Instituto Tecnológico de Mérida

Departamento de Metal - Mecánica

Máquinas de fluidos Incompresibles

Proyecto de selección de una bomba centrífuga

7M1

Alumno: Andrade Guerra Goznalo

Ing. Juan de Dios Bustos Torres

Mérida Yucatán a 28 de Abril de 2016

Proyecto de selección de una bomba centrífuga

Elaborar la curva de un sistema de bombeo y seleccionar una bomba centrífuga horizontal para un gasto Q= 600 L/min y que tenga un rendimiento mínimo de 70% buscando información de por lo menos dos fabricantes.

1- La tubería de succión tiene una válvula de pie con colador, un codo de 90° y una válvula de compuerta en la entrada de la bomba (80% abierta).

2- La tubería de descarga tiene una válvula de globo, una válvula check horizontal y dos codos de 90°.

3- Longitud de la tubería de aspiración de 12m, longitud de tubería de descarga de (100 + N. Días/4) m.

4- Temperatura del agua (20 + N. mes)°C

5- Usar tubería de acero cédula 40 con diámetro 4, 6, 8 o 10 pulgadas de tal manera que la velocidad del agua esté entre 1.5m/s y 3m/s (103.mm).

6- Trazar la curva del sistema para un rango de gastos de 600 a 1200 Litros/min escogiendo 10 puntos intermedios.

7- Al elegir la bomba incluir copias de las curvas de los dos fabricantes indicando qué fabricante seleccionó.

8- Verificar que la bomba seleccionada cumpla con HE < HEmax o NPSH<NPSHR

para que la bomba no presente cavitación

Datos

Fecha de nacimiento 18 de noviembre

Número de días = 323 Número mes = 11

Q=600L/min

Tubería de succión:

Longitud= 12m Colador K=8.211 Codo K = 0.91 Válvula de compuerta K= 0.3

Tubería de descarga

Longitud= 180.75m1 Válvula de globo K = 10Válvula check K = 2.52 codos K= 1.8

Temperatura del agua = 33°C

Densidad ρ=994.74kgm3

Viscosidad cinemática v=0.7578×10−6 kgm3

Rugosidad K=¿ 0.046

Cálculos

Gasto

Q=600 Lmin

= 1m3

1000L1min60 s

=0.01 m3

s

Diámetro = 3 in=0.0762m

Área

A=π r2=π ¿

A=4.56×10−3m2

Velocidad

V=QA

=0.01m

3

s4.56×10−3m2

V=2.19ms

Esta velocidad se encuentra en el rango permisible de 1.5 a 3 m/s

Planteando la ecuación de la energía:

Hper=Hprim+Hsec

Pérdidas primarias:

ℜ=VDv

=2.19m

s×0.0762

0.7578×10−6m2

s

ℜ=220,213.77

ε= KD

=0.046mm76.2mm

PA

ρgc+

v A2

2 gc+zA+H=

PZ

ρgc+

vZ2

2gc+z Z+H perd

H=(Z Z−Z A )+H perd

ε=6.0367 x10−4

Calculando f, mediante la ecuación de Colebrook

f= 0.25

( log( ε3.71

+ 5.74Re0.9 ))

2= 0.25

( log( 6.0367 x10−43.71+ 5.74220,213.770.9 ))

2

f=0.019

Y para encontrar las pérdidas primarias, que serán en toda la longitud del tubo:

hperdprim=f ( (L ) (V )(D ) (2 gc ) )=0.019 (12+180.5)m

0.0762m

(2.19 ms )2

(2×9.81ms2 )hperdprim=11.96m

Calculando las pérdidas secundarias:

Hperdsec=(f ´ a+ f ´ ´a+.. f ´ ´n ) V 2

2gc

Hperdsec=(8.21+0.9+0.3+10+2.5+1.8+1 )( (2.19ms )

2

(19.62ms2 ) )Hperdsec=6.05m

Pérdidas totales en la tubería:

H perdT=H perdprim+H perdsec

H perdT=11.96m+6.05m

H perdT=18.01m

Sustituyendo en la ecuación de la energía:H= (Zz−Za )+H perdT=45.15m+18.01m

H=63.16m

Gasto (L/min) Pérdidas H (m)

600 63.174

700 69.499

800 76.767

900 84.975

1000 94.123

1100 104.211

1200 115.239

500 600 700 800 900 1000 1100 1200 13000

20

40

60

80

100

120

140

63.17469.499

76.76784.975

94.124104.211

115.239

Gráfica del sistema Q-H

Valores Y

Q

H

Elección de bomba

Gasto: 600 L/min

Carga dinámica H=63.16m

NPHS disponible:

NPHSdisp=PA−P sat

ρgc−H e−H per

P A−P sat

ρgc= 101,300995.7×9.81

−0.4785

P A−P sat

ρgc=10.37m

H e=4m

H per=H perp+H pers

H perp=0.019(12

0.0762)( 2.19

2

2×9.81)

H perp=0.73m

H pers=(8.21+0.9+0.3)( 2.192

2×9.81)

H pers=2.13m

H per=0.73m+2.13m

H per=2.86m

NPHSdisp=10.37m−4m−2.86m

NPHSdisp=3.03m

Bomba centrifuga mediana presión BARMESA

Serie: IB 2

Succion: 2 ½ “(6.35cm)

Descarga: 2” (5.08cm)

Velocidad: 3500 rpm

NPHSrequerido=1.5m

El NPHS requerido es menor al disponible, sin embargo, la altura dinámica es menor a 60.16m por lo cual no es utilizable.

Bomba centrifuga alemana NEUMANN

Modelo: BA 06-013

Motor acoplado: SUM 06-015

Eficiencia 75.70%

60 ciclos, 2 polos

NPHS requerido: 2.5m

El NPHS requerido es menor al disponible por lo cual es utilizable y no presentara cavitación.

Conclusión

Esta práctica se realizó con el fin de hallar una bomba que satisfaga la necesidad de que el NPSH disponible fuera mayor al requerido evitando así la cavitación. Para esto se tuvo que revisar muchos catálogos de bombas, que nos sirvió para aprender la lectura de estos. Encontré el caso en el que el NPHS lograba ser mayor al requerido, la eficiencia era ideal y el caudal coincidía, sin embargo la altura dinámica es muy importante también, y no coincidían, por lo cual tuve que revisar más, y leer de mejor forma los catálogos. Pero al encontrar al fabricante alemán NEUMANN pude ver varias bombas que coincidían con la carga necesaria, y el caudal pero no con la eficiencia, pero entre varias, 3 lograban coincidir con el NPHS, carga, eficiencia y caudal, eligiendo la que más cerca estaba. En teoría la bomba no presentara cavitación, pero se deben mantener consideraciones como el nivel de la bomba o la potencia.