UNIVERSIDAD POLITCNICA DE CARTAGENA

ETSINO

SISTEMAS AUXILIARES

TRABAJO COOPERATIVO 1

BOMBAS CENTRFUGAS

NOMBRES:

VCTOR ALFONSO CNOVAS PUJALTE

HAMILTON PEMBERTY ARENAS

NDICE

1. Estudio Hidrulico de la bomba centrfuga.

1.1 Altura de elevacin. Concepto de altura manomtrica.

1.2 Anlisis dimensional de una bomba. Velocidad especifica.

1.3 Aspiracin de la bomba centrfuga. NPSH..

1.4 Comportamiento del impulsor

1.5 Prdidas y rendimiento

1.6 Curvas caractersticas de una bomba

1.7 Influencia de diferentes factores sobre las curvas caractersticas

2. Funcionamiento y regulacin de la bomba centrfuga.

2.1 Punto de funcionamiento de una bomba instalada en un circuito.

2.2 Funcionamiento de varias bombas instaladas en un circuito..

2.3 Regulacin..

1. ESTUDIO HIDRULICO DE LA BOMBA CENTRFUGA

1.1 ALTURA DE ELEVACIN. CONCEPTO DE ALTURA MANOMTRICA

En el siguiente circuito la bomba B eleva lquido de peso especfico , desde el tanque 1

al 2, comunicndole una energa HB, por cada unidad de peso que circula. En el

recorrido, el lquido pierde por fricciones y turbulencias una energa, cuyo valor por

unidad de peso es HP sean p1 y p2 las presiones en las superficies libres de ambos

tanques, y consideremos el sistema en rgimen permanente.

La expresin de la conservacin de la energa al transportar la unidad de peso del

lquido desde la superficie libre del tanque 1, hasta la del tanque 2.

Si las presiones son iguales a la atmosfrica y las velocidades son pequeas, entonces:

En estos casos, la altura de elevacin es la altura geomtrica entre superficies libres del

lquido bombeado, ms la altura debida a las prdidas hidrulicas.

La altura de elevacin, representa la energa comunicada por la bomba a la unidad de

peso del lquido, es por tanto un valor caracterstico de la bomba que conviene expresar

en una unidad fija en lugar de hacer referencia a los metros de columna de lquido

bombeado. La unidad elegida ha sido el metro de columna de agua a 4C y un peso

especfico de una tonelada por metro cbico.

La altura manomtrica total Hman impulsada por una bomba, es el aumento de la

energa por la unidad de peso que experimenta el fluido desde la entrada hasta la salida

de la bomba y se expresa en metros de columna de lquido impulsado.

Siendo:

La Hman impulsada por una bomba para una instalacin tpica, se obtiene a partir de la

aplicacin de la ecuacin general de la energa para flujos incompresibles entre dos

puntos 1 y 2 supuestos cada uno de ellos en un depsito, uno antes de la aspiracin y

otro tras la impulsin realizada por la bomba. Comenzando a operar la ecuacin de la

energa:

Como suponemos que los depsitos estn abiertos a la atmsfera, la presin en el punto

1 y el punto 2 sern la misma e igual a la presin atmosfrica, as mismo supondremos

su velocidad nula, ya que al encontrarse en un depsito

puede considerarse un estado cuasi estacionario.

Teniendo en cuenta estas condiciones al sustituir en la ecuacin de la energa (Ec.1),

obtenemos la siguiente ecuacin:

Finalmente despejando Hm, obtenemos que:

1.2. ANALISIS DIMENSIONAL DE UNA BOMBA. VELOCIDAD ESPECFICA.

Las variables que intervienen en el movimiento de un lquido, a travs de los labes de

una bomba centrfuga, pueden relacionarse mediante la siguiente ecuacin:

f (E, D, q, , , ) = 0

En la que, E = g Hm es la energa especfica, D el dimetro, q el caudal bombeado, la

densidad del lquido utilizado, la viscosidad dinmica del lquido y n el nmero de

revoluciones por minuto de la bomba. Como estas seis variables dependen total o

parcialmente de las dimensiones (M, L, t), se pueden obtener, 6 - 3 = 3, parmetros

adimensionales.

