Curvas de isoeficiencia. Líneas NPSH R. Cabezal de la bomba para diferentes diámetros de impulsor. Líneas de

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1 Ejercicio resuelto. Bombas centrifugas Se necesita bombear 40 m 3 de agua a 220 F y 2,246 Psig en 3 horas, del depósito A al B, donde la altura desde la superficie del agua hasta la línea central de la bomba es de 5,910 pie y 6,060 pie respectivamente. A través de una tubería de acero comercial cédula 40 de 2000 pie de longitud en la línea de succión y una bomba con un impeler de 5 ½ pulgada, cuya curva característica se muestra en la figura Determine: a) La presión en la succión y la descarga en Psia. b) Si la bomba cavita por NPSH insuficientes que medidas tomaría para evitarlo (diga tres medidas. c) Potencia desarrollada por la bomba (Hp) d) Tipo de impeler e) Presión de succión mínima para que no ocurra la cavitación (Psig). Curvas de isoeficiencia Líneas de NPSH R Cabezal de la bomba para diferentes diámetros de impulsor Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Líneas Página de 1 potencia al Freno

2 Datos 40 3 Fluido: 220ºF / / / A pie pie B Tanque A 220º ó 2000 La tubería es de acero cedula 40. La bomba trabaja con un diámetro de impulsor de 5 ½ Según la curva característica mostrada en la Figura (Fuente: Mott, 2006), el rendimiento de la bomba centrifuga es Diámetro de la línea de descarga Diámetro de la línea de succión Máximo diámetro del impulsor 1 ½ 3 6 El diámetro de la conexión de succión es usualmente más grande que el diámetro de la descarga para minimizar la energía cinética que entra a la bomba, porque esta energía disminuye la altura máxima de succión y aumenta la cavitación. Para conocer la presión de succión de y descarga se debe calcular el cabezal de succión y descarga, respectivamente. Planteando el cabezal de succión se tiene: Aplicando Bernoulli desde el punto 1 al 2 ó 2 2 Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Página 2

3 2. 1 De la ecuación 1 se puede despejar, para ello conozco todos los datos o los puedo calcular. Para el caso de la descarga, no puedo plantear la ecuación de Bernoulli ya que se desconoce la longitud en la línea de descarga, sin embargo de la curva característica podemos obtener el cabezal total (Ht) El cabezal total se obtiene interceptando el Q (capacidad) con la curva cabezal con un diametro de impulsor de 5 ½ Área de la succión Área de la descarga / Velocidad de succión / Velocida d de descarga / Calculo del cabezal de succión 2 ; Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Página 3

4 Leyendo en el Diagrama de Moody con y (El flujo está parcialmente desarrollado) 3 40 el factor de friccion es Leyendo Y sustituyendo en / / / pies Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Página 4

5 En la curva característica tal como se indica en la figura anterior se lee el cabezal total b) Cabezal neto de succión positivo disponible / º / La bomba cavita por un NPSH insuficiente: Las medidas que se pueden tomar para evitarlo son: Aumentar la altura del recipiente de succión Usar un tamaño de línea de succión sobredimensionado para bajar la velocidad Colocar un enfriador en la línea de succión de la bomba para reducir la presión de vapor del liquido Minimizar las perdidas por friccion c) Potencia desarrollada por la bomba Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Página 5

6 d) Tipo de impulsor Para conocer el tipo de impulsor es necesario determinar la velocidad especifica del impulsor Donde N= Velocidad de rotacion en rpm GPM= Galones por minuto de fluido bombeado en el punto de maxima eficiencia HB= Cabezal total en pies para la capacidad de maxima eficiencia Punto de máxima eficiencia 35 pies 90 GPM Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Página 6

7 La velocidad específica del impulsor se debe calcular para el máximo diámetro de impulsor para el cual la bomba fue diseñada, al punto de máxima eficiencia Según el resultado la bomba tiene un impulsor totalmente centrífugo o radial Ns ( ) e) Presión de succión mínima para que no haya cavitación Mínimo para que no ocurra la cavitación el NPSHd = NPSH r Estas líneas corresponden anpsh R 1.5 pies º Ejercicio Resuelto. Bomba centrifuga Prof. Mahuli González Página 7