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CAPITULO 5

BOMBAS CENTRIFUGAS

Una bomba centrífuga es uno de los tipos más simples de equipo en cualquier plantadel proceso. Su propósito es convertir energía de un primer elemento (un motor eléctrico o turbina) primero en velocidad o energía cinética y luego en energía de

 presión de un fluido que está bombeándose. Los cambios de energía ocurren envirtud de dos partes principales de la bomba el impulsor y el en espiral o difusor. !limpulsor es la parte que esta girando y convierte la energía de la máquina en energíacinética. !l en espiral o el difusor es la parte estacionaria que convierte la energíacinética en energía de presión.

"lgo que siempre debe recordarse es que una bomba no crea presión esta

solamente proporciona flu#o. La presión es solamente una indicación de laresistencia al flu#o.

5.1. CONFIGURACIÓNBÁSICA

!l tipo más simple de bomba centrifuga es la maquina de simple etapa la cualconsiste fundamentalmente de un elemento rotatorio denominado impulsor y uncasco. !l liquido es llevado al centro del impulsor y puesto en rotación por lasaspas del impulsor. $ebido a la fuer%a centrifuga el liquido es lan%ado del bordeo periferia del impulsor con una considerable velocidad y presión. !l casco elcual encierra al impulsor tiene una voluta formando un pasa#e cuya área de

sección transversal va aumentando y la cual recoge al liquido que sale delimpulsor y convierte una porción de su energía de

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velocidad en energía de presión. !ste pasa#e del casco conduce a la cone&ión dedescarga de la bomba a latubería que forma el sistema

Fig. 5.1a Bomba Centi!"ga

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Fig. 5.1b Bomba #enti!"ga $e %o&"ta

La 'ig. .b muestra algunas partes básicas de una bomba centrifuga las cuales

son*

Ca'#o .+ guía al liquido ,acia el impulsor- recoge al liquido del impulsor yreduce su velocidad transformando parte de ella en presión o columna. Loscascos son de dos tipos* de voluta y circular.

asco de /oluta.+ Los cascos de voluta pr o porcionan más alta columna.La voluta es un t0nel circular que aumenta su área ,acia la parte de ladescarga. como se muestra en la 'ig. .c. omo el área de sección transversalaumenta la voluta disminuye la velocidad del liquido y aumenta la presión.

Fig 5.1# Se##ion $e "na Bomba #enti!"ga $e (o&"ta

asco circular .+ Se usan para ba#as columnas y altas capacidades. Loscascos circulares tienen paletas estacionarias alrededor de la periferia delimpulsor que convierten la energía de velocidad a energía de presión.convencionalmente los difusores son aplicados a bombas de m0ltiplesetapas.

!n muc,os casos se acondiciona un difusor a la salida de la bomba para ayudar a aumentar la presión

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Fig. 5.1$ Bomba Centi!"ga $e )i!"'o

Im*"&'o.+ imparte energía al líquido por la acción de sus aspas- es el0nico componente de la bomba que suministra energía al líquido. Losimpulsores sonclasificados de diferentes maneras*

1asándose en la principal dirección de flu#o conreferencia ale#e de rotación*

'lu#o 2adial

'lu#o "&ial'lu#o mi&to

1asado en el tipo de succión

Simple succión* el liquido entra por un solo lado

$oble succión* !l liquido entra al impulsor simétricamente porlos dos lados

1asado en la construcción mecánica ('ig. .e)

errado* 3lacas que encierran las paletas

"bierto

Semiabierto(tipo 4vorte&4)

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Fig. 5.1e+ Im*"&'oe' Cea$o , Abieto -%e !oto' $e im*"&'oe' 

)i!"'o.+ porción de tubería que recoge al liquido que sale del impulsor el

mismo que a0n conserva alta velocidad y puede dar alta fricción pero debidoal aumento en el diámetro de esta porción de tubería (difusor) se reduce lavelocidad del liquido(y la fricción).

In$"#to.+ (opcional) elevador de columna proporciona la S35requerida por el impulsor.