La matriz correspondiente a estas variables es de la forma:

E D q N M 0 0 0 1 1 0

L 2 1 3 -3 -1 0

t -2 0 -1 0 -1 -1

Podemos tomar, por ejemplo, E, D y , como variables independientes siendo su

determinante es distinto de cero:

Pudindose poner que:

De las que se deducen los siguientes sistemas de ecuaciones:

Obtenindose:

Los parmetros adimensionales 1,

2 y

3 permanecen constantes para cada serie de

bombas semejantes, funcionando en condiciones dinmicas semejantes.

En consecuencia, a partir de ellos, se pueden obtener otros factores adimensionales

comunes a dichas series, mediante los productos de 1,

2 y

3 o cualquier otra

combinacin de productos de sus potencias, sean estas enteras o fraccionarias, positivas

o negativas; as se pueden obtener:

1.2.1 LA VELOCIDAD ESPECFICA.

La velocidad especfica es un nmero que ampliamente define la geometra del impulsor

y la operacin de una bomba centrfuga, independiente de su tamao. La ecuacin es

= 0.5

0.75

Donde:

N = RPM

Q = caudal total

H = columna desarrollada.

En su forma original, NS, fue adimensional, pero el uso convencional de las unidades

convenientes requiere que las unidades sean identificadas (ya sea gal/min y pies o m3/h

y m). NS se calcula a partir de la operacin al BEP (mxima eficiencia) con impulsor de

dimetro mximo (para bombas de succin simple, Q es el flujo total; para doble

succin es la mitad).

La velocidad especfica puede definirse como las revoluciones por minuto a las cuales

impulsores geomtricamente similares podran girar para dar una descarga de 1 gal/min

contra una columna de un pie. La variacin de la geometra del impulsor con la

velocidad especfica se muestra en la Fig. (A)

La geometra de un impulsor vara en el sentido de su altura y sus caractersticas de

potencia, y consecuentemente en su eficiencia. La Fig. (B) muestra coma varan las

caractersticas de operacin. La Fig. (C) de Fraser y Sabini, da valores de la eficiencia

mxima para bombas de diferentes velocidades especficas y capacidades.

Fig. (A)

Apreciando como las caractersticas de columna desarrollada y potencia varan con la

velocidad especfica, se puede notar lo siguiente a partir de la Fig. (B).

La columna disminuye ms bruscamente a medida que se incrementa la velocidad

especfica. A bajas velocidades especficas las caractersticas de columna son iguales o

con poca inclinacin, mientras que a altas velocidades especificas la columna disminuye

mucho antes que el BEP.

Fig. (B)

Las caractersticas de potencia cambian de positivo (la potencia se incrementa con el

flujo) a negativo a medida que se incrementa la velocidad especfica. Debido a que las

caractersticas de potencia cambian su inclinacin, es pequeo el rango de velocidades

especficas can las caractersticas de potencia mximas en la regin de BEP. Tal

caracterstica es conocida como no sobrecargada Las caractersticas tpicas de potencia y columna son consistentes con la eficiencia obtenible. Son posibles otras

caractersticas, pero generalmente a expensas de la eficiencia. Como un ejemplo, el

aumento constante de la columna y no sobrecarga, dos caractersticas de seguridad, pueden darse fuera de loa rangos usados. Para hacer esto, sin embargo, el impulsor debe

ser ms largo que el normal, lo cual aumenta las prdidas de potencia debido a la

friccin y baja eficiencia. Calculando la velocidad especfica para una carga particular,

asumiendo operacin a BEP, da indicio de la posibilidad de una bomba centrfuga para

la carga y permite un estimado de su potencia.

