manual bombas verticales

5/24/2018 Manual Bombas Verticales

1/29

BOMBAS VERTICALES

TIPO TURBINA

MANU

AL

DE

DISEO

BOMBAS


2/29

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

RPag. 1

AUTOR: ING. RAUL SUAREZ GONZALEZ

EDICION Y DIBUJO: ALEJANDRO JARALILLO HERRERA


3/29

BOMBASOM S

RPag. 2

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 .


4/29

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

BOMBASOM S

RPag. 3

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


5/29

BOMBASOM S

RPag. 4

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

1/8

1/4

3/8

1/2

3/4

1

1-1/4

1-1/2

2

2-1/2

3

3-1/2

4

5

6

8

10

12

0.14

0.21

0.27

0.33

0.46

0.61

0.79

0.93

1.21

1.39

1.69

2.10

2.40

3.00

3.50

4.50

5.50

7.00

0.85

1.25

1.80

2.10

2.90

3.40

4.80

5.60

7.00

8.40

10.00

12.50

14.00

-

-

-

-

-

5.0

7.0

9.0

12.0

14.0

18.0

24.0

28.0

36.0

41.0

52.0

60.0

70.0

81.0

100.0

130.0

160.0

195.0

19

26

36

44

59

70

96

116

146

172

213

246

285

-

-

-

-

-

9

12

16

18

23

29

38

46

58

69

86

100

116

-

-

-

-

-

5

6

8

9

12

15

20

23

29

35

43

52

57

-

-

-

-

-

2. 0

3. 0

4. 0

5. 0

6. 0

7. 0

9. 0

11.0

15.0

17.0

21.0

24.0

100.0

110.0

30.0

40.0

45.0

35.0

0.46

0.60

0.75

0.90

1.40

1.60

2.50

3.00

3.50

4.00

5.00

5.50

6.50

-

-

-

-

-

0.74

1.00

1.40

1.60

2.30

2.70

3.60

4.50

5.40

6.50

8.50

10.00

12.00

13.00

16.00

20.00

25.00

32.00

0.65

0.86

1.15

1.50

2.00

2.50

3.50

4.00

5.00

6.00

7.00

8.50

9.50

-

-

-

-

-

0.5

0.7

0.9

1.1

1.5

2.0

2.5

2.9

3.6

4.4

5.5

6.3

7.2

9.0

11.0

14.0

17.0

20.0

0.40

0.50

0.65

0.80

1.00

1.50

1.70

2.00

2.50

3.00

4.00

4.50

5.00

6.00

7.00

10.00

12.50

15.00

1.6

2.3

3.0

4.0

5.0

6.0

8.0

9.5

13.0

15.0

18.0

20.0

23.0

-

-

-

-

-

2. 0

3. 0

4. 0

5. 0

6. 0

7. 0

9. 0

11.0

14.0

16.0

19.0

22.0

25.0

30.0

36.0

50.0

61.0

72.0

0. 5

0. 7

0. 9

1. 1

1. 5

2. 0

2. 5

2. 9

3. 6

4. 4

5. 5

6. 3

7. 2

-

-

-

-

-

1. 6

2. 3

3. 0

4. 0

5. 0

6. 0

8. 0

9. 5

13.0

15.0

18.0

20.0

23.0

-

-

-

-

-

0.40

0.50

0.65

0.80

1.00

1.50

1.70

2.00

2.50

3.00

4.00

4.50

5.00

-

-

-

-

-

0.3

0.4

0.5

0.6

0.8

1.0

1.4

1.6

2.0

2.5

2.9

3.4

4.0

-

-

-

-

-

0.16

0.22

0.29

0.36

0.48

0.62

0.83

0.97

1.30

1.50

1.80

2.10

2.40

-

-

-

-

-

0.74

1.00

1.40

1.60

2.30

2.70

3.60

4.50

5.40

6.50

8.00

10.00

12.00

-

-

-

-

-

0.46

0.62

0.83

1.20

1.40

1.60

2.30

2.70

3.50

4.00

4.80

5.60

6.40

-

-

-

-

-

0.16

0.22

0.29

0.36

0.48

0.62

0.83

0.97

1.30

1.50

1.80

2.10

2.40

-

-

-

-

-

Tab la No . 1 Fr ic ci n en accesori os.

