DEPARTAMENTO DE

CAPACITACIONCoordinador de Capacitación Ing. O. Eduardo Reynoso

2001

Seminario de Motobombas Centrífugas

Seminario de Motobombas Centrífugas

CICLO DEL AGUACICLO DEL AGUA

TIPOS DE POZOSTIPOS DE POZOS

HidrHidrááulica bulica báásicasica

CONCEPTOS TEORICOS

En la transferencia de agua por tuberías intervienen varios factores:

•La cantidad constante de líquido ( caudal )

•La fuerza que lo impulsa ( presión )

•El área definida de la tubería ( área circular )

HidrHidrááulica bulica báásicasica

CONCEPTOS TEORICOS

Al producirse movimiento de agua a través de la tubería se origina un nuevo fenómeno denominado: velocidad de circulación y como consecuencia el flujo se ve alterado debido a pérdidas por fricción.

En seguida se presentan algunas bases fundamentales que serán de utlidad para comprender mejor estos conceptos.

HidrHidrááulica bulica báásicasicaAREA O SECCION CIRCULAR (A)

El área de una tubería es la superficie circular interior, no debe confundirse con el diámetro de la tubería.

Para obtener el área circular de la tubería se utilizan dimensiones en pulgadas (sistema inglés).

π = 3.1416

r = radio

d = diámetroA = πr

2 πdA = 4

2

HidrHidrááulica bulica báásicasicaCAUDAL (Q)

El caudal o flujo es la asociación de un volúmen con respecto a un tiempo ( unitario ) dado.

En plomería los flujos se expresan en:

•Litros por segundo (LPS)

•Litros por minuto (LPM)

•Metros cúbicos por hora (m3 / h)

Q = Volúmen de agua obtenidaTiempo empleado para obtenerla

Ejemplo:

Cantidad de agua obtenida 10 Lts.

Tiempo empleado: 20 segundos

Q = 10 Lts.20 Seg.

HidrHidrááulica bulica báásicasica

VELOCIDAD ( V )

Es la distancia recorrida en un tiempo dado, se expresa en metros por segundo (m/seg.) en los cálculos para uso doméstico.

V = Distancia recorrida

Tiempo transcurrido

Ejemplo: Distancia: 40 metrosTiempo: 20 segundos

V =40 m20 seg.

HidrHidrááulica bulica báásicasicaRELACION ENTRE CAUDAL Y VELOCIDAD

En un área dada, el caudal es directamente proporcional a la velocidad.Menor velocidad, menor flujo proporcional.Por ejemplo:•Si la velocidad es 2 veces mas pequeña el flujo es 2 veces mas pequeño.•Si la velocidad es 3 veces mas grande el flujo es 3 veces mas grande.

Q = CaudalV = VelocidadA = Area

Q = V x A V = QA

NULAS

DEBILES

FUERTES

Empuje

Velocidad

Empuje

Velocidad

Empuje Velocidad

CAUDAL NULO

CAUDAL DEBIL

CAUDAL FUERTE

HidrHidrááulica bulica báásicasica

PRESION ( P )

La presión es la asociación de una fuerza en un área dada, se expresa en libras por pulgada cuadrada (lb/in2 PSI) o en metros por columna de agua (m.c.a.)

P =Fuerza ejercida por un cuerpo ( F )Area ocupada por el cuerpo ( A )

La fuerza (F) ejercida por un cuerpo sobre un plano es igual a su propio peso.

F = Peso del cuerpo

Ejemplo:

F= 10 Libras (4.53 Kilos)

A= 4” Pulgadas (2” x 2”)

P = 10 lb4”

HidrHidrááulica bulica báásicasicaPRESION ( P )

Inversamente, una presión (P) que actúa sobre un área (A) transmite una fuerza (F): F = P x A

La presión medida en columna de agua (m.c.a.) se refiere a la altura que alcanza el agua a determinada presión.

Ejemplo: Una altura de 7 mts. de agua equivale a una presión de 10 psi a nivel del piso. Inversamente, si se dispone de una presión de 10 psi a nivel del piso, el agua no podrá subir mas allá de 10 mts., la presión a esta altura será nula.

La presión es una fuerza de empuje que provoca la circulación del agua.

10 psi (lb/in2) = 7.04 m.c.a.

