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CENTRALES ELÉCTRICAS I E.U. INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL

Área de Mecánica de Fluidos

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PROYECTO DE UN CIRCUITO DE BOMBEO



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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La instalación de la figura 1 se quiere utilizar para bombear agua a 15º C desde un

depósito abierto a otro cerrado, en el que se mantiene una presión manométrica PD. El caudal

que debe llegar al depósito presurizado es QD. Se debe realizar un diseño de la instalación que

incluya los siguientes aspectos:

1. Elección de las válvulas necesarias y de su posición en el circuito.

2. Selección del diámetro de cada tramo de tubería.

3. Selección de la bomba a utilizar y caracterización del sistema de regulación, utilizando

para ello válvulas de globo.

4. Obtención de la potencia y el rendimiento de la bomba en el punto de funcionamiento

habitual.

Los datos PD, QD, LA y LI se comunicarán a los alumnos durante el transcurso de la clase

práctica.

Datos adicionales

Densidad del agua a 15º C: ρ = 999 kg/m3

Viscosidad cinemática del agua a 15º C: ν= 1.14 · 10-6 m2/s

Presión de vapor del agua a 15º C: 1.7 kPa

Presión atmosférica: 1020 mbar

Las tuberías se seleccionarán entre las disponibles en la Tabla I contenida en los Anexos.

Rugosidad estimada de las tuberías: ε= 0.2 mm

La bomba a instalar se elegirá en el catálogo de bombas que se adjunta.

Se podrán seleccionar accesorios entre los contenidos en la tabla III de los Anexos, donde

aparecen los correspondientes coeficientes de pérdidas singulares.



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Figura 1. Esquema de la instalación

2. METODOLOGÍA DE RESOLUCIÓN

Introducción

Descripción del circuito, identificando cada elemento y explicando su función. −

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Establecimiento de los criterios de diseño que se utilizarán en el proyecto de esta

instalación.

Apartado 1

Descripción de la función de cada tipo de válvulas. Selección y colocación de las válvulas

necesarias en este circuito.



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Apartado 2

Descripción de los diferentes métodos existentes para la determinación del diámetro de

una tubería: selección por la velocidad, selección por la pérdida de carga y aplicación de

criterios económicos.

En este caso se propone aplicar el método de selección por la velocidad, incluyéndose en

la Tabla II de los Anexos las velocidades utilizadas habitualmente para las diversas

instalaciones.

Una vez calculado el diámetro mínimo necesario, el diámetro definitivo elegido se debe

ajustar a los valores normalizados recogidos en la Tabla I de los Anexos.

Apartado 3

Exposición de los diferentes métodos existentes para el cálculo de las pérdidas de carga

lineales y singulares. Selección de uno de ellos para calcular las pérdidas de carga en la

aspiración y en la impulsión de este circuito.

Cálculo de la altura total que debe suministrar la bomba, a partir de las pérdidas de carga,

la disposición geométrica del circuito y la presión en el depósito de impulsión.

Cálculo del NPSH disponible en el circuito, a partir de las condiciones atmosféricas, las

pérdidas de carga en la aspiración, la disposición geométrica del circuito y la presión de

vapor del agua.

Selección de la bomba más adecuada en el catálogo que se adjunta. Los criterios que

deben seguirse para la selección de la bomba son los siguientes: capacidad de suministro

del caudal y altura necesarios, evitar el riesgo de cavitación (NPSHd>NPSHr) y

maximizar el rendimiento de la bomba en las condiciones de funcionamiento más

habituales.

Exposición de las posibilidades existentes de regulación con válvulas (en serie y en

paralelo). Elección de la posibilidad más adecuada en este caso en función de la geometría

de la bomba y caracterización de su funcionamiento: caudal circulante, altura disipada y

coeficiente de pérdidas de la válvula utilizada.



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− En este proyecto se ha utilizado el recorte de rodetes como método de obtener

prestaciones variables a partir de una misma geometría, pero existen otros métodos de

regulación.

