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SISTEMA DE BOMBEO

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Academic year: 2021

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL

ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS

FISICAS Y MATEMATICA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO HIDRAULICO II

TEMA:

DISEÑO, CÁLCULO Y COSTO DE UN SISTEMA

DE BOMBEO

NOMBRE:

CONRADO DÍAZ MARÍA BELÉN

TAPIA CADENA DANIEL

GRUPO:

SEMESTRE: Sexto

PARALELO: Segundo

FECHA: 2010-07-13

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DISEÑO, CÁLCULO Y COSTO DE UN SISTEMA DE

BOMBEO

INTRODUCCIÓN

El sistema de bombeo, no es solo el sistema de levantamiento más utilizado en el mundo, sino que también es el más antiguo.

Durante los últimos años han aparecido nuevas tecnologías en materiales, conexiones, diseños de bombas y unidades de bombeo, así mismo el desafío de producir más profundo, mayores caudales y muchas veces en diámetros de cañerías de revestimiento restringidos, han llevado al límite a cada componente y a su vez ha impulsado el desarrollo de nuevos productos y estrategias de operación.

Las bombas son conocidas tradicionalmente como máquinas hidráulicas, puesto que se utilizan para transformar la energía mecánica proveniente de un motor en energía hidráulica, usualmente en forma de columna de agua. Su principal utilización es para elevar un líquido de una cota más baja a una cota más alta. Pueden ser de succión positiva h>0 o de succión negativa h<0 según este localizado el nivel del agua inicial por encima o por debajo el eje de la bomba respectivamente.

OBJETIVOS

1. Objetivos Generales:

Elaborar una memoria técnica para el cálculo de un sistema de bombeo  Aprender a calcular un sistema de bombeo

2. Objetivos Específicos:

 Determinar todos los materiales que se utilizará en la construcción de un sistema de bombeo, así como tuberías y accesorios.

 Elaborar un presupuesto para un sistema de bombeo

INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO

1. Ubicación del Proyecto

El proyecto se desarrolla en el Río Pita, se desea elevar cierta cantidad de agua para riego en una población aledaña a dicho Río

2. Datos del proyecto

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As = 4 m

Q= 35 litros / segundo

CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO

1. Carga dinámica o altura manométrica total

La altura dinámica puede ser definida como el incremento total de la carga del flujo a través de la bomba. Es la suma de la carga de succión más la carga de impulsión:

Hb = Hs + Hi

Donde:

Hb = Altura dinámica o altura de bombeo, m. Hs = Carga de succión, m.

Hi = Carga de impulsión, m.

2. Carga de succión (Hs)

Viene dado por la diferencia de elevación entre el eje de la bomba y el nivel mínimo del agua en la fuente o captación, afectado por la pérdida de carga en el lado de la succión.

Hs = hs + Δhs

Donde:

Hs = Altura de succión, esto es, altura del eje de la bomba sobre el nivel inferior del agua, m.

Δhs = Pérdida de carga en las succión, m.

Debe considerarse que la carga de succión está limitada por la carga neta de succión positiva (NPSH), además, que debe existir un sumergimiento mínimo de la tubería de succión en el agua.

3. Carga neta de succión positiva (NPSH)

Cuando el agua fluye a través de la bomba, la presión en la entrada y en la tubería de succión tiende a disminuir debido a las altas velocidades del flujo. Si la reducción va más allá de la presión de vapor del agua, se producirá la vaporización y se formarán burbujas de vapor en el seno del líquido.

Estas burbujas son transportadas por él líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, "aplastándose" bruscamente las burbujas. Este fenómeno se llama cavitación. La cavitación se produce principalmente en los alabes del impulsor de la bomba, donde las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy altas, erosionando su superficie y causando esfuerzos que pueden originar su destrucción. El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara de grava que golpea en las diferentes partes de la máquina.

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La cavitación además de producir daños físicos y ruidos molestos, puede llegar a reducir de manera considerable el caudal y rendimiento de la bomba.

La carga neta de succión positiva es la diferencia entre la presión existente a la entrada de la bomba y la presión del vapor del líquido que se bombea. Esta diferencia es la necesaria para evitar la cavitación. En el diseño de bombas destacan dos valores de NPSH, el NPSH disponible y el NPSH requerido.

El NPSH requerido es función del diseño de fábrica de la bomba, su valor, determinado experimentalmente, es proporcionado por el fabricante. El NPSH requerido corresponde a la carga mínima que necesita la bomba para mantener un funcionamiento estable. Se basa en una elevación de referencia, generalmente considerada como el eje del rodete.

El NPSH disponible es función del sistema de succión de la bomba, se calcula en metros de agua, mediante la siguiente fórmula:

Donde:

NPSH disponible = Carga neta de succión positiva disponible, m. Hatm = Presión atmosférica, m (véase tabla 1).

Hvap = Presión de vapor, m (véase tabla 2). hs = Altura estática de succión, m.

ΔHs = Pérdida de carga por fricción de accesorios y tubería, m.

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h = Pérdida de carga localizada (m/m)

k = Coeficiente que depende del elemento y del diámetro (adimensional) v = Velocidad media del fluido (m/seg)

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DISEÑO DEL SISTEMA DE BOMBEO

1.

Pre-dimensionamiento

Para el cálculo del diámetro:

D asum = 250mm

Para el cálculo de la velocidad:

Con diámetro de 200mm: Cálculo de la velocidad:

Esta velocidad es mayor a 0.6 m/s y menor a 2 m/s, es decir se encuentra dentro del rango de velocidades permisibles según criterios de diseño, por lo tanto diseñaremos con un diámetro de 200mm que si existe en el mercado.

2. Calculo de altura dinámica total Ho= 43.79m

P= o

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CONCLUSIONES

 El empleo de una tubería de mayor diámetro implica un menor costo de

operación pero a su vez un mayor costo inicial.

 La decisión de utilizar un mayor o menor diámetro de tubería, debe incluir

los costos/ahorros asociados a los soportes requeridos por la tubería en cada caso.

 Para la utilización de tubería de mayor diámetro debe tomarse en cuenta

que la velocidad del fluido en la tubería será menor y por ende en el caso en que el producto contenga sólidos en exceso la sedimentación es un factor a considerar. Por otro lado, la velocidad del fluido en tubería de

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menor diámetro es mayor y por ende la erosión y en consecuencia la pérdida de espesor de la tubería durante la vida del proyecto, debe ser otro factor a evaluar.

 El sistema se diseñó con una solo bomba por lo que su costo para impulsar

el caudal requerido es muy elevado por lo que se optaría por utilizar 2 bombas para disminuir el costo de la obra.

RECOMENDACIONES

Cada sistema de bombeo es muy diferente uno de otro

Disponer toda la información posible del proyecto.

BIBLIOGRAFÍA

1. http://atenea.unicauca.edu.co/~hdulica/documento_maquinas.pdf

2. http://www.mantenimientomundial.com/sites/mmnew/bib/notas/bom

beo.asp

3. http://www.cepis.org.pe/bvsacg/guialcalde/2sas/d23/023_Diseno_est

aciones_bombeo/Dise%C3%B1o%20estaci%C3%B3n%20de

%20bombeo.pdf

4. http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/134/1/163.pdf

5. http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/tesis/ingenie/choy_b_v/cap6.ht

m

6.

http://www.sistemasdebombeo.com/bombas-centrifugas/alta-presion/bomba-4p.html

Referencias

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