estaciones de bombeo y lineas de impulcion

8/10/2019 Estaciones de bombeo y lineas de impulcion

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ABASTECIMIENTO DE AGUA

SISTEMAS DE BOMBEO Y LNEAS DE IMPULSIN

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INTRODUCCIN

Cada vez son ms frecuentes los sistemas de abastecimientoque disponen, en algn componente del sistema, de uno ovarios sistemas de bombeo.

El tema es sumamente amplio; un sistema de bombeo incluye:la estacin de bombeo; la lnea de impulsin y los tanquesinferior y superior; y todo el equipamiento elctrico,instrumentacin y telecomunicaciones.

Todo proyecto debe basarse en catlogos e informacin del

fabricante.


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MAGNITUDES

Conceptos principales: Capacidad; Altura Rendimiento y potencia

Curva caracterstica de una bomba.

Capacidad:Caudal bombeado por unidad de tiempo; l/s.

Altura:En un sistema de bombeo, es la altura a la que puedeelevar un lquido, se mide en metros de columna del lquidobombeado.


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MAGNITUDES

Altura geomtrica de aspiracin.

Es la diferencia de cotas entre el nivel del lquido en la aspiraciny el eje del rodete de la bomba.

Positiva, cuando el lquido esta por sobre el nivel del rodete;Negativa, cuando esta por debajo.

Altura geomtrica de elevacin.

Es la diferencia de cotas entre el nivel del lquido en la descarga yel eje del rodete de la bomba.

Altura geomtrica total:Es la diferencia entre las cotas de los niveles del lquido en ladescarga y la aspiracin;


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MAGNITUDES

Prdidas por rozamiento.

La carga que debe suministrarse al sistema para vencer la friccin del flujode agua a travs de la tuberas.

Altura de velocidad.

Es la energa cintica contenida en el lquido, es igual a V2/2g

Prdidas de carga singulares/locales.

Es la carga que debe suministrarse para vencer la resistencia o prdidasque se producen en piezas especiales y vlvulas. Se estiman como unafraccin de la altura de velocidad; k V2/2g.

Altura manomtrica total.

Es aquella contra la que trabaja la bomba durante su funcionamiento.Es la suma de todas las alturas, prdidas por rozamiento, altura develocidad y prdidas locales.


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MAGNITUDES

Rendimiento y potencia.El rendimiento de las bombas suele variar dentro de un intervalocomprendido entre el 60 y un 85% (Metcalf).Las prdidas en el interior de la bomba pueden ser volumtricas (fugas)

y mecnicas (fricciones).La potencia de una bomba est dada por :QH/75n

Curva caracterstica de una bomba.La altura a la que la bomba puede impulsar los diversos caudales a

velocidad constante se establece en ensayos de los fabricantes.Actuando sobre la vlvula de descarga de la bomba, se va midiendo laaltura correspondiente; simultneamente se mide el rendimiento y lapotencia absorvida, todo lo cual se presenta en el mismo grfico. Estasgrficas se denomina curvas caractersticas de la bomba


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MAGNITUDES

Tomado de Metcalf & Eddy.


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EQUIPO DE BOMBEO

BOMBAS:

Una mquina que hidrulica que transmite al lquido la energasuficiente para garantizar un flujo, mediante la transformacinde la energa (generalmente mecnica).

La transmisin de energa se manifiesta en forma deincremento de presin, para mover el agua a un punto mselevado.

Existen diferentes tipos de bombas; se pueden clasificar

desde diferentes puntos de vista. Desde el punto de vistaoperativo, se clasifican en (Fernndez) bombas de mbolo;centrfugas y especiales.


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EQUIPO DE BOMBEO

Bombas dembolo:

El fluido es desplazado mediante un pistn que se mueve en elinterior de una cavidad cilndrica mediante la accin manual,del viento o un motor, ejerciendo una fuerza directamente sobre

el fluido.Son adecuadas para caudales pequeos.

Bombascentrfugas:

Las bombas ms utilizadas en sistemas de agua son lacentrfugas. El elemento transmisor de energa es el rodete,que transmite la energa mecnica (del motor) al fluido enforma de energa cintica (de velocidad), que se conviertedentro de la bomba en presin.


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EQUIPO DE BOMBEO


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EQUIPO DE BOMBEO

Fuente: www.monografas.com


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DESARROLLO DEL PROYECTO

ELEMENTOS NECESARIOS

1. CONCEPCIN BSICA DEL SISTEMA DEABASTECIMIENTO;

2. DEFINICIN DE ETAPAS DE CONSTRUCCIN;

3. LOCALIZACIN Y DEFINICIN DEL REA REQUERIDA

1. TOPOGRAFA;

2. LEVANTAMIENTOS PREDIALES DEL REA.

3. ESTUDIOS GEOTCNICOS.4. COTAS DE NIVELES DE AGUA (ALTURA DE BOMBEO).

5. DISPONIBILIDAD DE ENERGA.


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ACTIVIDADES NECESARIAS

1. DETERMINACIN DE CAUDALES DE DISEO,CONSIDERANDO LAS CONDICIONES DE OPERACIN DELSISTEMA; CAUDAL MXIMO, CAUDAL MNIMO (ACTUALES Y

FUTUROS).No es prctico mantener perodos de bombeo de 24horas, se debe incrementar el caudal en funcin de lashoras de bombeo, hay que buscar el de mnimo costo.

Qb = QMD x 24/N N = nmero de horas debombeo.


