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UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica Eléctrica

SELECCIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA PARA REGADIOS EN LA ZONA DE CHEN CHEN, ASOCIACION CRIADORES PORCINOS EL SOL. Trabajo presentado por:

Ore Ticona Jorge Linares Ramos Martin Yañez Quispe Rodrigo Dávila Tejada Diego

Moquegua 2018

INDICE 1.

RESUMEN .............................................................................................................................. 3

2.

ABSTRACT .............................................................................................................................. 3

4.

DEFINICION DEL PROBLEMA ................................................................................................. 4

5.

OBJETIVO ............................................................................................................................... 5

6.

HIPOTESIS .............................................................................................................................. 5

7.

MARCO TEORICO ................................................................................................................... 5

7.1.

SELECCIÓN DEL EQUIPO DE BOMBEO ............................................................................... 7

7.2.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DE BOMBAS ............................................................... 14

7.3.

CONSIDERACIONES ECONÓMICAS .................................................................................. 15

8.

METODOLOGIA.................................................................................................................... 16

9.

RESULTADOS ....................................................................................................................... 16

10.

ANALISIS DE RESULTADOS............................................................................................... 16

11.

PROPUESTA ..................................................................................................................... 16

12.

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 17

2

1. RESUMEN Nuestro trabajo se centra en la

pequeño pozo en la parte de abajo

selección de un equipo de Bombeo ,

ellos van sacando de a pocos y

para esto lo primero que hicimos

poder regar sus plantaciones.

que esta al costado del canal y de ahí

para poder realizarlo o llevar a cabo es buscar a una persona, asociación, empresa, etc. que requieran de una bomba y estas personas no sepan sobre que bomba poder adquirir, nosotros le brindaremos la ayuda necesaria por medio de cálculos y otros la selección correcta de la bomba para que esta funcione con total

normalidad

y

una

buena

eficiencia, a la vez que no presente problemas al bombear el liquido a

La asociación que encontramos se encuentra en Chen Chen en la de

Moquegua,

la

cual

necesita de un sistema de bombeo para poder llevar agua desde el canal Pasto Grande a 600 m cuesta arriba

realizado

una

serie

de

cálculos para poder identificar el modelo de la bomba, viendo que se necesitara en el mayor de los casos de

dos

bombas

centrifugas

conectadas en paralelo, ya que una y otra se ayudara en el momento que estén operando y sea mas eficiente su trabajo, usaremos catálogos de bombas de diferentes marcas y escoger la indicada para el trabajo mencionado.

impulsar.

Ciudad

Hemos

del

cerro

en

donde

se

encuentra esta asociación, toda esa agua será con el fin de Tener el sistema de riego tecnificado ya que ellos en ese lugar no cuentan con agua para poder hacer un regadío en sus lotes agrícolas, para esto se buscó información sobre cuánto es el

2. ABSTRACT Our work focuses on the selection of a pumping equipment, for this the first thing we did to do it or carry out is to find a person, association, company, etc. that require a pump and these people do not know what pump to buy, we will provide the necessary help through calculations and others the correct selection of the pump so that it works with normality and good efficiency, while do not present problems when pumping the liquid to boost.

agua que consume la asociación al

The association we found is in Chen

momento de ellos recoger agua que

Chen in the city of Moquegua, which

por ahora la almacenan

needs a pumping system to carry

en un

3

water

from

the

Pasto

Grande

aspectos

geográficos

del

lugar

channel 600 m uphill from the hill

donde realizaremos tal proyecto,

where this association is located, all

pero nosotros nos preguntamos,

that water will be in order to have the

¿Para qué sirve este equipo?, ¿Qué

irrigation system technified since

aspectos

they do not have water in that place

seleccionar la bomba indicada?, En

to be able to irrigate their agricultural

primer lugar este equipo nos ayudara

lots, for this information was sought

a transportar el agua de un lugar

about how much water is consumed

alejado

by the association at the time of

queremos que vaya y se pueda usar,

collecting water that for now they

los aspectos básicos para realizar el

store it in a small well in the bottom

seleccionado correcto de la bomba

part that is on the side of the canal

son los siguientes, La potencia de

and from there they take out a few

bombeo, la altura total, propiedades

and can water their plantations.