Fig. (C)

1.3. ASPIRACION DE LA BOMBA CENTRFUGA. NPSH.

3. La velocidad especfica de aspiracin indica el grado de inestabilidad potencial de la

bomba a cargas reducidas. En el punto de rendimiento mximo de la bomba no existe

ningn fenmeno de recirculacin a la entrada del rodete y el NPSHr de la bomba se

mantiene invariable. Sin embargo, a medida que el caudal de la bomba se reduce, y nos

alejamos de las condiciones de funcionamiento ptimo (mximo rendimiento) aparecen

fenmenos de recirculacin en el ojo del rodete que conllevan una cavitacin incipiente

que pueden originar daos en la bomba.

A la hora de analizar una bomba es preciso ver la posicin del punto de funcionamiento

respecto al punto de mximo rendimiento y qu tipo de campo de regulacin de caudal se

ha de exigir. En el caso hipottico de que el caudal coincida prcticamente con el caudal

de mximo rendimiento y permanezca invariable, el valor de la velocidad especfica de

succin de esta bomba carecera de importancia, ya que en estas condiciones de

funcionamiento nunca aparecern problemas de cavitacin siempre que se mantenga que

el NPSHd sea superior al NPSHr de la bomba.

Existen grficos como el indicado arriba, en los que se relacionan la velocidad

especfica de aspiracin (abscisas) y el porcentaje del caudal de mximo rendimiento

para el que aparece recirculacin en la aspiracin (ordenadas), frente a distintos tipos de

rodetes.

La altura de aspiracin es la altura de presin en la brida de aspiracin de una bomba,

respecto a la atmsfera libre, expresada en metros de columna de lquido impulsado.

El valor de Hasp nos lo dar el vacumetro (o manmetro cuando la aspiracin sea en

carga) instalado en la tubera de aspiracin, a la altura del eje de la bomba si es de

construccin horizontal y a la altura de la parte ms alta del borde de entrada de los

labes del impulsor de la primera fase, si es de construccin vertical.

Suponiendo que: 1

=

Hp =prdidas en el conducto.

HL= prdidas localizadas.

Vasp= velocidad de aspiracin.

Por lo que tal como se deduce de la Ecuacin, la depresin generada por la aspiracin

de la bomba ser tanto mayor cuando mayores sean la altura de aspiracin (negativa),

las prdidas de carga y la velocidad del fluido.

1.3.1 NPSH

NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD) conocida en espaol como la altura neta

positiva en la aspiracin, que es la diferencia en cualquier punto de un circuito

hidrulico, entre la presin en ese punto y la presin de vapor del lquido en ese punto.

Se distinguen dos tipos la requerida y la disponible, la primera es la mnima que se

necesita para evitar la cavitacin, depende de las caractersticas de la bomba y la

disponible depende de las caractersticas de la instalacin y del lquido a bombear.

Partiendo de la condicin de no cavitacin:

Hs Tv Donde Tv representa la tensin de vapor y sustituyendo el valor de aspiracin obtenido

en la ecuacin:

Hs = Patm

[Z2 Z1]

Vasp2

2g (Hp + Hl) Tv

Reagrupando trminos y separando los factores que dependen de la instalacin y los que

dependen de la propia bomba se llega a:

[2 1] ( + ) ^2

2(1+ )

Y finalmente cambiar a:

Mediante esta simplificacin lo que se hace es agrupar los trminos que dependen de la

instalacin en un solo parmetro (NPSHd) NPSH disponible, quedando como NPSH

requerido (NPSHr) los que dependen de la bomba.

La presin atmosfrica y la tensin de vapor dependen de la altitud sobre el nivel del

mar y la temperatura del agua respectivamente.

As pues, el NPSHr ser dado por el fabricante, siendo de esta manera el proyectista el

encargado de seleccionar una altura de aspiracin y unas prdidas de carga en la lnea

de aspiracin que verifiquen las ecuaciones anteriores.