E'*a#io &ibe.+ disminuye la fuga de liquido de alta energía a la entradadel impulsor.

C"bieta.+ cubre al casco- sostiene a los co #inetes.

Em*a/"eta$"a'.+ evitanlas fugas de liquido.

E0e.+ mueve ysostiene al impulsor.

Co0inete'.+ soportan al rotor (además del impulsor ye#e).

5.. CARACTER2STICAS )EOPERACIÓN

Sin duda la parte más importante de nuestra discusión sobre bombas centrífugases el uso de las curvas de operación. Una típica característica de operación de

 bombas centrífugas se muestra en la 'ig. .6. la columna total (energíasuministrada) potencia absorbida (para una S7 particular) y la S352 (energíaneta requerida a la entrada) son ploteadas en función del flu#o.

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Fig. 5. Caa#te3'ti#a' t3*i#a' $e o*ea#i4n $e bomba' #ent3!"ga'

!stas son las características de traba#o de la bomba. !ficiencia de la bomba(derivada del flu#o lacolumna total y la potencia) también se grafica comofuncióndel flu#o el punto de má&ima eficiencia (1!3) e indicar el rango de operación másefectivo de la bomba.

5..1 Co&"mna Ca*a#i$a$

8oda bomba centr íf uga tiene para una velocidad particular y un diámetro particular de impulsor cuando manipula un liquido de variación de viscosidaddespreciable una curva de operación la cual indica la relación entre la columna (o

 presión) desarrollada por la bomba y el flu#o a través de la bomba. La curva que semuestra en la 'ig. .6 es un e#emplo típico. omo podemos ver a medida que lacapacidad aumente la columna total que es capa% de desarrollar la bomba sereduce. !n general la columna más alta que es capa% de desarrollar una bombacentrífuga es a un punto donde no ,ay flu#o a través de la bomba- esto es cuando laválvula de descarga está completamente cerrada. 2ecordar que estas curvas deoperación están basadas e una velocidad diámetro de impulsor y viscosidad

 particulares. !n general la viscosidad a la cual se dan las curvas características es laviscosidad del agua a 6 o.

5.. B6P -Poten#ia '"mini'ta$a Ca*a#i$a$

3ara operar a la capacidad deseada encontramos que debemos suministrar ciertaenergía a la bomba (potencia suministrada o 193). !ntonces podemos graficar unacurva representando larelación entre la capacidad y la potencia suministradanuevamente basada en los factores constantes previamente definidos. 3ara bombascentrífugas generalmente la potencia suministrada incrementa con unincrementoen lacapacidad.

5..7 E!i#ien#ia $ebe 'e #a"&a$a

Las dos características que ,ansido graficadas ,asta este puntoson determinadase&aminando una bomba actual. ",ora veremos lo concerniente ala eficiencia

ala cual opera la bomba. La eficiencia no podemos medirla directamente sinoque debemos

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calcularla de la información que ,emos obtenido. La eficiencia se eval0a a partir de la !c. :.:;.

"partir de esta !c. puede determinarse la eficiencia ala cual está operandola bomba para una determinada capacidad y puede graficarse.

3ara ,acer estimados puede determinarse la eficiencia como función de lavelocidad específica como se verá mas adelante.

5..8 CSPN Ca*a#i$a$

!sta es otra característica de una bomba centrífuga la cual es muy importantey siempre se da conlas curvas de operación de la bomba relacionándola con lacapacidad. !sta información nos da el valor de la S352 o de la bomba el cual

 puede tomarse como referencia para determinar la S35" o del sistema para unaoperación adecuada.

uando se discute sobre bombas centrifugas los dos términos más importantesson S352 (53S92 ) y S35" (53S9")

Co&"mna $e S"##i4n Po'iti%a Neta Re/"ei$a CSPNR 

S35 es uno de los términos asociados con las bombas más e&tensamenteusados y menos entendidos. !l entendimiento del significado de la S35 es muc,omas importante durante la instalación que durante la operación de la bomba.

