bombas para uso agropecuario [modo de compatibilidad]
Post on 31-Dec-2016
221 Views
Preview:
TRANSCRIPT
BOMBAS PARA USO AGROPECUARIOAGROPECUARIO
BIBLIOGRAFIA
• REBOSIO A. Elevación del agua por medios mecánicos.. Publicación de la Cátedra de Hidrología. Jun. 1983.
• SCHENZER, D. Bombas para Usos Agropecuarios Curso de Actualización Profesional. Montevideo. 24 de junio al 9 de julio de 1997.
• TARJUELO, J.M. El riego por aspersión y su tecnología. • TARJUELO, J.M. El riego por aspersión y su tecnología. Madrid. España. 1995
• JENSEN, M.E. Design and operation of farm irrigation systems. 1983
• PÉREZ FRANCO, D. Curso de Actualización: Selección de Bombas y Tuberías para uso agrícola. Montevideo, Nov. 1998.
INTRODUCCIÓN
Son utilizadas en:
• Levantes desde fuentes de aguas superficiales
• Pozos
• Métodos de riego presurizados
Bombas: son máquinas que entregan energía a un líquido.
2 3
1
4
Energía específica de la bomba = (Z+P+V2/2g)3 – (Z+P+V2/2g)2
HB = (Z3 – Z2) + (P3 – P2) + (V32/2g – V2
2/2g)
Z1 + P1 + V12/2g + HB = Z4 + P4 + V4
2/2g + hf
H3 – H2= HB Energía específica suministrada por la bomba
Energía específica = Energía/unidad de peso = carga = altura
HB = Z4 - Z1 + hf
CLASIFICACION
• De movimiento circular o rotodinámicas� Flujo radial o centrífugas:
Simples Eje horizontal Eje vertical
Múltiples Eje horizontalEje verticalSumergiblesSumergibles
� Flujo mixto o helicoidales� Flujo axial o hélice
• De desplazamiento positivo o volumétricas� Movimiento rectilíneo alternativo: Embolo o pistón� Movimiento oscilante� Rotoestáticas: Engranaje
• Dispositivos elevadores o gravimétricas
Constitución de una bomba centrífuga
Rotor centrífugo
Rotor axial
Rotor helicoidal
EJE
UNIÓN
MOTOR
DESCARGA
TUBERÍA
COJINETE
FORRO
EMPAQUETADURA
Turbina de eje vertical
TAZA
FILTRO
IMPELENTE
UNIÓN
COJINETE
EJE
CAMISA
Detalle de columna y tubería de las bombas tipo turbina de eje vertical
SOPORTE
LUBRICACIÓN POR AGUA LUBRICACIÓN POR ACEITE
Impulsión
Conductor trifásico
Bomba
Bomba sumergible
Filtro
Motor
Aspiración
CARGA O ALTURA TOTAL DE LA BOMBA
Hg
Hgi
Carga a la entrada de la bomba H1= Patm - Hgs – hfs
Carga a la salida de la bomba H2= Patm + Hgi + hfi
12
Hg
HgsHB = H2 –H1
HB = Hg + hfs + hfi + hop
varían con el Q2
HB = H2 –H1 = Patm + Hgi + hfi - Patm + Hgs + hfs
Curva del sistema
H
D1
D
Q
Hg
D
D2
D2>D>D1
Hinst.= Hg + ΣΣΣΣ Ki Q 2
hf = f* L/D* v2/2g ; h loc = K v2/2g
∆Hg
HCurva del sistema
ΣΣΣΣKi Q 2 (fricción)
Hinst.= Hgeom. + ΣΣΣΣ Ki Q 2 +∆∆∆∆Hg (para ese Q)
Q
Hg∆Hg
∆∆∆∆Hg = f(Q)
Cálculo de potencia
1 CV 75 Kgm/s
1 HP 76 Kgm/s
1KW 102 Kgm/s
1 CV 0.736 kW
Pu ( Kgm/s) = Q (l/s) * H (m) * γ (Kg/l)Pu = potencia útil de la bomba
γ del agua= 1 Kg/l
P eje = Pu / ef bombaef bomba = Pu / Peje
1.Eficiencia volumétrica = Q / Qt ( 85 a 98 %)2.Eficiencia hidráulica = H / Ht ( 80 a 90 %)3.Eficiencia mecánica = Pt / Peje ( 95 a 98 %)
ef. bomba = efv * efh * efm
65 − 85 %
CURVAS CARACTERÍSTICAS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
15
20
25
30C