A medida que aumenta el caudal de bombeado, aumenta la velocidad del fluido por la

tubera y las prdidas de carga son mayores, es decir aumenta el NPSHr y disminuye el

NPSHd, favoreciendo la aparicin de la cavitacin.

En general la NPSH disponible debe ser mayor que la requerida para evitar la

cavitacin.

1.4. FUNCIONAMIENTO

Las bombas centrfugas consisten en un rodete montado sobre una carcasa o voluta. El

Lquido entra en el centro del rodete y es acelerado por el giro de este, la energa

cintica del fluido de transforma en energa potencial a la salida. Generalmente los

materiales de construccin son de fundicin de hierro o acero al carbono.

Las bombas centrfugas y heliocentrfugas son las ms usuales, y conceptualmente las

ms simples. La siguiente figura muestra la vista esquemtica de una bomba centrfuga

tpica. El flujo llega al rodete o impulsor a travs de un conducto perpendicular a l.

Entra con una velocidad absoluta 1 que puede tener componente axial 1 componente radial 1 y cuando hay rotacin del flujo en el conducto de acceso, tambin hay una componente tangencial 1. A la salida solo tienen en ste caso (bomba centrifuga)

componente radial 2 y tangencial 2. A la resultante de las componentes y se le llama meridiana .

Si no hay componente axial entonces = , y si no hay componente radial =

El flujo a su paso por el rodete gana energa tanto en presin como en velocidad. Sale

pues del mismo y descarga en la cmara espiral, llamada tambin voluta o caracol, con

una presin 2 y una velocidad 2 mayores que a la entrada. sta velocidad 2 se ha de transformar tambin en presin a lo largo de la voluta y del difusor, y si es elevada,

puesto que los canales del flujo en bombas son divergentes (propensin al

desprendimiento de la capa lmite), esta transformacin origina prdidas de cierta

importancia. Conviene pues que la energa recibida por el flujo del rodete sea

fundamentalmente de presin, o no que es lo mismo que la velocidad de salida 2 resulte pequea.

1.5. PRDIDAS Y RENDIMIENTOS.

1.5.1 PRDIDAS.

Las prdidas de carga que aparecen en la instalacin, (bomba y tuberas), son:

i = Prdidas de carga internas de la bomba = roz + choque = = Prdidas en el impulsor + Prdidas en la directriz + Prdidas en la voluta

e = Prdidas de carga en las tuberas de aspiracin e impulsin.

Por lo tanto:

El rendimiento manomtrico se define en la forma:

La altura manomtrica creada por la bomba tiene por expresin:

Es decir, la diferencia entre el Bernoulli entre las bridas de impulsin y de

aspiracin.

El rendimiento manomtrico de la bomba se puede poner tambin en funcin de los

puntos 1 y 2, de entrada y salida del impulsor, en la forma:

Haciendo los cambios:

Siendo las prdidas (E1) en la tubera de aspiracin despreciables frente a las totales de

la bomba; hr son las prdidas en el rodete, igual a las prdidas totales, menos las

prdidas (2S) en la voluta y corona directriz.

La altura dinmica es:

y si se cumple la condicin:

Siendo la condicin de rendimiento mximo: 1 = 0 Obteniendo:

Atura dinmica =

Si se supone que las tuberas de aspiracin e impulsin tienen el mismo dimetro,

= , y que las bridas de aspiracin e impulsin estn a la misma cota, se tiene:

1.5.2 RENDIMIENTOS.

El rendimiento de cada mquina es la relacin entre la potencia de salida y la potencia

absorbida. Esta relacin se seala con la letra griega (eta). Debido a que no existen accionamientos libres de prdidas, el valor de Es siempre inferior a (100%). En una bomba circuladora de calefaccin, el rendimiento

total se compone del rendimiento del motor M (elctrico y mecanico) y del rendiiento hidrulico P. de la multiplicacin de estos valores se obtiene el rendimiento total total.

