seleccion de bomba
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seleccionar una bomba centrifugaTRANSCRIPT
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.