arga
(m
)- P
oten
cia
(Hp)
50
60
70
80
90
Efic
ienc
ia (
%)
21
79
0
5
10
15
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Caudal (l/s)
Car
ga (
m)-
Pot
enci
a (H
p)
0
10
20
30
40
Efic
ienc
ia (
%)
Carga (m) Potencia (Hp) Eficiencia (%)
TIPO CARGA DE SUCCION CARGA TOTAL CAUDAL
Centrífuga Media Alta Medio
Flujo mixto Media-baja Media Medio-alto
Axial Baja Baja AltoAxial Baja Baja Alto
Axial de instalación vertical Axial sumergible
Bombas de flujo mixto
Presión
Bombas axiales
Presión
H
Eficiencia Eficiencia
H
Q
Potencia
Potencia
Eficiencia
Q
Punto de funcionamiento de la bomba
Curva del sistema
C.del sist. al cerrar la válvula
PIP
∆h
P’H1
H
Qp
H (rpm)
H (rpm’)
Peje
ef
Q1 Q
Hg
Cavitación
P atm
P min
Z1 Z2
a 1 2 b
H1= Patm+Z1-hfa-1 H2= Patm+Z2+hf2-b
P min
P atm
P min
P atm
P minP vapor
cavitación
No cavita si se cumple que:
Inherente a la instalación
Inherente a la bomba
Npshdisp > Npshreq T(ºC) Pv (mca)
0 0.0623
5 0.0889
10 0.1252
15 0.1739
20 0.2387Npsh req
20 0.2387
25 0.3239
30 0.4344
35 0.5768
40 0.7579
45 0.9868
50 1.2730
60 2.0657
NpshNpsh req
Npsh d
Es la 4ª curva característica(viene en catálogos)
No cavita CavitaQ
Npshreq = altura o carga necesaria para llevar el agua hasta el rotor.
Npshdisp = P atm - Hg s - Pv – hfs
Npsh disp > Npsh req
Ejemplo: Q = 100 m3/hNpshr = 2.8 m
Las pérdidas de carga y la diferencia de altura
10.33 - 0.125- Hgs - hfs> 2.8 m
7.4 m > Hgs + hfs
Las pérdidas de carga y la diferencia de altura en la succión no pueden superar los 7m
Hg s
hfs
P atm
2.8 m
•Disminuir las pérdidas de carga en la succión
•∅ suficientes•codos de radio amplio•disminuir la distancia entre la bomba y el nivel del agua
•Disminuir la altura geométrica en la succión
Formas de evitar la cavitación:
•Disminuir la altura geométrica en la succión
•Elegir una bomba que para el Q que requiero tenga una Npshr menor
•Disminuir el Q (si es admisible para mis requerimientos)
ALGUNAS CONSIDERACIONES ADICIONALES SOBRE LA INSTALACIÓN DE LA BOMBA
• Impedir la entrada de aire a la bomba• sumergencia adecuada• montaje adecuado de la succión
•Evitar puntos altos en la succión
•Cono de reducción excéntrico
•Válvula de pie
•Debe estar cebada•Se coloca agua por un orificio en la parte superior de la bomba•Bomba de vacío•Bombas autocebantes (rend. bajo no > 40%)
•Requisitos en la tubería de impulsión•Válvula de retención•Válvula de regulación de caudal (imprescindible en las centrífugas)
INSTALACION:
ESQUEMA DE INSTALACION :
1) Cono difusor excéntrico.
2) Tubería de aspiración ascendente.
3) Curva de radio amplio.
4) Válvula de pie con criba.
5) Válvula de compuerta.
6) Válvula de retención.6) Válvula de retención.
7) Cono difusor concéntrico.
8) Tubería de impulsión
Centrífuga horizontal
Axial horizontal
Centrífuga horizontal multietapas
Tipos de transmisión
Caja multiplicadora
Sirven para:
1. Predecir el comportamiento de una misma bomba cuando le variamos las rpm.2. Predecir el comportamiento de una bomba homóloga pero de distinto tamaño.