TAMAOREDUCCION ABRUPTAAMPLIACION ABRUPTA

Usando los 3 primeros dia metrospara 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)

dD

dD

dD

dD

dD

dD

dD


6/29

PAG. 5BOMBASOM S

R

2468

10

12151820253035404550556065707580859095

100110120130140150160170180190200220240260280300320340360380400450500550600650700750

800850900950

1000110012001300140015001600180020002200240026002800300032003500380042004500

5000550060006500700080009000

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

10.8011.9212.78

14.20

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

0.2700.3100.3400.3800.4100.4900.5800.6700.7800.8900.9801.2101.4901.8102.0802.4302.7503.1503.5104.1604.9005.8806.900

8.400

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

0.130.140.160.180.190.230.270.320.360.410.470.580.710.840.991.171.321.491.671.972.362.773.22

3.924.655.506.457.08

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

1.361.441.521.601.761.922.082.242.392.562.873.193.513.834.154.474.795.125.596.076.707.18

8.018.789.58

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

0.080.0840.0950.1000.1200.1400.1700.1900.2100.2400.3000.3700.4400.5200.6000.6800.7800.8801.0401.2001.4401.640

2.0302.3902.7903.3203.7004.7405.9007.190

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

1.021.121.231.331.431.531.631.842.042.252.452.662.863.083.273.593.884.294.60

5.135.646.136.647.158.179.20

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

0.0640.070.080.100.120.150.170.200.230.270.300.350.410.490.56

0.680.820.941.101.251.612.012.443.414.54

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

1.281.421.561.701.841.982.132.262.492.692.993.20

3.543.904.254.614.975.686.357.078.509.95

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

10.8012.0014.5016.8018.7022.3025.5029.0034.1035.7039.6043.1052.0061.0070.0081.0092.00

103.00116.00128.00142.00156.00

0.040.050.060.070.080.090.100.120.140.170.200.22

0.270.330.380.450.520.660.810.981.401.872.402.973.60

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

1.091.161.271.371.461.561.731.912.04

2.262.502.732.963.183.644.084.545.466.377.288.189.10

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

0.050.070.08

0.090.110.130.150.170.230.280.330.480.630.811.021.23

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

9.089.65

10.2310.7711.3412.4813.6114.7215.9017.0218.10

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

PerdCargPies

1/2" 3/4" 1" 1-1/4" 1-1/2" 2" 2-1/2" 3" 4" 5" 6"

0.040.050.06

0.0760.080.100.10.120.140.150.170.20.240.270.320.360.400.450.500.550.620.730.871.001.141.321.471.621.832.002.202.742.903.964.655.406.27.12

7.968.95

10.111.2012.0414.5517.1018.4022.6025.6026.90

DIAMETRO

GPM


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


20.931


26.64

1-1/4


35.051-1/2


40.892


52.50

2-1/2


62.713


77.93

4


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 PUL G.

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


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 E N 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

14x3-1/214

x3

14x2

-1/2

16

x4

16x3-1/

2

16

x3

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 lubrica cion aceite), El calculo fue basado en el diametro exterior de tubo stand ard (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

2.2

7

4.5

4

9.0

8

13

.62

18

.16

22

.70

45

.40

90

.80

15

8.

90

22

7.

00

45

4.

00

90

8.

00

22

27.

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

odela

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


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

100PIESDETUBOENPIESDECARGA

VELOCIDADENPIESPORSEGUNDO

NO

MOGRAMAPARACALCULO

DE

PERDIDASPORFRICCIONATRAVESDE

TUBODEPVC

3

4A

4B

1 2 3 4A

4B

12

LOSVALORESDEESTAGRAFICASONBASADOS

SEGUN

LA

FORMULA

DEHAZENWILLIANS:

COMOUSARESTENOMOGRAMA:

EJ

EMPLO:

.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

80100

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)DETERMINEELFLUJOTOTALDEAGU

AQUEPASARAATRAVESDELTUBO.

(3)COLOQUEUNAREGLAENESTOSDOS

PUNTOS.