 Las bombas pueden bombear solamente liquidios, vapor es no

La operación satisfactoria de una bomba requiere que la evaporación del liquidoque se esta bombeando no ocurra a ninguna condición. !sto se desea porque cuandoun liquido se vapori%a su volumen aumenta e&tremadamente por e#emplo pie:

de agua a temperatura ambiente da

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cavitation se discute en detalle después). !sta presión se convierte en la columna. !sten0mero de columna se publica en la curva de la bomba y se define como la columnade succión positiva neta requerida S352 (53S9r) o a veces para abreviada como laS35(53S9). "sí la olumna de Succión 3ositiva 5eta (53S9) es la columna totala la entrada de la succión de la bomba menos la presión de vapor convertida aaltura de la columna del líquido.

CSPN  R(NPSHr) s una !unción del dise"o de la bomba

La S35 requerida es una función del dise=o de la bomba y es determinado basado en prueba real de la bomba por el fabricante. "medida que el liquido pasa dela succión al o#o del impulsor de la bomba la velocidad aumenta y la presióndisminuye. 9ay también pérdidas de presión debido a la turbulencia causada por elimpulsor. La fuer%a centrífuga de las aletas del impulsor incrementen la velocidad ydisminuyen la  presión del líquido. La S35 requerida es la columna positiva enunidades absolutas requeridas en la succión de la bomba para superar éstas caídas de

 presión en la bomba y mantener al liquido por sobre su presión de vapor. La S35 es siempre positiva ya que se e&presa en

términos de una altura de columna de fluido. !l término neto se refiere a lacolumna de presión real a la entrada de la succión de bomba y no la columnaestática de succión.

CSPN  R aumenta a medida que lacapacidad aumenta

La S35 requerida varía con la velocidad y capacidad en cualquier bomba particular.La S35 requerida aumenta cuando la capacidad aumenta aumentando por que lavelocidad del líquido aumenta y como quiera que la velocidad del líquidoaumenta la  presión o columna disminuye. 5ormalmente las curvas de bombeo quesuministran los fabricantes proporcionan esta

información. La S35es independiente de la densidad delfluido.

La CSPN A o $i'*onob&e

omo se ,a visto anteriormente depende de las características del sistema

La S35 disponible siempre debe ser mayor que la S35 requerida para la bomba para operar satisfactoriamente. !s práctica normal tener por lo menos 6 a : piesde S35 e&tra disponible en la entrada a la succión para evitar cualquier problemadurante la operación.

5.7. (ELOCI)A)ESPEC2FICA

Las bombas centrífugas son producidas en un amplio rango de dise=os,idráulicos. 3ara categori%ar estos dise=os se usan dos conceptos. !l primero deestos es la velocidad específica designada como  N S .

$erivado a partir de condiciones similares la velocidad específica es un n0meroque ampliamente define la geometría del impulsor y la operación de una bombacentrífuga independiente de sutama=o. La ecuación es

http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b7.htm#cspnhttp://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b7.htm#cspn

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donde  N > 23?

Q> caudal total

 H > columna desarrollada

!n su forma original  N S  fue adimensional pero el uso convencional de lasunidades convenientes requiere que las unidades sean identificadas (ya sea gal@min y

 pies o m:@, y m).  N S se calcula a partir de la operación al 1!3 (má&imaeficiencia) con impulsor de diámetro má&imo (para bombas de succión simple Qes el flu#o total- para doble succión es la mitad).

La velocidad específica puede definirse comolas revoluciones por minuto a lascuales

impulsores geométricamente similares podrían girar para dar una descarga de gal@min contra una columna de un pie. La variación de la geometría del impulsorcon la velocidad específica se muestra en la 'ig..:. La geometría de un impulsor varía enel sentido de su altura y sus características de potencia y consecuentementeensu eficiencia. La 'ig. .A muestra coma varíanlas características de operación. La'ig. .B de 'raser y Sabini da valores de la eficiencia má&ima para bombas dediferentes velocidades específicas ycapacidades.