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2. UBICACIN Y DISPOSICIN DE LA ESTACIN DE BOMBEO.

En lugares limpios, secos, iluminados, ventilados,drenados.

Espacio apropiado para desarmar la bomba;

Bases de concreto semienterradas; la ubicacin delos pernos estn dados por el fabricante;

La operacin no debe causar molestias a losvecinos;


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3. DEFINICIN DEL TRAZADO DE LAS TUBERASSUCCIN EIMPULSIN;

4. DEFINICIN DEL NMERO DE BOMBAS

Normalmente son dos, de la misma capacidad, quedeben trabajar alternadamente.

Potencia de la bomba:

HP =

Q H / ( 75 )

5. DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERA DE SUCCIN EIMPULSIN:


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SISTEMAS DE BOMBEO Y LNEAS DE IMPULSIN.

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LNEAS DE IMPULSIN - BOMBEO

Para instalaciones que no operan de manera continua:

Se obtiene en primer lugar un rango de dimetros, de loscuales se escoger el ptimo-desde el punto de vistaeconmico.

Frmula de Bresse: D = 1,3l1/4 Q1/2

l = N/24;

N = Nmero de horas de bombeo por da.

Q = caudal en m3/s.Velocidad en el rango entre 1,0 a 3,0 m/s. (Lpez Cualla)

Con esto se calcula un dimetro D como una primeraaproximacin, luego se estudia para los dimetros ms

prximos, superior e inferior (rango de valores)


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LNEAS DE IMPULSIN - BOMBEO

Se calcula la altura manomtrica para cada dimetro.Prdidas en la tubera y prdidas en los accesorios.

Se calcula las potencias de las bombas requeridas; enfuncin del caudal y de la altura manomtrica;

Se calculan los consumos de energa;

Costos anuales de amortizacin e intereses,

Costos de operacin

Comparando, se obtiene el dimetro de la tubera queser la ms econmica.


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Tubera de succin:

El dimetro de la tubera de succin nunca debe ser menor aldimetro de la tubera de impulsin ni menor al dimetro delorificio de entrada a la bomba.

Las velocidades, segn la Norma Brasilea NBR 12214/1992define los siguientes lmites:

Velocidad mxima de succin.D nominal velocidad (m/s) (Lpez Cualla)

50 MM 0,70 M/S 0,7575 0,80 1,00

100 0,90 1,30

150 1,00 1,60

200 1,10 1,60


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Velocidad mnima de succin:

Tipo de material transportado VelocidadMATERIA ORGNICA 0,30 M/S

SUSPENSIONES ARCILLOSAS 0,30

SUSPENSIONES ARENOSAS 0,45

Lpez Cualla seala un valor de 0,45 m/s.

Hay que disear la tubera lo ms recta posible, evitandocodos, uniones, tes, reduciendo las prdidas.

En el caso de que la tubera de succin sea mayor aldimetro de entrada a la bomba, se debe colocar unareduccin excntrica.


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PRDIDAS DE CARGA POR ACCESORIOS

Prdidas por entrada; por ampliacin, k depende de la relacin entre las reas deampliacin antes y despus y de rapidez de la ampliacin(del ngulo ) ;perdida porreduccin, k depende de la relacin de los dimetros; por cambio de direccin gradual, kdepende de la relacin r/d; por cambio brusco de direccin; prdidas por obstruccin,depende del tipo y de la abertura dejada; prdida por bifurcacin, k depende del ngulo ysi es entrada o salida; y prdida por salida.( Ref. Bombas para agua potable, OMS/OPS)


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Cavitacin:Se presenta cuando la presin en la succin est cercana a la presin devapor, se crean burbujas de aire, que al entrar en zonas de mayor presin serompen de manera abrupta.

Magnitudes relacionadas con la succin:

1. Presin baromtrica: pa

2. Presin de vapor de agua; temperatura; pv

3. Altura geomtrica de succin: Hg

4. Prdidas de carga (en las piezas y en la tubera)- Hf s

El parmetro de control de la cavitacin se denomina NPSH Net PositiveSuction Head requerida y disponible. La requeridacorresponde a la diseode la bomba, es una caracterstica propia de cada bomba, variable con elcaudal de bombeo; la disponible es funcin del diseo de bombeo, ycorresponde a:

NPSHd = (papv)Hman Succin ( desnivel + perdidas + altura de velocidad)

(papv) = en funcin del lugar (altura y temperatura del agua)


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A nivel del mar la altura mxima de succin es de 760 mm de Hg queequivale a 10,33 m; el valor se corrige en funcin de la elevacin, arazn de 1,2 m/ 1000 m.

A 2600 msnm, pa= ?

Presin de vapor:vara en funcin de la temperatura del agua.

Para evitar el riesgo de cavitacin, se debe cumplir que NPSHd seasuperior a la NPSH.

Segn Lpez Cualla, debe ser mayor en por lo menos un 20%; y entodo caso se debe cumplir que

NPSHdNPSHr mayor a 0,50 m


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DESARROLLO DEL PROYECTO.

Tipos y seleccin de vlvulas.

Vlvulas de control de caudal (de compuerta, mariposa);Vlvulas de purga (no es muy frecuente, slo si la lnea

es muy larga); Vlvulas de retencin (para impedir que elflujo en la tubera pueda ser en los dos sentidos), acolocarse antes de la bomba evitar el golpe de arietesobre la bomba-; otra vlvula, en la tubera de succin,para evitar la prdida de agua; vlvulas de alivio;

vlvulas de aire de simple y doble accin.

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