del fluido a impulsar, el caudal, la

We

have

made

a

series

of

calculations to be able to identify the model of the pump, seeing that it will be needed in most of the cases of two centrifugal pumps connected in parallel, since one and the other will help

in

the

moment

they

are

debemos

hacia

presión, brevemente

el

etc. cada

tener

punto

Se una

para

donde

describirá de

las

características mencionadas para saber que significa y dar un cálculo y seleccionado exacto para el proyecto realizado.

operating and be more efficient your

4. DEFINICION DEL PROBLEMA El problema en nuestro trabajo de

work, we will use catalogs of pumps

investigación es del traslado de agua

of different brands and choose the

hasta el punto mas alto para que por

one indicated for the mentioned

gravedad luego sea llevado a los

work.

asociados para poder regar sus plantaciones, se propone una bomba

3. INTRODUCCIÓN

ya que el caudal del agua, presión no

En el presente Proyecto veremos

llegaría por si sola hasta el punto que

cómo seleccionar una bomba para el

requerimos, otro seria que los socios

riego rural de plantaciones de frutos

estarían trasladando el agua en

en la ciudad de Moquegua, para eso

recipientes como baldes entre otros.

necesitamos

diferentes

datos

y 4

5. OBJETIVO (Cerro, 2018) El objetivo de nuestro

tratará exclusivamente de ellas. Para comprender mejor el procedimiento

proyecto es seleccionar la bomba

de

adecuada para el transporte de agua

centrifuga, es importante conocer su

en la Asociación Cerro Blanco de

principio de funcionamiento y la

donde se trasladará agua desde el

forma como se clasifican.

selección

de

una

bomba

canal pasto grande hacia un punto elevado donde se encuentra el ultimo terreno de plantación, en el cual ira un reservorio o poso, para que desde allí empiece a repartirse el agua por gravedad hacia los demás terrenos.

a. Funcionamiento centrifugas

de

bombas

(Manual elaborado por Hidrostal) Las bombas centrifuga consiste de un elemento

móvil,

denominado

impulsor, donde un cierto número de alabes, dirigen el movimiento de las

6. HIPOTESIS Nuestra posible solución por los

partículas de líquido. El impulsor gira

cálculos realizados en todo este

caja o carcasa debido a la energía

tramo de la investigación, ya que se

conferida por un motor, que puede

averiguo sobre tuberías y diferentes

ser

bombas, obtención de planos

interna. El líquido contenido entre los

topográficos, etc. Estamos viendo

alabes, por efecto de la fuerza

por conveniente usar dos bombas

centrífuga, incrementa su energía

en paralelo para que ambas en el

cinética

proceso de funcionamiento se

parcialmente en energía potencial en

apoyen una con otra alternándose

la carcasa de la bomba.

en una cámara cerrada denominada

eléctrico

la

o

cual

de

se

combustión

transforma

para no producir un sobre Para la conversión de velocidad en

calentamiento en la bomba que

presión, se emplean los difusores,

funcione.

las 7. MARCO TEORICO (OPS, 2007)Las generalmente

utilizadas

volutas

o

dependiendo

del

los

tazones,

diseño

de

la

bombas

bomba. Cuando se emplea un

en

difusor,

los

este

consta

de

varios

sistemas de abastecimiento de agua

canales de sección variable que

y

rodean al impulsor, fabricados en

de

saneamiento

son

las

centrífugas, por la cual esta guía 5

una sola pieza, tal como se observa en la Figura 1a. Cuando el canal es único, este tiene generalmente la forma de un espiral de sección variable y recibe el nombre de “caracol” o voluta, tal Fig. 1: Clasificación de bombas.

como se muestra en la Figura 1b. En el caso de los tazones, los canales demás de servir como medio para la conversión de caudal en presión, se utilizan como medio de conducción del líquido para la etapa siguiente.