Fig. 5.7 Foma $e& im*"&'o %e'"' %e&o#i$a$ e'*e#3!i#a

"preciando como las características de columna desarrollada y potencia varíancon la velocidad específica se puede notar lo siguiente a partir de la 'ig. .A

La columna disminuye mas bruscamente a medida que se incrementa lavelocidad específica. " ba#as velocidades específicas las características decolumna son iguales o con poca inclinación mientras que aaltas velocidadesespecificas la columna disminuye muc,o antes que el 1!3.

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Fig. 5.8 (aia#i4n $e &a' #"%a' #aa#te3'ti#a' #on &a %e&o#i$a$ e'*e#i!i#a

Las características de potencia cambian de positivo (la potencia se incrementa conel flu#o) a negativo a medida que se incrementa la velocidad específica. $ebido a quelas características de potencia cambian su inclinación es peque=o el rango de

velocidades específicas can las características de potencia má&imas en la región de1!3. 8al característica es conocida como Cno DsobrecargadaE

Las características típicas de potencia y columna son consistentes con la eficienciaobtenible. Son posibles otras características pero generalmente a e&pensas de laeficiencia. omo un e#emplo el aumento constante de la columna y no D sobrecargaCdosEcaracterísticas de seguridad pueden darse fuera de loa rangos usados. 3ara,acer esto sin embargo el impulsor debe ser más largo que el normal lo cualaumenta las pérdidas de potencia debido ala fricción y ba#a eficiencia.

alculando la velocidad específica para una carga par ticular asumiendo operacióna 1!3 da indicio de la posibilidad de una bomba centrífuga para la carga y permite

un estimado de su potencia.

La %e&o#i$a$e'*e#3!i#a#omo "na me$i$a $e& ango'eg"o $e o*ea#i4n

La velocidad específica normalmente se usa como una base para estimar el rangoseguro de operación para la capacidad de una bomba. Los n0meros van entre:;;; y 6;;;;. la ?ayoría de los usuarios prefieren que sus bombas tenganvelocidades específicas en el rango de F;;; a ;;; para un funcionamientoóptimo libre de problemas..

5.8. (ELOCI)A)ESPEC2FICA )ESUCCIÓN

!s un término aplicable a las limitaciones de succión y se deriva de la siguientemanera*

$e la definición de velocidad específica

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donde S > 23?

G> caudal

total

 53S 9> columna de succión positiva neta columna r equerida parao peración sin avitación denominada también S352 

La magnitud de la velocidad específica de succión es un índice de la posibilidad de la bomba para operar sin cavitación. La mayoría de operaciones de bombas se basanen una velocidad específica de succión de F;; tanto para impulsores de simple ydoble succión.

5.5. (ELOCI)A) )EROTACIÓN

La mayoría de bombas en el rango de :;;; gpm y columnas de alrededor de :;; pies son dise=adas para operar entre

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'ig. . /elocidad de rotación comofunción de la columna ycaudal

$e manera similar por sobr e ; pies de columna se debe usar no menos de

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'ig. .B velocidad de rotación como función de la velocidad específica

"l usar la 'ig. .B se debe buscar una velocidad de rotación en función del

caudal y la columna que de una velocidad específica de alrededor de F;;; a ;;;

!n este caso se tiene un caudal de :; gpm y una columna de ; pies de liquido.3ara este servicio se recomienda una bomba centrífuga con una velocidad derotación de

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'ig. .< /elocidad de rotación comofunción de la velocidad específica de

succión !#emplo .

$eterminar la velocidad de rotación para la bomba centrífuga del !#emplo

A. Solución

$e los cálculos reali%ados en el !#emplo :. 

setiene audal manipulado G> 6; m:@, (FF

gpm)

olumna total 9> A B

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5.6. EFICIENCIADE LABOMBA

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La eficiencia es un dato del fabricante dado enlas características de operaciónde la bomba.

Para procesos en operación, la efciencia se evalúa a partir de laEc. 3.30. midiendo la energía consumida (suministrada a la bomba o

BHP ! calculando la energía neta necesaria para el bombeoo caballa"edeli#uido($HP

Para estimados preliminares se puede estimar la efciencia en%unción de la velocidad específca ! el caudal según se muestra en la&ig. '., con lo cual se puede determinar la energía necesariaparalaoperación

E0em*&o 5.