=

El rendimiento vara considerablemente en funcin de los distintos tipos de

construccin y del tamao de las bombas. Para bombas de rotor hmedo se obtiene un

rendimiento total entre un 5% y un 54% (bombas muy eficientes), para bombas de rotor seco se consigue un rendimiento total entre un 30% y un 80%. Adems, el rendimiento actual de una bomba vara en el campo de curvas caractersticas

entre cero y un valor mximo.

Cuando la bomba trabaja contra una vlvula cerrada se obtiene una presin elevada,

pero el efecto de la bomba es cero, ya que no hay un caudal de agua. Lo mismo ocurre

en un tubo abierto. A pesar de un elevado caudal no se establece ninguna presin y el

rendimiento es nuevamente cero.

El mejor rendimiento total de una bomba de circulacin en una instalacin de

calefaccin se consigue en el centro del campo de curvas caractersticas. Estos puntos

de trabajo ptimos estn especialmente marcados en los catlogos de los fabricantes de

bombas.

Una bomba nunca trabaja en un solo punto definido. Por este motivo hay que cuidar

durante el dimensionado de la bomba de calefaccin que el punto de trabajo se

encuentre durante el periodo de calefaccin normalmente en el tercio central de la curva

caracterstica de la bomba. De esta manera trabaja con el mejor rendimiento.

El rendimiento de una bomba se determina mediante la siguiente ecuacin:

=

367 2

= Rendimiento de la bomba Q [m3/h] = Caudal suministrado

H [m] = Altura de presin

P2 [kW] = Potencia en el eje de la bomba

367 = Constante de conversin

r [kg/m3] = Densidad del lquido a bombear

El rendimiento (o la potencia) de la bomba depende de su tipo de diseo

Las siguientes tablas permiten obtener una visin de conjunto del rendimiento en

funcin de la potencia de motor seleccionada y del tipo de construccin de la bomba

(rotor hmedo o seco).

Rendimiento y curva caracterstica de una bomba.

Diferentes rendimientos:

Rendimiento volumtrico.

Rendimiento cintico.

Rendimiento hidrulico o manomtrico.

Rendimiento mecnico o externo.

Rendimiento de rozamiento y ventilacin o interno.

Desglose de rendimientos:

Rendimiento total:

Composicin del rendimiento.

1.6. CURVAS CARACTERSTICAS DE UNA BOMBA.

El aumento de la presin en la bomba se denomina altura de presin.

Definicin de la altura de presin

La altura de presin H de una bomba es el trabajo mecnico til transmitido por la

bomba al lquido bombeado dividido por la fuerza originada por el peso del lquido

bombeado bajo el efecto de la aceleracin de la gravedad local.

E = Energa mecnica til [N o m]

G = Fuerza originada por el peso [N]

El aumento de presin generado en la bomba y el caudal impulsado por la bomba estn

relacionados entre s. Esta dependencia se representa en un diagrama como la curva

caracterstica de la bomba.

En el eje vertical, la ordenada, se muestra la altura de presin H de la bomba en metros

[m]. Es posible emplear otras unidades en los ejes. Se encuentra en vigor la siguiente

transformacin:

10 m = 1 bar = 100,000 Pa = 100 kPa

El eje horizontal, la abscisa, est dividida en unidades del caudal Q de la bomba en

metros cbicos por hora [m3/h] tambin es posible utilizar otras unidades (por ejemplo

l/s)

Del desarrollo de la curva de potencia se comprende que: La energa elctrica de

accionamiento se transforma en la bomba en formas de energa hidrulicas que son un

aumento de la presin y del flujo (teniendo en cuenta el rendimiento total). Cuando la

bomba trabaja contra una vlvula cerrada, se produce la presin mxima de la bomba.

Esto se denomina altura de presin a caudal cero HO de la bomba.