(libras por pulgada cuadrada) = (metros de columna de agua)

HidrHidrááulica bulica báásicasica

PRESION ESTATICA: Es aquella que se mide SIN circulación de agua.

PRESION DINAMICA: Es aquella que se mide CON circulación de agua

QUE ES PRESION ESTATICA Y PRESION DINAMICA

HidrHidrááulica bulica báásicasicaPERDIDA DE CARGA O PERDIDA DE PRESION

En una tubería dada, las presiones estática y dinámica serían las mismas si el fluido no fuese frenado durante su recorrido, pero no es así. Cuando el fluido circula, se produce frotación o fricción:

•Entre las moléculas del agua misma (viscocidad)

•Contra la pared de la tubería (rugosidad).

Estos frotamientos acarrean una pérdida de enrgía de movimiento que se

traduce en :

•Energía calorifica (calentamiento)

•Energía acústica (ruido)

HidrHidrááulica bulica báásicasica

En la práctica, todo ello se traduce en una pérdida de presión. A esta caída de presión se le llama pérdida de carga.

Mayor flujo = Mayor pérdida de carga

HidrHidrááulica bulica báásicasica

RELACION ENTRE PRESION Y FLUJO

El flujo y la presión están estrechamente relacionadas: para una presión P1 corresponde un flujo Q1, y una presión P2 corresponde un flujo Q2; sin embargo el flujo no es proporcional a la presión.

Motobomba DomMotobomba Domééstica stica de la Serie Hde la Serie H

FuncionamientoFuncionamientode la Bomba Centrde la Bomba Centríífugafuga

Se designan como Bombas Centrífugas, a aquellas que por su diseño, tienen la entrada del agua por el centro del ojo del impulsor

y la descarga por la periferia del impulsor.Todas estas Bombas están diseñadas para trabajar con agua limpia y baja temperatura.Todas las Bombas deben ser seleccionadas por sus curvas de

operación (Carga - Gasto) y no por la potencia que tienenacopladas.

En los diseños de las Bombas , podemos encontrar Bombas conimpulsor tipo cerrado para uso en agua limpia y Bombas conimpulsor del tipo semiabierto para uso en agua que contengapequeños sólidos en suspención.

Estas Bombas pueden ser utilizadas para agua de riego, para casas, para granjas o Industrias.

Corte de una VolutaCorte de una Voluta

InterpretaciInterpretacióón n de los Cde los Cóódigosdigos

Motobombas Motobombas Multietapas Serie HMultietapas Serie H

MOTOBOMBA JETMOTOBOMBA JET

FuncionamientoFuncionamientoMotobombas Jet.Motobombas Jet.

Se designan como Motobombas Jet, a aquellas Motobombas centrífugas que cuentan con un inyector integrado y un difusor de forma perfecta, similar a una voluta el cual esta diseñado para equilibrar las fuerzas radiales.Debido a lo anterior :* Se incrementa la carga (o Presión), entregada por la Bomba.* Se incrementa la eficiencia de la Bomba.* Se logra prolongar la vida útil de los rodamientos.* Estas Motobombas son ampliamente recomendadas para uso

doméstico, residencial y para equipos Hidroneumáticos.

Corte de la BombaCorte de la Bombacentrcentríífuga tipo Jet.fuga tipo Jet.

Algunas diferencias de las partes que integran las Bombas Jet son:

Part. No. 7: Voluta.Part. No. 15: Switch de presión.Part. No. 16: ManómetroPart. No. 24: Difusor Ventury Tobera plástico.Part. No. 26: Retén plástico.

Motobomba Motobomba autocebanteautocebanteMotor a: Motor a: gasolina,dieselgasolina,diesel y ely elééctricoctrico

FuncionamientoFuncionamientode la Bomba de la Bomba AutocebanteAutocebante

Se designan como Autocebantes, aquellas Bombas que por el diseño de la Voluta tienen integrado una Válvula Check que asegura el sello y el cebado de la Bomba.

Debido a lo Anterior:* Para su funcionamiento esta Bomba no requiere pichancha ni que

la columna este cargada (cebada o purgada).* Para su operación , solo se requiere cargar el cuerpo de la Bomba

con agua.* Por su diseño permite el paso de agua con pequeños sólidos ensuspención.

* Estas Bombas pueden tardar hasta un máximo de 12 minutos enpurgarse y que inicie el bombeo de agua.