Se denota que también en el impulsor se produce un incremento de la presión, ya que a medida que el líquido se desplaza hacia afuera su

velocidad

aumenta

al

incrementarse la sección de los canales entre dos alabes, por el aumento a diámetros mayores. Por tanto, en una bomba centrifuga se producen aumentos de presión tanto en el impulsor como en el difusor o voluta;

en

consecuencia,

el

diferencial de presión que es capaz de desarrollar una bomba centrifuga, depende además del diseño, de la velocidad de rotación y del diámetro del impulsor. b. Bombas Sumergibles Las bombas sumergibles y de pozo profundo son accionadas por un motor

eléctrico

acoplado

directamente a la bomba, éstos forman una unidad que se puede

6

introducir en el pozo hasta sumergir



la bomba.

ducto utilizado para transferir el

La bomba en sí es esencialmente la misma que las empleadas en las

líquido. 

pero resulta mucho más económico

7.1.

aumentar la altura de elevación. De

SELECCIÓN DEL EQUIPO DE BOMBEO En nuestro proyecto para poder

este

selección

la

bombas sumergibles para pozos de

tenemos

que

sondeo muy profundo, capaces de

conocimiento del lugar y factores en

proporcionar una altura de elevación

los que se usara la bomba, ya que si

de hasta 5.000 m. Así, las únicas

no se tiene este conocimiento la

conexiones con la superficie son la

bomba presentara fallas que a la vez

tubería de descarga y el cable del

afectara en su rendimiento y eficacia

motor. Las bombas sumergibles y de

del sistema en el proceso de bombeo

pozo profundo son más económicas

del agua.

que las bombas accionadas por un

Generalmente las bombas se eligen

eje y más apropiadas cuando se

por estos métodos:

añadir células cuando se precisen

modo

se

han conseguido

precisan en pozos estrechos.





tener

indicada un

amplio

El cliente a adquirir la bomba da al proveedor los detalles especificados

aspectos:

del trabajo de bombeo, así pidiendo

Espejo de agua: nivel superior del

las recomendaciones del caso y las

líquido desde la fuente de origen.

ofertas económicas de las unidades disponibles y apropiadas para el

Altura elevación: distancia vertical

trabajo requerido 

descargar el líquido. Recorrido:

distancia

total

del

recorrido del líquido por ductos. 

bomba

Se debe considerar los siguientes

entre la bomba y el punto más alto al 

Tipo de ducto: generalmente, PVC, cobre, etc.

unidades accionadas por un eje,



Diámetro de ductos: diámetro del

Caudal

a

la

descarga:

caudal

requerido en el punto de descarga.

El comprador realiza un cálculo completo del sistema de bombeo y al terminar

estos

cálculos,

este

procederá a elegir la bomba indicada en catálogos con las características calculadas y curvas características.

7



También podemos juntar ambos

tiempo de vida de diseño es de 10

métodos para llegas una selección

años

final.

Para esto usaremos esta fórmula

Nosotros

usaremos

el

segundo

método el cual consta de realizar los cálculos

correspondientes

basada en el caudal máximo diario por el número de horas de bombeo.

del 𝑄𝑏 = 𝑄𝑚𝑎𝑥. 𝑑 ∗

sistema de bombeo para poder ir a los catálogos y seleccionar la bomba

24 𝑁

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:

adecuada y adquirirla, pidiendo al proveedor también una sugerencia de que tipo de bomba se puede usar

𝑙 𝑄𝑏 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐵𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜 ( ) 𝑠

para el bombeo del agua hasta el

𝑄𝑚𝑎𝑥. 𝑑

punto más alto.

𝑙 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 ( ) 𝑠

Pasos para la elección de la bomba

𝑁 = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜.



Determinar el Caudal de bombeo



Calcular la altura manométrica



Estudiar las propiedades del líquido

La mala selección de los equipos de

a impulsar

de los caudales del sistema de



Longitud de tubería recta



Diámetros (succión, descarga)



Presión (succión, descarga) Todo

esto

se

bombeo,

podría

tener

graves

consecuencias para las bombas en el momento de su operación. Si la

explicará

a

bomba que se selecciono trabaja con caudales mayores al nominal, se

continuación

podría generar una sobrecarga en el

c. Caudal

motor

Para poder seleccionar el equipo de bombeo lo que debemos determinar primo es el caudal con el que trabajara el equipo durante todo el tiempo

bombeo por una mala determinación

de

vida

que

tenga,

mayormente para las bombas el

y

a

la

vez

presentara

cavitación, y la bomba la bomba empezara a trabajar con un bajo rendimiento. Si la bomba opera con un caudal menor al nominal, la bomba podrá trabajar, pero con bajo rendimiento y, en caso de capacidad

8

extremadamente baja, se podrá generar un calentamiento excesivo.