Cuando la vlvula se abre paulatinamente, el medio a bombear empieza a fluir. Una

parte de la energa de accionamiento se transforma en energa cintica. En este

momento ya no es posible mantener la presin inicial. La curva caracterstica de la

bomba tiene una forma descendente.

Tericamente se alcanza el punto de interseccin de la curva caracterstica de la bomba

con la abscisa cuando el agua slo contiene energa cintica y ya no se establece una

presin. Debido a que un sistema de tuberas tiene siempre una resistencia interna, las

curvas caractersticas reales de las bombas terminan antes de llegar a la abscisa.

Formas de las curvas caractersticas de las bombas

En la siguiente figura se muestra la inclinacin diferente de curvas caractersticas de una

bomba por ejemplo en funcin de la velocidad del motor.

En funcin de la inclinacin y la variacin del punto de trabajo de la bomba se obtienen

distintas variaciones del caudal suministrado y de la presin:

Curva caracterstica poco inclinada Mayor variacin del caudal suministrado, pero poca variacin de la presin. Curva caracterstica muy inclinada Menor variacin del caudal suministrado, pero gran variacin de la presin.

La resistencia interna por friccin de las tuberas origina una cada de presin del fluido

transportado conforme a la longitud total de la tubera. La cada de presin depende

adems de la temperatura del fluido y de su viscosidad, de la velocidad de flujo, de las

vlvulas, de los equipos y de la resistencia por friccin en las tuberas en funcin del

dimetro, la longitud y la rugosidad interna de los tubos. Esta cada de la presin se

representa en forma de una curva caracterstica de la instalacin. Se emplea el mismo

diagrama que para la curva caracterstica de la bomba.

La curva caracterstica muestra las siguientes relaciones:

Curva caracterstica de la instalacin.

La causa de la resistencia por friccin en las tuberas es la friccin del agua en las

paredes, la friccin interna entre las gotas de agua y las desviaciones en las partes

curvadas de la instalacin.

Con una variacin del caudal suministrado, por ejemplo mediante apertura o cierre de

las vlvulas termostticas, vara tambin la velocidad de flujo del agua y de esta manera

la resistencia por friccin en los tubos. Con una seccin transversal de los tubos

constante, la resistencia vara en funcin del cuadrado de la velocidad de flujo. En el

dibujo se obtiene por lo tanto una parbola.

Matemticamente se obtiene la siguiente ecuacin:

= (

)

Resultado

Cuando el caudal suministrado en la red de tuberas se reduce a la mitad, la altura de

presin desciende a un cuarto de su valor inicial. Una duplicacin del caudal

suministrado tiene como consecuencia un aumento de la altura de presin al cudruple

de su valor inicial.

Como ejemplo debe servir la salida de agua de un grifo. Con una presin previa de 2

bar, lo que corresponde a una altura de presin de la bomba de aproximadamente 20

metros, sale de un grifo DN 1/2 un caudal de 2 m3/h. Para duplicar el caudal

suministrado es preciso aumentar la presin previa de 2 bar a 8 bar.

Punto de trabajo

El punto de interseccin de la curva caracterstica de la bomba y de la curva

caracterstica de la instalacin es el punto de trabajo actual de la instalacin de

calefaccin o de suministro de agua.

Es decir, en este punto existe un equilibrio entre la potencia suministrada por la bomba

y la potencia consumida por la red de tuberas. La altura de presin de la bomba est

siempre determinada por la resistencia al flujo de la instalacin.

De este punto de trabajo se obtiene el caudal que la bomba puede suministrar a la red.

En lo anteriormente expuesto hay que tener en cuenta que el caudal suministrado no

debe quedar por debajo de un determinado valor mnimo. En caso contrario se

producira un sobrecalentamiento en el interior de la bomba que puede daarla. Se

deben observar las informaciones del fabricante. Un punto de trabajo fuera de la zona

admisible de la curva caracterstica de la bomba provoca daos en el motor.

Debido a la variacin continua de los caudales en funcionamiento vara tambin el

punto de trabajo.