FuncionamientoFuncionamientode la Bomba de la Bomba AutocebanteAutocebante

Bombas de TransmisiBombas de Transmisióón n Universal LUniversal Líínea Mnea M

Corte seccional Corte seccional Bomba centrBomba centríífugafuga

CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS DE LAS NUEVAS MOTOBOMBAS TIPO DOMESTICO DE LAS NUEVAS MOTOBOMBAS TIPO DOMESTICO

DE LAS LINEAS DE LAS LINEAS ““HH”” Y Y ““MDMD”” DE 1/4 , 1/2 , 3/4 Y 1 HP.DE 1/4 , 1/2 , 3/4 Y 1 HP.

EN VALSI, hemos realizado varias modificaciones en las características de nuestras bombas, utilizando la mas alta tecnología y los últimos avances de la Ingeniería con lo cual hemos logrado un producto con excelente calidad.

Algunas de las ventajas obtenidas en este tipo de bombas son: La modificación en la geometría y tamaño del impulsor, especialmente en el diseño de sus alabes.

El material de construcción, el cual es un material sintético de la mas alta tecnología, utilizado en la NASA en algunas de las partes de las naves.

LAS VENTAJAS PRINCIPALES QUE LAS VENTAJAS PRINCIPALES QUE TENEMOS CON NUESTRAS BOMBAS SON:TENEMOS CON NUESTRAS BOMBAS SON:

Un mayor poder de succión, eliminando la recirculación interna.

Alta eficiencia (43 - 50 - 64 - 71 y 78 %).(Las eficiencias promedio en las bombas fabricadas en México son aprox. de un 22%).Mayor rango de operación.(Diseñado para trabajo con tuberías de 1/2 y 3/4 , que no permiten el paso de alto flujo de agua).Hemos logrado que no se sobrecargue el motor.(En ninguno de los puntos de operación de mayor eficiencia de la curva correspondiente).Se ha incrementado la vida útil de la bombalogramos que el trabajo de las bombas sea mas silenciosoEstas bombas cumplen con las normas de la “CONAE”.(Norma de eficiencia energética para bombas centrífugas).

Las partes mas importantes de las Motobombas Centrífugas son:Part. No. 1: Motor Part. No. 2 : Sello MecánicoPart. No. 3: Impulsor Part. No. 4 : O-ringPart. No. 5: Retén Part. No. 6 : Tapa o Tapa de Voluta

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DEL MATERIAL DE LOS STICAS DEL MATERIAL DE LOS IMPULSORES DE LAS LINEAS IMPULSORES DE LAS LINEAS ““H Y HHH Y HH””

MATERIAL :Compuesto de Oxido de polifenileno (Noryl) con fibra de vidrio (Composite).Resina plástica de Nylon

PROPIEDADES DEL MATERIAL :Temperatura de operación > 100 ºCAlta rigidez ( Res. Tens.) > 14,500 psiAlta estabilidad dimensionalAlta resistencia a la abrasión. > Bronce

OTRAS VENTAJAS :Material reciclable.No contiene plomoRecomendado para contacto con agua potable por la agencia de alimentos y drogas de los Estados Unidos (FDA).Puede moldearse en formas complejas para obtener componentes de alta eficiencia.

IMPULSOR DE TIPO IMPULSOR DE TIPO CERRADOCERRADO

IMPULSOR DE TIPO IMPULSOR DE TIPO SEMIABIERTOSEMIABIERTO

IMPULSOR DE TIPO IMPULSOR DE TIPO TURBINATURBINA

BOMBA DE PISTONBOMBA DE PISTON

IMPULSOR DE TIPO IMPULSOR DE TIPO ENGRANESENGRANES

IMPULSOR ABIERTOIMPULSOR ABIERTO(TIPO HELICE O PROPELA)(TIPO HELICE O PROPELA)

CAUDAL O FLUJO DE LA BOMBACAUDAL O FLUJO DE LA BOMBA

EL CAUDAL O FLUJO ES: LA CANTIDAD DE AGUA QUE UNA BOMBA MUEVE EN UN TIEMPO DETERMINADO

EN PLOMERIA LOS FLUJOS SE EXPRESAN EN:

LITROS POR SEGUNDO = LPS

LITROS POR MINUTO = LPM

METROS CUBICOS POR HORA = M3 / h

Funcionamiento de las Bombas Funcionamiento de las Bombas CentrCentríífugas y el efecto provocado fugas y el efecto provocado por la presipor la presióón atmosfn atmosfééricarica

PRESIONES BAROMETRICAS PRESIONES BAROMETRICAS A DIFERENTES ALTURASA DIFERENTES ALTURAS

ALTURA PRESIONBAROMETRICA

EQUIVALENTE ENMETROS DE

COLUMNA DE AGUA

ALTURAMAXIMA DE

SUCCION

AL NIVEL DEL MAR 1.03 Kg / cm2 10.29 m. 6.70 m.