(4)LOSPUNTOSINTERCEPTADOSENLAS

GRAFICASDEFRICCIONACADA

100PIESDETUBOYDEVELOCIDAD,NOSDARANLOSVALORES

CORRESPONDIENTES.

TUBOTIPO2

PV-160(I.D.2.193)

CONUNGASTODE40GPM

(1)SECOLOCAUNAREGLAENTRELAGRAFICADEGASTO

YDIA.DETU

BO,SEGUNLOSDATOSINDICADOS.

(2)SELEE0.95

(or2.2ft)ENLAGRAFICADEPERDIDAS

PORFRICCIO

N.

(3)YENLAGRA

FICADEVELOCIDADSELEE3.49ft

PORSEGUND

O

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


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

PROFUNDIDADDEL POZO

DESCARGA LIBR

ELEVACIONTOPOGRAFICA

NIVEL DE

REFERENCIA

TUBERIA DECONDUCCION A

LA DESCARGA

DIAMETRODE ADEME

IMPULSOR TIPOCERRADO

IMPULSOR TIPOSEMI-ABIERTO


11/29

BOMBASOM S

RPag.10

SECCION 2

PASO 1

ELEMENTOS BASICOS PARA EL DISEO Y CALCULO DE UN EQUIPO DEBOMBEO Y OBTENCION DE LA INFORMACION NECESARIA

- Gasto.- Nivel dinmico.- Dimetro del ademe.- Tipo de lubricacin que se desea.- Tipo de impulsor ( Semi-abierto Cerrado ).- Velocidad de operacin ( R.P.M.).- Gravedad especifica del agua a bombear- Temperatura del agua a bombear.- Altitud- Presin de operacin a la descarga de la bomba.- Elevacin topogrfica

Datos que ya definimos en la SECCION 1 de este manual y

que es indispensable analizar y comprender, al menos losmencionados en la lista de arriba, y que se obtienen de lasiguiente manera:

Cuando se trata de un pozo nuevo,lo correcto es practicarun aforo en dicho pozo, es decir determinar cuanta agua es capazde dar y a que profundidad, lo cual se logra con una bomba de

prueba diseada para tal fin y un motor de combustin al quepodamos variar las revoluciones y experimentalmente tomamoslos datos que arroje dicho aforo, que es bsicamente el gasto quenos da el pozo a una determinada profundidad y a determinadasrevoluciones por minuto que gira la flecha de la bomba. En este

Resumiendo:

1.1- Gasto:del aforo o gasto de diseo (explicadoanteriormente).

1.2.-Nivel Dinmico: del aforo o nivel de bombeo en el caso deun carcamo.

1.3.-Dimetro del ademe:del aforo directamente o checandolodel carcamo de bombeo.

1.4.-Tipo de lubricacin: Lo sugerimos nosotros odirectamente el usuario

1.5.-Tipo de impulsor:Lo sugerimos nosotros o dierctamente

el usuario

1.6.-Velocidad (rpm):Se sugiere inicialmente 1760 rpm que esla velocidad normal y posteriormente si de acuerdo a lascondiciones de operacin del equipo no se logran con esavelocidad se escogera otra.

1.7-Gravedad especifica:Se obtiene pesando un decimetrocbico del agua a bombear.

1.8.-Temperatura del agua: Se toma directamente contermometro.

1.9.-Altitud sobre el nivel del mar: Se debe conseguir si estamos

bombeando en un lugar de excesiva altitud pues puede afectar elNPSH.

1.10.-Presin de operacin a la descarga de la bomba: Estainformacin puede estar previamente definida por el cliente obien la calculamos en el paso 2 de este manual.

1.11.- Elevacin Topografica: Es el desnivel topografico desde elcabezal de descarga hasta la descarga del agua.

Si se trata de un pozo que no es nuevodebemos tener losdatos del equipo anterior o aforo anterior.

Si hablamos de una bomba para uso industrial, uncarcamo de rebombeo, o disponemos de toda el agua quequeramos, nos basaremos en el gasto deseado o de diseo.

Lo primero con lo que debemos contar para poder realizar

el diseo de un sistema de bombeo son los siguientesdatos:

PASO 2

CALCULO DE LA CARGA DINAMICA TOTAL (C.D.T.)

A continuacin se procede a calcular la carga dinmicatotal ( CDT ), esta la obtenemos de la siguiente manera.

