual
tendra que ser mayor para evitar la cavitacin.Carga a favor:Presion atmosfrica a 1760 mts s.n.m.
=31.8 pies x .3048 = 9.69 mts
Carga de velocidad= 30 x 30 /(6*4)*5.04 = 0.14 mts
Normalmente este termino es despreciable.
Sumergencia de la bomba =39.65-30.0 = 9.65 Mts(Long.columna-nivel dinamico)
Suma de cargas a favor
= 9.69 +.l 4 + 9.65 = 1 9.48 mts
Carga en contra:Presion de vapor a la temperatura de bombeo
= .432 mts. a 30C
Fricciones en la succion= no hay pues normalmente no hay
accesorios en la succion excepto el colador defabrica que se considera despreciable tal friccion.
Suma de cargas en contra= .432 mtsEntonces el NPSH disponible es:
= 19.48 - .432 = 19.05 Mts.
Por lo que es mayor que el requerido no hayningun problema de cavitacin.
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