)eterminar la efciencia delabomba seleccionada en elE"emplo '.*

So&"#i4n

)e losdatosobtenidos en el E"emplo '.*se tiene

Fig. 5.8 Efciencia deuna bomba

centriuga

+audal manipulado,

Q

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gpm +olumna total, H

*'-pies elocidad

derotación, N 3'00/P

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)e la &ig. '.Efciencia, 55!

5.". #O$ENCIA%&MINI%$'ADA

$as bombas centrí%ugas pueden operar con turbina a vapor o conmotor el1ctrico. En cadacaso la (otencia )umini)trada a labomba (oBHP se evalúa deacuerdo a la E+. 3.30

Potencia suministrada (o Potencia desarrollada 

('.3Efciencia

$onde

Poten#ia $e'ao&&a$a > potencia que la bomba debe transmitir al liquidodurante el bombeo IJen el SK (93 en el sistema inglés denominándosetambién caballa#e de liquido o L93)

Poten#ia '"mini'ta$a > potencia que el motor oturbina debe suministrar

ala 

 bomba I Jen el SK (93 enel sistema inglés denominándose tambiéncaballa#e de f r eno o 193)

E!i#ien#ia $e &a bomba > o eficiencia mecánica de la bomba es dato delfabricante o estimado de acuerdo a la 'ig. .F

E0em*&o 5.7

+alcular el consumo de energía para el sistema debombeo dado en elE"emplo 3.* operando conlabomba seleccionada en los E"emplos 2,*'.*! '.4

So&"#i4n

)el E"emplo 3.*

Potencia desarrollada, 2.61kW 

$el !#emplo A.

Se selecciona una 1omba entrífuga

)el E"emplo '.*

/elocidad de rotaciónde la bomba > :;; 23?

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)el E"emplo '.4

!ficiencia de la 1omba η>

)e la Ec. '.3

5.8. ENE'*+ANECE%A'IA#A'AEL BOMBEO

!l consumo total de energía para el bombeo depende de la eficiencia de la bomba yla eficiencia del motor oturbina al que esta acoplada- siendo así laenergía necesaria para el bombeo estará dada por 

+onsumo de energía,

3otencia suministrada IJ('.2

Efciencia del motor

5.,. LE-E% DE AFINIDAD

$e las curvas características para una bomba centrífuga se tiene la 'ig. .6

a 7i secambia la velocidad derotacióna 84, sepueden

con%eccionar otrascurvas características a lanuevavelocidad deacuerdoa las relaciones9

8ota9 +ambiando la velocidad ! manteniendo constante el di:metro delimpulsor, la efciencia delabomba permanece igual pero varían la H,;!potencia suministrada (BHP

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Fig. 5., Eecto) de cambio de/eocidad

derotaci0n

b +ambiando el di:metro del impulsor pero manteniendo lavelocidad derotación constante, la efciencia delabombano esa%ectada si el di:metro del impulsor no es variado (reducido enun valor ma!or al '

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Fig. 5.12 'educci0n de di3metrodeim(u)or4 aCur/a) caracter7)tica)

b Confguraci0n de di3metro

E0em*&o 5.8 Cambio en&a %e&o#i$a$ $e ota#i4n

=na bomba centrí%uga opera a una velocidad de *00 /Ppresentando las siguientes características

NQ9 H9 BHP9   η 9 <

2000 *'>,0 *?,' 3,>3000 400,' *>2,' >,0

4000 44*,0 *24,3 >,2*000 44,0 *0>,0 '2,0

7e desean obtener lascaracterísticas deoperación para esta bombaauna velocidad de *-00/P

%ouci0n

@lanueva velocidad N *-00/Pse tiene

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Siguiendo el cálculo setiene una nueva tabla con otros valores que correspondena la situación 6 los mismos que se grafican enla 'ig. .

N2 Q29 H49 BHP49   η 9 <

3''- *42,0 *33,0 3,>4--> *',0 *44,' >,0*>>> *>2,- *00,' >,2?0 *0,- >?,4 '2,0

Fig. 5.11 Cambio en&a %e&o#i$a$ $e

ota#i4n U'o $e& 'im"&a$o UNTSIM.