CDT= Nivel dinamico + Elevacin + Fricciones en columna +Fricciones en descarga o conduccin + presin de operacin.

Estos conceptos ya se explicaron en la seccin dedefiniciones y conceptos de hidrulica pero podemosrevisarlos nueva y brevemente de la siguiente manera:

4.1.2.- ElevacinEs el nivel mximo al cual deseamos llevar elagua con respecto al cabezal de descarga. (pag. 3 y 9)

4.1.3.- Fricciones en columna Son las perdidas de carga,generadas por el rozamiento que existe entre las paredes del tubodebido a la velocidad del agua que circula dentro de el y a larugosidad.

4.1.4.-Fricciones en conduccin Son las perdidas de carga,generadas por el rozamiento que existe entre las paredes del tubode descarga debido a la velocidad del agua que circula dentro de el,as como en los accesorios que existan en el trayecto de la descargao conduccin despues del cabezal de descarga. (ver pg. 9)

4.1.1.-Nivel DinmicoEs la distancia vertical desde el cabezalde descarga nivel de superficie, hasta el nivel del agua cuando seencuentra en operacin el equipo de bombeo. (ver pag. 3 y 9).


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


13/29

BOMBASOM S

RPag. 12

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. 13

Hasta este momento tenemos el siguiente cuadroresuelto:

* 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.


14/29

BOMBASOM S

R

Pag. 13

Diametro-mm

Diametro-Plg.

Prdidasenlaflecha

@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


15/29

BOMBASOM S

RPag. 14

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


16/29

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

BOMBASOM S

RPag. 15


17/29

BOMBASOM S

RPag. 16

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.


18/29

BOMBASOM S

RPag. 17

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


19/29

BOMBASOM S

RPag. 18

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.


20/29

BOMBASOM S

RPag. 19

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

TRAMSMISIONMOTRIZPARAL

UBRICACIONAGUA

TRAMSMISIONMOTRIZPARAL

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


21/29

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/3600RPM

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.


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 estopero

Y = 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"


22/29

BOMBASOM S

RPag. 21

LONGITUD DEL NIPLE

LUBRICACION ACEITE

Tuerca de ajuste

Cua

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/1800R

PM

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

75100125

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

36.50040.50046.000

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

26.50030.50036.000

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

33.50037.50043.000

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

37.50041.50047.000

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

33.50037.50043.000

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

RC

A

&

R.P.M.


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

38.50042.50048.000

48.000

48.000

56.500

Flecha Motrz Lubricacin Aceite

Tubo120"

Niple N

Flecha Motrz 120"

Cabezal C

Motor M


23/29

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 la

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 operaci

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 =


24/29

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


25/29

BOMBASOM S

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


26/29

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 d e succi n

BOMBASOM S

RPag. 25

-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

101520253035404550556065707580859095

100

0.06230.0890

0.1250.1730.2380.3230.4320.5730.7520.9771.2571.6052.0312.5503.1773.9314.8295.8947.1498.619

10.332

0.200.290.410.570.781.061.421.882.473.204.125.276.668.37

10.4212.9015.8419.3423.4628.2833.90

PIES METROSPLG. HG MM. HG

LEC. BAROMETRICA PRESION ATMOSF.

PSI PIES AGUA

PUNTO DE EBULLI SiONDEL AGUA (F)

TEMP.C

PRESIONMTS. H2O PIES H2O

LECTURASBAROMETRICASYPRESIONATMOSFERICA

CORRESPONDIENTESADIFERENTESALTITUDES

TABLA DE PRESION DEVAPORIZACION DEL AGUA

A DIFERENTES TEMPERATURAS

1.- a) Presin at mosfrica (PAT M)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 bombead a a la

temperatura del agua bombeada, expresada en

mts de carga (adjuntam os tabla).

Sumando y restando los cinco elementos

mecionados anteriormente obtenemos el NPSHD

el 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


27/29

BOMBASOM S

RPag. 26

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.


28/29

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

manual bombas verticales

Documents

agua tambien

eltransporte de agua

presente manual de diseo

unbuen diseo

analisis d empuje axial

npsh carga neta

carga dinamica total

peso porunidad de volumen