805 m. SOBRE NIVELDEL MAR

0.93 Kg / cm2 9.30 m. 6.0 m.

1,610 m. SOBRENIVEL DEL MAR

0.84 Kg / cm2 8:40 m. 5.0 m.

2,415 m. SOBRENIVEL DEL MAR

0.763 Kg / cm2 7.63 m. 4.50 m.

Considerando la temperatura del agua a 25°C

SUCCISUCCIÓÓN NEGATIVA N NEGATIVA Y SUCCIY SUCCIÓÓN POSITIVAN POSITIVA

PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIASPERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS

UnaUna Bomba Bomba sirvesirve parapara mover mover agua de un agua de un puntopunto a a otrootro

SE LLAMA ALTURA DE DESCARGA A:La distancia que hay desde el ojo del impulsor de la Bomba hasta el lugar a donde se va a enviar el agua.

SE LLAMA ALTURA DE SUCCIÓN A:La distancia que hay desde el ojo del impulsor de la bomba hasta el espejo del agua.

CDT = Carga Dinámica Totalhs = Altura de Succiónhd = Altura de la descargafs = Fricciones en la succiónfd = Fricciones en la descarga

CDT =

hs + fs

hd + fd

hs

fs

fd

hd

CDT =

* Los valores de las Tablas representan las Perdidas de altura en metros, debido a la fricción causada por cada 100 mts. de tubería (De conducción o arrastre), de hasta 17 años de uso.

* Siempre que calculemos instalaciones en donde las tuberías sean de cobre, plástico o Galvanizada nuevas, deberemos de multiplicar adicionalmente por 0.6.

PERDIDAS POR FRICCIPERDIDAS POR FRICCIÓÓNN

LPM 1/2 3/4 1 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6 8 GPM

PERDIDAS DE ALTURA EN METROS (P.A.M.)7.50 7.40 1.90 215.40 27.00 7.00 2.14 0.26 437.85 147.0 28.00 11.70 1.43 0.50 0.17 1045.42 53.00 16.40 2.01 0.87 0.23 1256.70 80.00 25.00 3.00 1.08 0.36 1594.60 64.00 7.30 2.73 0.92 25113.55 89.00 11.00 3.84 1.29 30246.00 45.90 16.10 5.40 2.16 0.53 0.19 0.07 65294.50 53.00 18.40 6.20 2.67 0.63 0.21 0.08 70567.70 76.00 25.60 10.60 2.62 0.88 0.36 0.09 150757.00 129.0 43.10 17.80 4.40 1.48 0.62 0.15 200

PERDIDAS POR FRICCIPERDIDAS POR FRICCIÓÓN EN TUBERIASN EN TUBERIASTAMATAMAÑÑO DE LA TUBERO DE LA TUBERÍÍA ( PULGADAS)A ( PULGADAS)

INTERPRETACIINTERPRETACIÓÓNNDE UNA CURVA DE UNA CURVA

cuando seleccionemos una bomba, busquemos siempre la mejor eficiencia

RECUERDEN QUE A MAYOR EFICIENCIA, MENOR CONSUMO DE CORRIENTE Y A MENOR EFICIENCIA MAYOR CONSUMO DE

CORRIENTE.

CDT

Q

MEJOREFICIENCIA

SELECCISELECCIÓÓN POR MEDIO DE LAS CURVASN POR MEDIO DE LAS CURVASCARGA, GASTO ( 1 a 4 H 3450 RPM )CARGA, GASTO ( 1 a 4 H 3450 RPM )

CurvasCurvas de Motobombas Jetde Motobombas Jet

CurvasCurvas de Motobombas de Motobombas AutocebantesAutocebantes

CURVA EFICIENCIACURVA EFICIENCIAPOTENCIAPOTENCIA

L O S P A S O SL O S P A S O SPARA SELECCIONAR UNA BOMBA SON:PARA SELECCIONAR UNA BOMBA SON:

1er. Paso: Q = en lpm

2do. Paso: CDT = en mts.