"l seleccionar del ?en0 3rincipal* $ise=o de equipo+1ombeo de liquidos+"finidad se tiene*

Copyright 2002 UNT

MSc. Luis MoncadaAll rights reserved

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14Apr2004

L!"!S #! A$%N%#A# &A'A UNA ()M(A C!NT'%$U*A+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++!li,a -ue desea variar e ingrese datos entre /

 Elegimos velocidad !obtenemos la siguiente respuesta9

%ngresar caudales 4000 000 2000 1000/%ngresar colunas 13 200.3 221 225/%ngresar (6&s 157.3 14.3 142. 10/%ngresar e8iciencia 5. 5 5.4

34/ %ngresar velocidad inicial 1500%ngresar nueva velocidad 1900++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++LAS NU!:AS C)N#%C%)N!S AL CAM(%) !$!CTUA#)S)N

Caudal Coluna &otencia !8iciencia

333.39 124.03 1.07 5.0

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

#esea o;tener 622 Si?0@No?1@ 0%ngresar >2 100

Caudal Coluna &otencia !8iciencia

100.00 13.42 7.2 9.73

Mla gráfica a la velocidad nueva*

2999.9 135.42 122.39 5.001.5 14.92 77.74 5.40555.57 150.13 3.13 34.00

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5.12. C&'9A% DEL%I%$EMA

La curva del sistema representa la columna requerida para bombear una cantidaddada de liquidoa través de un sistema de tubería yesta representada en la 'ig. :.<

5.11.COMBINACI:NDE C&'9A% DEL %I%$EMA- DELABOMBA

omo se muestra enla 'ig. . para manipular un caudal dado de liquido la

columna desarrollada por la bomba ( Hb) es menor que la columna oresistencia delsistema ( Hs) por lo que se tiene que despla%ar el punto de operación de la bomba variando el diámetro o la velocidad(en este casoaumentando cualquierade los dos)

http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b6.htm#f3.7http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b6.htm#f3.7http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b6.htm#f3.7http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b11.htm#f5.11http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b6.htm#f3.7http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b6.htm#f3.7http://plantasquimicas.iespana.es/Bombas/b11.htm#f5.11

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Fig. 5.1 C"%a' #aa#te3'ti#a' $e& 'i'tema , $e &a bomba

E;em(o 5.5 Di)e'' 0

>0 --' **20 '0 44*0 '0' 30,'40 230 23'0 3>' 2240 340 22?0 4>0 4

*. 7e puede usar esta bomba parasatis%acer laoperacióndeseada

4. 7i nopuede usarse, #ue cambio sedebeAacer parasatis%acerla3. C+u:l ser: el BHPre#uerido paralabomba al cambio e%ectuado

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%ouci0n

Fig. 5.1= O(eraci0n dea bomba de E;.5.5

*. $abombano satis%acela operación, por#uemanipulando un caudal Q3'0gpm, solamente desarrolla unacolumna H 3>'pies, locual esmenor #uelaresistencia (columna del sistema de 3pies.

4. )ebemos modifcar el di:metro ola velocidad para#uelabombapuedadesarrollar la columna pedida. En este casomodifcamos la velocidadmanteniendo el caudal constante.

7i N2 /N1 *,0'

Q1 N2 / Q2 H1 (N2 / H240 *,0' 4?2 230 *,*04' 2>2,3'0 *,0' 3->, 3>' *,*04' 2*3,

240 *,0' 22* 340 *,*04' 3'4,

Para Q2 3'0gpm, H2

24>pies 7i N2 /N1

*,04

Q1 N2 /  Q2 H1 (N2 /  H240 *,04 4', 230 *,0202 22>,

3'0 *,04 3'>, 3>' *,0202 3?0,240 *,04 24, 340 *,0202 334,

Para Q2 3'0gpm, H2 3?'.2pies

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#%S!B) #!L &UNT) #! )&!'AC%)N+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Caudal -ue desea anipular ?galin@ 30Coluna -ue desea alcanDar ?pies@55 CaracterEsticas de la ;o;a

disponi;le Caudal ?galin@ / 25030 420/Coluna ?pies@ / 40 3 20/:ariar #iFetro?0@ :elocidad?1@ 1:elocidad inicial ?'&M@ 430La nueva velocidad de;e ser 47?'&M@ #esea calcular (6& Si?0@ No?1@0&eso especi8ico del 8luido 0.!8iciencia de la ;o;a [email protected] !l (6& despuGs del ca;io es3.0 6p