𝑉2 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑. 2𝑔

d. Altura Manométrica La altura manométrica total es aquella con la cual la bomba trabajara durante su operación, a continuación, pondremos la formula necesaria para el cálculo de la altura manométrica. 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 + 𝐴 +

𝑉𝑑2 − 𝑉𝑠2 2𝑔

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝐻𝑑 = 𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖𝑜𝑛. Fig. 2: Ilustración de altura manometrica.

𝐻𝑠 = 𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑐𝑢𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛. 𝐴 = 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒

La lectura del vacuo metro de

𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎.

aspiración (Hs), es la distancia

𝑃1 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑗𝑖𝑏𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛. 𝑃2 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙

vertical del nivel del nivel del líquido en el pozo de succión a la línea del centro de la bomba; puede ser positiva o negativa, conforme al líquido

𝑑𝑒𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖𝑜𝑛.

se

bomba.

𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜.

La

lectura

impulsión

𝛶 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠é𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜.

encima

o

debajo de la línea central de la

𝑍 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎

𝐻𝑔 = 𝐷𝑒𝑠𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑔𝑒𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙.

encuentre

del

manómetro

(Hd), es la

de

distancia

vertical de la línea del centro de la bomba al punto de descarga, o al nivel más alto en el tanque de 9

descarga cuando la alimentación es

𝜂=

hecha por el fondo del tanque. La energía de velocidad v 2/2g se considera que se pierde en la descarga de la tubería de impulsión; en la práctica, esta pérdida de

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑈𝑡𝑖𝑙 𝛾𝑄𝐻𝑡 = 𝑃𝑖 75𝑃𝑖

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑃𝑖 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎, 𝐻𝑃. 𝛾 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜

energía se toma como equivalente a

𝑎 𝑠𝑒𝑟 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑎𝑑𝑜.

una pérdida en la salida y se incluye

𝑄 = 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙, 𝑚3 /𝑠

como pérdida localizada. Se puede despreciar para alturas estáticas

𝐻𝑡 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚𝑎𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎.

mayores de 50 metros en cálculos de

𝜂 = 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎.

poca precisión. Para

determinar

la

potencia

absorbida por el motor se divide la potencia absorbida por la bomba entre la eficiencia del motor. 𝑃𝑚 =

𝑃𝑖 𝜂𝑚

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: Fig. 3: Ilustración de altura manométrica en bomba sumergible. e. Rendimiento absorbida La

eficiencia

y

𝑃𝑚 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝜂𝑚 = 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

potencia Los rendimientos de las bombas

de

la

bomba

la

mediremos en base al caudal que se

mayormente se encuentran entre 60% y 85%.

descargara contra una altura dada y con un rendimiento determinado, se calculara por medio de la siguiente formula.

Las pérdidas se pueden entender como volumétricas, mecánicas e hidráulicas.

10

Aun así, cuando se desea adquirir

una

una

rotación y diámetro del impulsor.

bomba

con

un

elevado

rendimiento es necesario tener en cuenta otros factores como el costo, la

velocidad

de

rotación

y

durabilidad.

determinada

velocidad

de

g. NPSH (Bombas,

Seleccion,

Mantenimiento.,

1992)

Uso

y

Para

la

selección de bombas en general,

f. Curvas características de la bomba

debe

considerarse

determinación

de

que la

la altura

Estas características son las del

manométrica de succión también

funcionamiento

depende de los siguientes factores:

de

las

bombas

centrifugas que está dada por una serie de curvas en un gráfico con coordenadas Q-H, Q-P y Q- 𝜂. Estas

Altitud del lugar de instalación de la

determinaran

bomba.

las

variables

potencia, altura y rendimiento.

de 

Temperatura de líquido.