1. Una misma bomba al variar las rpm. Cuando D= D1.
Q / Q1 = rpm / rpm1 H / H1 = (rpm / rpm1)2
LEYES DE AFINIDAD O DE SEMEJANZA DE LA BOMBA
H / H1 = (rpm / rpm1)2P / P1 = ( rpm / rpm1)3
Se cumplen para puntos de funcionamiento homólogos
Ejemplo: conozco la curva Q-H para rpm = 2900
y quiero conocer la curva rpm = 3150
Rpm =2900 Rpm = 3150
Q (m3/h) H (m) P (HP) Ef.(%) Q (m3/h) H (m) P (HP) Ef.(%)
Q
H
2900 rpm
3150 rpmA
A1
B
B1
0 61 8.5 0 0 72 11 0
20 61 12 34 21.8 72 15.5 34
40 60.5 15 58 43.6 71.4 19 58
60 59 19 69 65.4 69.6 24.3 69
80 56.5 23 74 87.2 66.7 29.5 74
100 52 26 74 109 61.4 33.3 74
120 45 30 68 130.8 53 38.5 68
f = 1.09 f = 1.18 f = 1.28
52
109
61.5
74
2. Variar el tamaño del rotor de una misma bomba (o semejante)
(rpm =rpm1)
Q / Q1 = (D/D1)2
H / H1 = (D/D1)2
P / P1 = ( D/D1)4 se cumplen para puntos de
funcionamiento homólogos
•Se tornean sólo los álabes•Máximo 15%•Baja el rendimiento de la bomba
46
69
15.5
ACOPLAMIENTO DE BOMBASAcoplamiento de bombas en paralelo
25
30
35
40
H (
m)
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120
Q (l/s)
H (
m)
58
17
ACOPLAMIENTO DE BOMBASAcoplamiento de bombas en serie
40
50
60
0
10
20
30
40
0 10 20 30 40 50 60
Q (l/s)
H (
m)
33
SELECCIÓN DE UNA BOMBA
1- Con el Q y H seleccionamos el tipo de bomba
Carga:• Altura geométrica total• hf (fricción y localizadas) en succión e impulsión • Presión operativa del equipo de riego
Cañón autopropulsado de
Caudal:•ETc (máx): 6.5 mm/d•Area a regar: 7 hectáreas•Jornada de riego: 18 h/d•Eficiencia del método de riego: 0.66
38.3 m3/h= 10.6 l/s
Tubería de admisión: 4’’ de diámetro, aluminio (2 m de largo)
50 m
300 m
Tubería de impulsión: 4’’ ∅, aluminio
Cañón autopropulsado de 233 m de tubería en el tambor
Hg=7m total
2 m
5 m
0,75m
Requerimiento de carga del sistema en las dos situa ciones Situación 1de mayor requerimiento
Q (m3/s) Q(l/s) H entr. cañón (m)
Hg 1 (m) Hf sit. 1 (m)
H total Sit.1
0 0 0 7 0.0 7.0 0.0106 10.6 60 7 7.81 74.8 0.0118 11.8 74 7 9.51 90.5 0.0129 12.9 88 7 11.24 106.2
H total 1= 35483*Q1.852 + Hg1+H ent. cañón Situación 2 de menor requerimiento Situación 2 de menor requerimiento
Q (m3/s) Q (l/s) H entr. cañón (m)
Hg 2 (m) hf sit. 2 (m) H total Sit. 2 (m)
0 0 0 2.75 0.0 2.75 0.0106 10.6 60 2.75 1.15 63.9 0.0118 11.8 74 2.75 1.41 78.16 0.0129 12.9 88 2.75 1.66 92.41
H total 2 = 5241.9*Q 1.852+Hg2+Hent.cañón
Curva de familias de bomba
38.2
50
60
70
80
90
100
110
120
130
H s
ist
(m)
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Efic
ienc
ia
0
10
20
30
40
50
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Caudal (l/s)
0
0,1
0,2
0,3 Efic
ienc
ia
Q de riego
Motores
1) P eje bomba (Kgm/s) = Q (l/s) x H (m)
ef. bomba
Tipo de transmisión Eficiencia
Directa, cardán, unión flexible 1
Bandas planas 0.8
Correas en V 0.9
2) P eje motor = P eje bomba
Ef. transmisión
3) P cons.= P eje motor
ef. motor
Motores eléctricos Eficiencia
1 a 5 CV 0.86
5 a 10 CV 0.88
10 a 25 CV 0.89
> de 25 CV 0.90
Consumo en motores de combustión interna y eléctricos
� Se saca del catálogo del motor. “A título orientativo”, según Israelsen:
Motores a gas-oil 0.259 l/CV/h
Motores a nafta 0.339 l/CV/h
Motores eléctricos 0.858 KWh/CV/hMotores eléctricos 0.858 KWh/CV/h
top related