5.1?. EFEC$ODE LA% #'O#IEDADE% F+%ICA% DEL FL&IDO

$aspropiedades %ísicas del uido #ue inu!en en el bombeo conbombas centrí%ugas son la densidad(o peso específco, presión devapor ! viscosidad.

a )ensidad (peso especifco, odensidad relativa. nu!esobrelapotencianecesaria para el bombeo, como se muestra en laEcs. (3.4> !(3.4? a ma!or densidad, ma!or potencia necesariapara el bombeo.

b Presión de vapor (Pv .G 7u inuencia seacentúa sisetraba"aconlí#uidoscalientes ! est: en la +7P8@ odel sistema.+omo se muestra en las Ecs. (3.34 !(3.33, la Pv debe ser ba"apartener una +7P8@ raIonable ! evitar laJcavitaciónK.

c iscosidad ( µ .G nu!e sobre el caudal #ue pueda manipularlabomba Q, lacolumna H #uepueda desarrollar labomba, !laefciencia delabomba η . @dem:s inu!e sobrela columnaoresistencia del sistema (aument:ndolo.

7e AanAecAo considerables es%uerIos paradeterminar el e%ectodela viscosidad sobrelaoperación de bombas centrí%ugas, ! elJH!draulic nstitute 7tandardsK proporciona cartas#ue puedenusarseparapredecir laoperaciónde bombas manipulandolí#uidosdedi%erentes viscosidades apartirdel conocimiento delaoperación dela bomba manipulando agua. $a &ig. '.*', muestra ele%ecto dedi%erentes rangosde viscosidades desde 3477=(#uecorresponde al agua Aasta 200077=. @ún cuando labomba tengauna efciencia de >-

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Fig. 5.15 In!&"en#ia $e &a %i'#o'i$a$

"lternativamente se pueden usar las correlaciones dadas por las 'igs. .By

.< para transformar las características de operación conagua a la operacióncon fluidos viscosos.

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Fig. 5.19 Fa#toe' $e #oe##i4n $ebi$o a&a %i'#o'i$a$ *aa #a"$a&e' ba0o'

#rocedimiento@ Para unasituación debombeo con agua(*,lascondiciones delabomba con li#uido viscoso (4 seobtienendela%orma siguiente9

*. =bicar QN (caudal a efciencia m:Lima en lascurvas característicasparaagua

4. sedeterminan los %actores decorrección para el li#uido viscoso

CE9 parala efciencia

CQ9 para el caudal

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CH 9 paralacolumna a valores de 0,- QN 0,;8 *,0 QN !

*,4QN

3. $os nuevos valores delabomba operando con li#uido viscoso son9

Q2 = CQ Q1

H2 = CH H1 (2valores

η 2 = CE η 1

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Fig. 5.1". Factore) decorrecci0n (aracaudae) ato)

$imitaciones9

a 7olo aplicable abombas centrí%ugas de voluta

b 7olo con uidos 8eNtonianos

c )e pre%erencia parabombas con unasola etapa. +uandosetratade múltiple etapa se debe tomar lacolumna por cadaetapa

.iscosidad cinem:tica   µ K,  µ/  s  en centisto5e o 77=

E;em(o 5.6 Inuencia dea /i)co)idad

Una bomba centrífuga opera con agua y posee las siguientes características

BOMBACONQ9 H9   η 9 < BHP9

0 *3' 0 020 *33 32 2,4

0 *30 '0 ',2*40 *4> -3 -,0*-0 *44 >0 >,0400 **' >' >,-420 *02 >>,' ,440 ?4 >' ,340 >? -- ',43-0 2> 2' ',4

7e desea emplear esta bomba para mane"ar un li#uido #uetiene

una viscosidad de ?4' cp(centipoises conun s *,2 araIón de*-0gpm.