Gravedad especifica del líquido. Estos factores y otros estudiados anteriormente; la altura estática de succión y las características línea extensión,

de

succión

de la

(diámetro,

accesorios,

etc.),

intervienen en la determinación del NPSH (“net positive suction head”),

Fig. 3: Curvas Características. Podemos

ver

que

centrifuga

puede

la

el cual limita las condiciones de la bomba

abastecer

un

caudal que va desde cero hasta tomar

un

valor

máximo,

que

dependerá del tipo y tamaño de la bomba y sus condiciones de succión. El rendimiento ira aumentando con el caudal. Cada curva corresponde a

línea de succión en la forma que se explicará a continuación. El NPSH puede ser definido como la presión estática a que debe ser sometido un líquido, para que pueda fluir por sí mismo a través de las tuberías de succión y llegar a inundar los alabes en el orificio de entrada del impulsor de una bomba. 11

La presión en cualquier punto del

requerido depende exclusivamente

sistema de bombeo deberá ser

del diseño interno particular de cada

mayor a la presión de vapor del

bomba y varía mucho con el caudal

líquido bombeado, para evitar la

y la velocidad de la bomba. Varía

ocurrencia

de

también entre bombas distintas de

cavitación en la tubería de succión o

un mismo fabricante y con mayor

en los alabes del impulsor de la

razón

bomba. El punto más crítico es la

fabricantes.

del

fenómeno

entrada del impulsor, donde ocurre la presión más baja. Por tanto, si mantuviéramos la presión en la entrada del impulsor superior a la presión de vapor, no tendremos vaporización en la entrada de la bomba

y

evitaremos

así,

el

fenómeno de cavitación.

entre

las

Actualmente,

de

distintos

toda

curva

característica de una bomba incluye la curva de NPSH requerido en función

del

caudal. Esta

curva

describe la magnitud de la presión total, que debe existir como mínimo en la entrada de la bomba para evitar la cavitación o en otras palabras

El fin práctico, por tanto, del NPSH

permite calcular las alturas máximas

es

de succión de la bomba para cada

imponer

limitaciones

a

las

condiciones de succión, de modo a mantener la presión en la entrada del impulsor de la bomba sobre la presión

de

vapor

del

líquido

bombeado.

valor de caudal. i. NPSH disponible Es la presión abastecida por el sistema hidráulico externo a la bomba y depende exclusivamente de las características hidráulicas de la red externa de succión conectada a la bomba. Para que la instalación

h. NPSH requerido (Bombas,

Seleccion,

opere satisfactoriamente, sin fallas Uso

y

hidráulicas ni mecánicas, el NPHS

Mantenimiento., 1992) El fabricante

disponible en el sistema deberá ser

define las limitaciones de succión de

mayor por lo menos en 0.50 metros

una bomba mediante la curva del

al NPSH requerido por la bomba. El

NPSH requerido por la misma, para

NPSH disponible se calculará de la

varios valores de caudal. El NPSH

siguiente manera: 12

cortante en una tubería con flujo y 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 =

𝑃𝑎 − 𝑃𝑣 + 𝐻𝑠𝑢𝑐 − 𝐻𝑓 𝑆

diámetro constante. 𝐿 𝑉2 ℎ𝑓 = 𝑓 𝐷 2𝑔

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑃𝑎 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑐𝑎 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:

𝑃𝑣 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜

ℎ𝑓 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

𝑆 = 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙

𝑓

𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑎𝑑𝑜

= 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

𝐻𝑠𝑢𝑐 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 (+ ó −)

𝑔 = 𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑

𝐻𝑓 = 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑖𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎

𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜

𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛

𝐿 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜

j. Características del liquido Se debe especificar el tipo y las características

del

líquido

𝑉 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜

a

bombear, este dato es importante para determinar el tipo y tamaño de

Para poder calcular el factor de

la bomba, tipo de impulsores y para

perdidas en una región laminar

establecer los materiales a utilizarse.

Poiseuille

propuso

en

1846

la

siguiente ecuación: Son

importantes

los

siguientes

parámetros físicos y químicos del líquido a bombearse: 𝑓=     

Temperatura Gravedad especifica Viscosidad PH Sólidos en suspensión

65 𝑅𝑒

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑅𝑒 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠

k. Perdidas en redes de agua potable (Weisbach,

1850)

Dedujo

una

ecuación experimental para poder

Y para el cálculo del factor f en un régimen turbulento normalmente se usa la ecuación de Colebrook – White.

calcular las perdidas por fricción o 13

1

𝑒/𝐷 2,51 = −2 log [ + ] 3,71 𝑅𝑒√𝑓 √𝑓

Con la cual se puede obtener la perdida de energía que existen en un flujo turbulento, es decir cuando Re

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:

> 4000. 𝑒 = 𝑅𝑢𝑔𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜 7.2.