El proyectista debe encontrar un punto de trabajo que permita un dimensionado

teniendo en cuenta los requisitos mximos. Las bombas circuladoras en instalaciones de

calefaccin se dimensionan conforme a la demanda de calor del edificio, en los grupos

de presin debe tenerse en cuenta el caudal mximo que resulta de todos los puntos de

toma.

Todos los otros puntos de servicio que puedan establecerse en el servicio prctico se

encuentran a la izquierda de este punto de trabajo empleado para el dimensionado.

Las dos figuras de la derecha muestran que la variacin del punto de trabajo se obtiene

de la variacin de la resistencia al flujo.

Con un desplazamiento del punto de trabajo en direccin a la izquierda del punto de

dimensionado aumenta necesariamente la altura de presin de la bomba. Este aumento

de la presin origina ruidos en las vlvulas.

La adaptacin de la altura de presin y del caudal suministrado a la demanda se lleva a

cabo mediante el montaje de bombas reguladas. Esto permite reducir al mismo tiempo

los gastos de servicio.

2. FUNCIONAMIENTO Y REGULACIN DE LA BOMBA CENTRFUGA

2.1. PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA INSTALADA EN UN

CIRCUITO

Las bombas tienen una curva caracterstica de funcionamiento que expresa la relacin

entre el caudal y la altura manomtrica. El fabricante determina estas curvas de forma

experimental, midiendo la altura manomtrica para diferentes caudales. Las variaciones

de caudal se obtienen modificando la resistencia ejercida sobre el rodete de la bomba.

Cuando se conecta la bomba al circuito, el punto de funcionamiento A resulta como

interseccin entre la curva de funcionamiento de la bomba, y la del circuito.

2.2. FUNCIONAMIENTO DE VARIAS BOMBAS INSTALADAS EN UN

MISMO CIRCUITO

Cuando la altura total en un sistema est producida por varias bombas trabajando en

serie, la nueva lnea Q-H conjunta se obtendr sumando las alturas de cada una de ellas

para un caudal dado. En este caso, el punto de funcionamiento del sistema se obtendr

grficamente en el cruce de la lnea caracterstica Q-H obtenida, con la curva resistente

del sistema.

Si la altura que hay que comunicar a un fluido no es alcanzable con una determinada

bomba, se puede plantear la instalacin de dos bombas en serie, de modo que el flujo

despus de pasar por la primera, pase por la segunda y las energas mecnicas aportadas

por cada una se sumen.

Qs= Q1= Q2

Hms=Hm1+Hm2

Estn en serie cuando el caudal que impulsan es el mismo y la impulsin de una

constituye la aspiracin de la siguiente, aumentando cada bomba la energa especfica

de la corriente.

Si el caudal total est suministrado por varias bombas trabajando en paralelo, la nueva

caracterstica conjunta se conseguir sumando los caudales de cada una de ellas para

una altura dada. Igualmente el punto de funcionamiento se encontrar grficamente en

el cruce de la nueva lnea Q-H conjunta y la correspondiente a la resistente del sistema.

En el caso de dos bombas centrfugas trabajando en paralelo y tubera de impulsin

comn, el caudal del conjunto no puede ser igual a la suma de los parciales de cada

bomba, trabajando por separado sobre la misma tubera, puesto que la curva resistente

es ms plana para el caudal suministrado por cada bomba independientemente y ms

empinada para el conjunto de los caudales de las dos bombas trabajando

simultneamente.

En general, se conectan dos bombas (no necesariamente iguales) en paralelo para poder

llevar a una altura dada un caudal mayor que el que cada bomba funcionando sola sera

capaz de llevar.

Est claro que la altura manomtrica ideal para ambas bombas ha de ser la misma.