;u1 columna desarrollar: la bomba con el uido viscoso ! #uecaballa"e de %reno re#uerir:

So&"#i4n

*. DraIar lascurvas características !Aallar QN.

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Fig. 5.18 Dato) de (robema 5.6

4. $ectura delos%actores decorrecciónusando lacorrelación dadaporla &ig. ',*>

-00+s

η máx >>,'<

QN

420gpm

alores

leídos CE

0,4>

CQ 0,>*

Para 0,- QN *22 H *42 η  -> CH 0,2

0, QN *?4 H **- η   >2 CH 0,0

*,0 QN 420 H *02 η   >>>,' CH 0,>>'

*,4 QN 4 H η   >2 CH 0,>3

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+alculando !tabulando los nuevos valores setiene9

Q1 CQ Q2 H1 CH H2 h1 CE h2*,4 ;8 0,> 402 0,>3 -2, >2 0,4 40*,0 ;8 0,> *>0, *0 0,>> 0, >>, 0,4 4*0, ;8 0,> *3- ** 0,0 ?3, >2 0,4 400,- ;8 0,> *04 *4 0,2 *02 -> 0,4 *,

3. DraIar lasnuevas curvas características con el li#uido

viscoso !leer para Q2, los valores de H2 ! η 2

)e la &ig. '.* para Q2 *-0gpm setiene H2 'pies ! η 2 40,<

5.17. APLICACIONES )ELAS BOMBAS CENTR2FUGAS

3ara una aplicaciónen procesos

. 1omba continua general.+

$e voluta (impulsor incorporado)- de mayor aplicación

$e turbina regener ativa (fluidos calientes me%cla de gases ylíquidos)

a) 1ombas enserie

+ Si las bombas son idénticas

Q=Q1=Q2

 H 3 =2H 1 =2H 2

a) 1ombas en paralelo

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9es la individual de cada una

 5ota* en lo posible los sistemas de bombeo debenfuncionar con bombas

centrífugas. Si la bomba centrífuga falla se debe usar una bomba de

despla%amiento positivo

5.18 6O:A )E ESPECIFICACIÓN )E UNA BOMBA CENTRIFUGA

Formulario a considerarpara adquirir una bomba

centrífuga

CARACTERISTICAS DEL EQI!" # "$SER%ACI"&ESAplicación _ _  

Altura sobre nivel mar (m.s.n.m.) _  

CARACTERISTICAS DEL LIQID" # "$SER%ACI"&ES

Ti o de Lí uido _ _  

Agentes Corrosivos _ _  

Concentración _ _  

Viscosidad _ _  

Gravedad especíica

líquido  _ _ p! del líquido _ _  

Temperatura líquido "C _ _  

#!a$ sólidos presentes% &i ' o*orcenta+eGranulometría

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CARACTERISTICAS DE LA I&STALACI"& # "$SER%ACI"&ES

, int. tubo ' modi.(si'no)

 _ _ _ 

-nergía elct. Volts ' !/_ _ _  

0omba actual ' rpm _ _ _  1otor actual !p ' rpm _ _ _  

CARACTERISTICAS DE "!ERACI"& # "$SER%ACI"&ES

Caudal Q 'm(#)ora)2) Volumen (m3)

 _ _ _ 

4) Tiempo (minutos) _ _ _  

3) * descarga (*&5) _ _ _  

6) L tubería 7m8 ',9 int.tub.  _ _ _ 

:) " codos 'v;lv. descarg.

 _ _ _ 

?) _ _ _  

1aterial de carcasa _ _ _  

1aterial del 5mpulsor _ _ _  

1aterial del -+e _ _ _  

1odelo de &ello ' caras _ _ _  

*resión m;@. traba+o _ 7psi8 _  

1otor requerido 7>?8 _ 7>?8 _