Ecuación modificada de Colebrook – White

MATERIALES

DE

CONSTRUCCIÓN

DE

BOMBAS

(Guerrero, 1995) Para el calculo de

Existen

coeficientes de las perdidas en los

seleccionar

flujos turbulentos se mostrará en la

construcción de la bomba:

siguiente ecuación. 𝑓=



0,25 𝑒 𝐷 + 𝐺 ))2 (log ( 3,71 𝑅𝑒 𝑇

dos

criterios el

para

material

de

Resistencia a los requerimientos de presión y temperatura.



Resistencia a la corrosión y erosión que

producirá

el

fluido

en

movimiento.

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑒 𝑟𝑢𝑔𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝐷

(Barreto,

2004)

Las

bombas

𝐺 𝑦 𝑇 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒

normal y presiones hasta 150 m y

centrifugas pequeñas para servicio

más, tienen el cuerpo de fierro 𝐺 = 4,555 𝑇 = 0,8764 𝑝𝑎𝑟𝑎 4000 ≤ 𝑅𝑒 ≤ 105

fundido, el eje de acceso de alta resistencia y las partes sujetas a desgaste de bronce. Los impulsores

𝐺 = 6,732 𝑇 = 0,9104 𝑝𝑎𝑟𝑎 105

normalmente son de fierro fundido,

≤ 𝑅𝑒 ≤ 3𝑥106 𝐺 = 8,982 𝑇 = 0,93 𝑝𝑎𝑟𝑎 3𝑥106

acero o bronce. Las bombas para alta presión son

≤ 𝑅𝑒 ≤ 108

fabricadas Sustituyendo la ecuación modificada de Colebrook – White en la de Darcy – Weisbach se obtiene: ℎ𝑓 =

0,203𝐿 𝑒/𝐷 𝐺 𝑔𝐷5 [log (3,71 + 𝑇 )] 𝑅𝑒

2

acero

forjado

o

fundidas muchas veces en acero inoxidable. El acero además tiene muy

2𝑄

en

buena

resistencia

a

las

temperaturas elevadas.

14

El bronce tiene buena resistencia a la corrosión, pero muy poca a la abrasión. En el caso de fluidos muy corrosivos son aplicados también materiales cerámicos y plásticos, pero adaptando simplificaciones a los equipos que muchas veces les resta eficiencia.

7.3.

CONSIDERACIONES ECONÓMICAS Se deben considerar los costos de instalación y operación. Los costos de

instalación

incluyen:

motor,

bomba, tuberías y accesorios. Los precios de la bomba dependen del tamaño, determinado por el caudal, la carga total y la eficiencia. Para

El fierro y el acero tienen buena

optimizar costos el motor debe ser

resistencia a la abrasión.

elegido de acuerdo a la potencia

Normalmente el prensa-estopa es satisfactorio;

los

de

algodón

ensebados, grafiados o empapados

máximo

de

servicio

y

no

sobredimensionando como ocurre muchas veces.

con teflón, de cuero o material

Los costos de operación dependen

plástico son generalmente

principalmente del número de horas

sellos

especiales.

de operación diarias, determinando

Son usados sellos mecánicos para servicios

los

Por otro lado, como la vida de la

materiales generalmente utilizados

bomba es limitada por la corrosión

son el acero, el bronce, el carbón y

causada por el líquido en movimiento

los materiales plásticos.

y otras razones, un sacrificio en la

Entre

el

más

severos;

el consumo de energía.

impulsor

y

la

parte

estacionaria de la bomba existen sellos hidráulicos que separan la

eficiencia

puede

compensar

la

reducción del costo de la bomba de construcción simple y barata.

presión alta de la presión baja de

En los casos en que el uso es de

entrada. Normalmente son previstos

pocas horas por día, se puede

con aros o discos de desgaste, que

considerar la disminución del caudal

son sustituidos cuando el desgaste

y con eso, del tamaño de la Bomba y

tiene

de

una

influencia

inadmisible

sobre la eficiencia de la bomba.

la

potencia,

extendiendo

el

servicio por más horas, si es conveniente.