Apartado 4

− Determinación de la potencia consumida y el rendimiento sobre los diagramas de la

bomba seleccionada.

3. EXPOSICIÓN DE RESULTADOS

Una vez finalizadas las clases prácticas correspondientes a este Proyecto cada alumno

elaborará un informe, que debe contener obligatoriamente la siguiente información:

− Respuesta breve y concisa a todas las preguntas planteadas en el Capítulo 2 de este

documento.

− Cálculos justificativos necesarios para la resolución de cada apartado.

− Hoja del catálogo correspondiente a la bomba seleccionada, señalando el punto de

funcionamiento sobre el diagrama.

− Tabla de datos de partida y resultados finales debidamente cumplimentada, según el

modelo que se adjunta en los anexos de este documento (Tabla IV).

Instrucciones finales de obligado cumplimiento

− Los informes deben presentarse escritos a mano con tinta de cualquier color excepto rojo.

− La tabla de datos de partida y resultados finales (Tabla IV) se colocará al principio del

informe y hará la función de portada. No debe incluirse ninguna otra hoja delante de esta

tabla.

− Los informes se presentarán grapados. No se recogerán hojas sueltas o solamente sujetas

con un clip. No es necesario introducir los informes en carpetas o sobres.



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4. ANEXOS

TABLA I. NORMATIVA SOBRE TUBERÍAS

TUBERÍA DE ACERO, sin soldadura.

Normas: DIN 2440/61, AFNOR 29025/59, B.S. 1387/57- Medium, ISO / R-65- Medium

Paso nominal

[Pulgadas] [mm]

Diámetro

exterior [mm]

Espesor [mm]

Peso

[kg/m]

1/8

6

10.2

2

0.407

1/4

8

13.5

2.35

0.650

3/8

10

17.2

2.35

0.852

1/2

15

21.3

2.65

1.22

3/4

20

26.9

2.65

1.58

1

25

33.7

3.25

2.44

1-1/4

32

42.4

3.25

3.14

1-1/2

40

48.3

3.25

3.61

2

50

60.3

3.65

5.10

2-1/2

65

76.1

3.65

6.51

3

80

88.9

4.05

8.47

3-1/2

90

101.6

4.05

9.72

4

100

114.3

4.50

12.1

5

125

139.7

4.85

16.2

6

150

165.1

4.85

19.2



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TABLA II. VELOCIDADES UTILIZADAS HABITUALMENTE EN CONDUCTOS



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TABLA III. COEFICIENTES DE PÉRDIDAS SINGULARES DE ACCESORIOS

Accesorio Coeficiente de pérdidas ξ

Codo 0.4

Válvula de pie 0.8

Válvula antirretorno 1.2

Entrada a depósito 1.0

T atravesada recta 0.4

T atravesada en ángulo 0.6

Válvula esfera (abierta) 0.3



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TABLA IV. DATOS DE PARTIDA Y RESULTADOS FINALES APELLIDOS, NOMBRE FIRMA

DATOS DE PARTIDA Nº: VALOR UNIDAD

Caudal necesario, QD

Presión en el depósito, PD

Longitud de aspiración, LA

Longitud de impulsión, LI

Velocidad de partida en aspiración, vA

Velocidad de partida en impulsión, vI

RESULTADOS FINALES VALOR UNIDAD

Diámetro real de aspiración, DA

Diámetro real de impulsión, DI

Pérdida de carga en la aspiración, hpA

Pérdida de carga en la impulsión, hpI

Altura total necesaria, HBN

NPSH disponible en el circuito, NPSHd

Bomba seleccionada

Altura real de la bomba seleccionada, HBR

NPSH requerido por la bomba, NPSHr

Caudal circulante por la válvula de regulación

Altura disipada en la válvula de regulación

Coeficiente de pérdida en la válvula de regulación

Rendimiento de la bomba, η

Potencia consumida por la bomba

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