Como puede observarse el caudal que pasa por el conjunto de dos bombas acopladas en

paralelo ser igual a la suma de los caudales que pasan por cada una de las bombas

(dichos caudales en general sern diferentes). La altura manomtrica comunicada por

cada bomba ser la misma, ya que ambas bombas estn en paralelo, y la altura puede

equivaler a una diferencia de potencial, siguiendo con la analoga entre circuitos

elctricos y fluidos. La altura ser la misma, aunque se producirn unas prdidas

correspondientes a cada rama, que en general sern diferentes para cada una.

Cada bomba alimenta por separado a la tubera de impulsin, que es nica y comn para

todas. Cada bomba puede trabajar suministrando el caudal que le corresponda segn su

curva caracterstica, pero todas ellas han de suministrar la misma presin. Se utiliza este

tipo de disposicin cuando se necesita una caudal variable, teniendo ms flexibilidad de

uso y de servicio aunque tienen limitaciones en caso de avera y, normalmente, mejor

rendimiento.

2.3.REGULACIN.

Los procesos productivos de las empresas requieren condiciones de bombeo diferentes a

las del caudal nominal, por lo tanto, es necesario aplicar algn tipo de control o

regulacin de caudal.

Los mtodos de regulacin de caudal se obtienen mediante:

- Regulacin por estrangulamiento de la tubera que conduce el fluido

- Regulacin del caudal mediante por- desvo o by-pass.

- Regulacin por variacin de velocidad de la bomba.

- Arranque o paro de la bomba.

a) Regulacin por estrangulamiento

Solamente permite reducir el flujo, si existiera necesidad de un flujo mayor se requiere

de otro mtodo.

Aunque la potencia realmente consumida es menor, (menos gastos econmicos), la

cantidad de energa usada de forma til es menor y se derrocha energa, que otro mtodo

permite usar de forma ms racional.

b) Regulacin de Caudal Mediante por-desvo o by-pass.

En presencia de sistemas sobredimensionados u operando procesos de capacidad

variable otra solucin dada es la colocacin de una tubera con un sistema de vlvulas

que conecte la tubera de descarga con la de succin, o entre la regin de descarga y el

tanque de succin del sistema. El objetivo de dicha instalacin es reducir el flujo que va

al proceso derivando una parte del flujo a la succin.

c) Regulacin del caudal por variacin de la velocidad de rotacin de la mquina.

Hasta hace pocos aos la regulacin por variacin de las RPM estaba limitada a

mquinas de gran capacidad donde econmicamente se justificaba la colocacin de:

- Variadores mecnicos de velocidad.

- Embragues hidrulicos.

- Motores elctricos de velocidad escalonada

En la actualidad el uso de los variadores de frecuencia presenta una alternativa que bajo

un profundo anlisis econmico permite el uso del mtodo de regulacin de la

capacidad por variacin de la velocidad de rotacin de la mquina.

El cambio del punto de operacin por la variacin de la frecuencia de rotacin de la

mquina tiene lugar a lo largo de la caracterstica hidrulica del sistema de tubera lo

cual garantiza que no ocurrir un incremento de las prdidas producto de la regulacin.

La demanda de potencia decrece con el cubo de las revoluciones por lo que una

reduccin de flujo con este mtodo resulta energticamente muy conveniente.

Este mtodo de regulacin a diferencia del mtodo por estrangulamiento permite tanto

reducir como incrementar el flujo durante la regulacin, lo cual constituye una gran

ventaja para la operacin de un proceso a cargas variables.

El desarrollo actual de los variadores de frecuencia, permite aplicar este mtodo con

ms facilidad.

El control de velocidad es el medio ms eficaz para modificar las caractersticas de una

bomba sujeta a condiciones de funcionamiento variables.

d) Arranque o Paro de la Bomba.

Este es el mtodo de regulacin de caudal ms sencillo, ya que slo consiste en el

apagado o encendido del motor de la bomba de acuerdo a la cantidad de caudal que se

requiera, por ejemplo, una bomba que lleva agua a un tanque elevado mediante un

control por nivel.