ANEJO 6 CALCULOS DEL EQUIPO DE BOMBEO

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1 ANEJO 6 CALCULOS DEL EQUIPO DE BOMBEO

2 INDICE 1. CALCULOS HIDRAULICOS DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE IMPULSIÓN DENTRO DEL POZO ALTURA MANOMÉTRICA CALCULOS ELÉCTRICOS - BAJA TENSION POTENCIA DEL GRUPO ELECTROBOMBA INTENSIDAD A PLENA CARGA SECCIÓN DEL CABLE Y DENSIDAD DE CORRIENTE DENSIDAD DE CORRIENTE GRUPO ELECTROGENO DEMANDA DE POTENCIA... 7 Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 2

3 1. CALCULOS HIDRAULICOS 1.1 Diámetro de la tubería de impulsión dentro del pozo Partiendo de una velocidad superior a la recomendable, por la pérdida de carga del fluido circulante por la tubería de: V = 2,5 m/s Y según ecuación general de hidráulica: Q = S x V (1) Donde: V = velocidad del fluido en m/seg = 2,5 Q = caudal en m 3 /seg = 0,130 S = sección de la tubería en m 2 Así, despejando S de (1) : Que aplicado a la fórmula : Q 0,130 S = = = 0,065 m V 2 2 Da : 2 D D S = Π Γ =Π =Π D = S = 0,065 = 0,288 Π Π m. El diámetro a adoptar será el Ø comercial de 250 mm (10 ). Téngase en cuenta que el diámetro del sondeo, 450 mm, impide la colocación de un diámetro de tubería mayor. Ello implicaría colocar bridas recortadas que no es recomendable en este caso, dado lo importante del peso y tracciones mecánicas a soportar. El diámetro seleccionado lleva a una velocidad de circulación, algo superior a la inicialmente prevista Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 3

4 1.2 Altura manométrica La altura manométrica será; H manométrica = H geométrica + H perdidas carga Donde : H geométrica = altura geométrica = 171,66 m ( 168,66 m desde el nivel dinámico a boca de sondeo + 3 m diferencia de cota al depósito). H pérdidas de carga = altura correspondiente a las pérdidas de carga ocasionadas por circular un caudal en un diámetro de tubería determinado, en una longitud equivalente de conducción L, donde L es igual: m. de tubería de impulsión de acero de 250 mm (caudal de 130 l.p.s.) + 1 codo de 90º de acero de 250 mm + 1 válvula de retención tipo clapeta de 250 mm + 1 válvula de apertura tipo compuerta de 250 mm + 1 contador de 10 Longitudes equivalentes de ambas tuberías, y según tablas de Darcy para tuberías de acero, obtenemos una pérdida de carga para el Ø determinado que viene dado por: J/ Q²=64b 1 /π²d 5 Para los datos de partida se obtiene una pérdidad de carga J= 0,065 m por cada metro lineal de tubería. Por lo tanto, la Altura Total Manométrica será 0,065X250 más la ocasionada por el codo, la válvula de compuerta, contador y válvula de retención. H manométrica = 171,66 m + 16,25 m+ 3,2m = 191,11 <> 195 m.c.a. H manométrica = 195 metros columna de agua. Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 4

5 2. CALCULOS ELÉCTRICOS - BAJA TENSION 2.1 Potencia del grupo electrobomba Partiendo de la fórmula: Q Hm P = = Potencia en C. V. 75 η Donde; Q = caudal en litros por segundo = 130 Hm = altura manométrica m.c.a. = 195 η = rendimiento del motor de la bomba = 0, P = = 75 0, C. V. Así pues consume 445 C.V. en el eje de la bomba (328 kw) Se adopta una potencia comercial de 445 CV (328 kw) 2.2 Intensidad a plena carga Para el índice de carga anterior el rendimiento electromecánico global del motor se sitúa entre el 75 % y el 100 %. Admitimos un 85 % Partiendo de la formula: I = Potencia 3 V cos θ ( 3) Donde; P = Potencia del motor de la bomba = w V = Voltaje = 690 V cos θ = 0,85 Así y según (3) se obtiene; I = = 323, 27A ,85 Según el rendimiento admitido: 327,18/ 0,85= 380,31 A Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 5

6 Se tomará una intensidad de 384 A con conexión del grupo en Estrella a 50 Hz. 2.3 Sección del cable y densidad de corriente En arranque en estrella a 690 V la corriente nominal por cada uno de los tres conductores de alimentación es 384 A P = potencia en watios = w L = longitud cable eléctrico = 260 m V = tensión de cada conductor respecto al neutro es = 400 V. v = caída de tensión total = 2 % < 5 % permitido K = constante para el conductor de cobre = 56 Por lo que la caída monofásica del 5 % máxima que admitiremos será: ðv= 690x0,05/1,73 = 20 V Partiendo de los ábacos Guía Técnica de Aplicación para el cálculo de las Caídas de tensión del Ministerio de Ciencia y Tecnología: Caida de tensión = K x Intensidad de línea x L 20 V= K x 384 x 0,26 km; K = 0,2 En la Tabla 5 de los referidos ábacos, se selecciona la menor temperatura (inferior a 40 º ya que en posición vertical y dentro del agua la temperatura será inferior), y un cos φ = 0,8 o 09 nos da un cable de una sección comprendida entre 185 y 240 mm. Por lo que por seguridad se adoptará una sección comercial de 1 cable por fase de 240 mm², (3x240 mm 2 ), conmutación a 690 V (Estrella). 2.4 Densidad de corriente será; Con dicha sección la densidad de corriente que soportaran los cables de cobre l 385 D = = = 0,92 A 3 S por mm 2 Valor que está dentro de los límites normales. Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 6

7 2.5. Grupo electrogeno El fabricante indica que para un grado de carga comprendido entre el 75 % y el 100 %, el rendimiento electromecánico de motor es del 87,8 % (rendimiento global). Como consecuencia, para disponer en el eje de salida de la bomba de una potencia de 455 CV la potencia eléctrica que debe entrar por el accionamiento es: Pot. Acc. Eléctrico= 455/0,878 = 518,22 CV La potencia absorbida de la red en kw = 518,22 x 0,736 = 381,4 kw Lo habitual es admitir que la potencia activa mínima de accionamiento de un generador sea del orden del 150 % de la nominal eléctrica calculada es decir 572,12 kw punta que para un factor de potencia de 0,85 se obtiene una potencia aparente para el grupo de KVA = 518,1 / 0,85= 673,08 KVA 690V Es decir, una potencia comercial, por exceso, de 800/810 KVA, con salida a El consumo de gasóleo de este equipo, según los fabricantes son de un promedio (entre el 75 % y 10 % de la carga) de unos 200 gr por kw hora. Es decir, teniendo presente que el peso específico del gasóleo es de 840 kg/m3 381,4 kw x 0,2 gr / 0,84 = 90,81 litros / hora <> 90 l/hora 2.6 Demanda de potencia Las necesidades de las instalaciones de bombeo son : Potencia del grupo electrobomba de 445 CV,... Margen de reserva y otros usos (5 %)... Total de potencia demandada, vatios vatios vatios Dicha potencia será suministrada por grupo electrógeno de 800/810 KVA Valencia, marzo de Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 7

8 Anejo.6 Cálculos equipo de bombeo Página - 8

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