15

8. METODOLOGIA La metodología que emplearemos

encuesta se realizará a 82 socios de esta asociación agrícola.

para realizar nuestro proyecto es 11. PROPUESTA Al momento de

por cálculos de selección de bombas el cual s e hará con ayuda

solicitar

una

propuesta de un equipo de bombeo

de un software el cual será Excel

al proveedor, debemos indicarle que

ingresando datos y dando el

el contenido de dicha propuesta

resultado de la potencia la cual será

contenga la información

escogida en los catálogos de

que a

continuación se detalla:

bombas, se mostrará el Excel al

a) Condiciones de operación del

momento de la exposición.

sistema de bombeo 9. RESULTADOS Los resultados de nuestro proyecto



Líquido a bombear

se vera una vez se haya instalado el



Caudal (lps) a la temperatura de

sistema de bombeo, y para esto se

bombeo.

hará como una pequeña encuesta



Altura manométrica total en metros.

de si nuestro proyecto beneficio o



NPHS requerido.

no a la asociación. Centrándonos en b) Relacionado a la bomba

como mejoro la agricultura en sus terrenos, es importante el uso de



Número de modelo de la bomba.

una bomba cuando el elemento que



Número de unidades.

es vida (Agua) se encuentra alejado



Tipo de bomba.

del lugar donde se requiere este



Peso unitario.

líquido elemento. Simplificando el



Curva de operación de la bomba.

esfuerzo humano y ganando tiempo



Precio y tiempo de entrega de la

al no hacer esta labor

bomba.

mecánicamente por una persona. c) Accionamiento 10. ANALISIS DE RESULTADOS Una vez se haya realizado la



Tipo de motor para el que se ha diseñado la bomba.

encuesta mencionada o entrevista se sacará unos resultados los



Velocidad en RPM

cuales se vera si nuestro proyecto



Potencia continua en HP

es beneficioso o no lo es, esta



Marca y modelo.

16

 

Corriente eléctrica requerida por el

embarque, condiciones de pago,

motor: volt/ciclos/fases.

impuestos, seguros, transporte, etc. 

Tipo de protección si es eléctrico.

Ilustración de la bomba y catálogo. Los principales criterios para evaluar

d) Material

propuestas alternativas de equipos



Caja.



Tapa de succión.



Impulsor.

a) Eficiencia de la bomba



Anillo de desgaste.

b) Normalización de equipos.



Bocina eje.



Prensa - estopa o sello mecánico. f)

Base

común,

de bombeo son los siguientes:

posición

c) Características constructivas. d) Servicios y repuestos. e

e) Costo inicial más bajo.

instalación, auxiliares 

Entre una bomba con una eficiencia Tipo de base común, si fue requerido

mayor, pero con un costo inicial más

por el cliente. 

alto, se debe comparar lo que

Longitud de columna., en el caso de

significa el ahorro de energía contra

bombas verticales.

el mayor costo marginal inicial y



Columna adicional, si es el caso.



Longitud total de bomba sin motor.



Tipo de acoplamiento flexible o

debe

tratarse

como

cualquier

presupuesto de capital.

cardán. 

Tipo de tablero. g) Requerimiento especial del cliente



Curvas certificadas.



Copia lista de partes.



Copia plano de conjunto



Presenciar prueba de operación.



Presenciar prueba hidráulica.



Servicio

puesto

en

marcha.

Disposiciones o acuerdos legales

12. BIBLIOGRAFÍA 

Barreto, R. P. (2004). Cavitación y materiales de construcción en las bombas centrifugas.

con respecto a planos, garantías, instalación de la unidad, fecha de 17



Bombas, Seleccion, Uso y Mantenimiento. (1992). En K. J. McNaughton.. McGraw-Hill.



OPS, C. (2007). Guia para la seleccion de bombeo para sistemas de abastecimiento de agua. Lima.



Cerro, B. (2018).





Guerrero. (1995). Ecuacion Modificada de Colebrook - white.

Weisbach, D. . (1850). Ecuacion de Perdidas por cortante.



Manual elaborado por Hidrostal. (s.f.). Principios Básicos de Hidráulica Para bombas Centrifugas en Instalaciones. Lima.

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