3er. Paso: Seleccionar Curva Operacion

4to. Paso: Confirmar por ; BHP

PARA SELECCIONAR UNA BOMBAPARA SELECCIONAR UNA BOMBASE REQUIERE CONOCER 2 DATOSSE REQUIERE CONOCER 2 DATOS

GASTO = lpm, lps, gpm, m3/h,(flujo)CDT ó AMT= mts, ft, psi, kg/cms2, Head,(presión)

(Pulg agua = al cuadrado del diámetro de tubería en lts/seg),

(Agua por Hectárea = 1 lt / Seg ), etc

CDT = hs + fs + hd + fd

Para calcular la carga dinámica al instalar una Bomba en un edificio, se puede considerar que cada piso mide 3 mts. de altura promedio.

3 mts.

3 mts.= 15 mts.

3 mts.

3 mts.

( En una instalación , Se consideran 3mts. más por la altura del tinaco y la succión)

RecomendacionesRecomendacionesAdicionalesAdicionales

Para conocer la carga dinámica de una Bomba , se puede instalar un manómetro y una válvula en la descarga y así sabremos cuanta es la carga que nos da la Bomba.

Para conocer el Gasto solo necesitamos un recipiente de capacidad conocida y observaremos en cuanto tiempo se llena.

En una instalación Hidráulica, siempre se debe de colocar una Válvula check en la descarga para evitar los golpes de ariete.

Una persona adulta consume en promedio de 150 a 300 lts de aguapor dia.

CALCULO DE POTENCIA CALCULO DE POTENCIA AL FRENOAL FRENO

Existe una formula con la cual podemos conocer que demanda de potencia tiene una Bomba en cualquier punto de la curva.

La Formula es la siguiente:Q (lps) x CDT (mts)

BHP = ---------------------------------------76 x EFIC ( %)

BHP = potencia al freno Q = Gasto o Flujo.CDT = Carga Dinámica Total 76 = Constante

EFIC = Eficiencia de la Bomba en el punto seleccionado

( La proporciona cada Fabricante )

* Las personas que tienen experiencia en la instalación de bombas:¿ Qué problemas han tenido al instalar y cuáles creen que sean atribuibles a las bombas y porqué?

* SABIAN USTEDES QUE DEL 80 AL 90% DE LOS PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN EN LAS BOMBAS SON DEBIDO A: UNA MALA INSTALACION.

* Las fallas mas frecuentes son:1.- Entrada de aire.2.- Mal sellado de las conexiones.3.- La bomba instalada muy alejada del aljibe.4.- Reducciones en la línea de succión.5.- Tubería de descarga de poco diámetro, etc.

* Cuando se instala una bomba con una línea de succión que tengademasiada altura , la bomba puede cavitar.

ComentariosComentariosAdicionalesAdicionales

ComentariosComentariosAdicionalesAdicionales

* Todas las bombas se deben instalar siempre lo mas cerca del espejo del agua.

* Al instalar una bomba siempre se deben respetar los diámetros de la succión y descarga que se recomiendan. (si incrementamos los diámetros en las líneas de la succión y descarga la bomba trabajara mejor).

* En todo tipo de tubería y conexiones existen fricciones, según el terminado de estas, el material de las mismas y el tiempo de uso.

INSTALACIINSTALACIÓÓN DE BOMBASN DE BOMBASCON MOTOR MONOFASICOCON MOTOR MONOFASICO

Cuando instalamos Bombas con motor monofasico, estas traen 2 cables y en cualquier posición en que conectemos los cables el sentido de rotación no cambiara (la bomba trabajará en su sentido de rotación normal).

INSTALACION DE BOMBASINSTALACION DE BOMBASCON MOTOR TRIFASICOCON MOTOR TRIFASICO

Cuando se instalen Bombas con motor Trifasico, se debe de verificar la rotación (antes de poner a trabajar la bomba en forma definitiva) , porque al conectar las 3 puntas la bomba puede trabajar con rotación invertida.

SENTIDO DE GIRO DE LAS BOMBAS DESDE LA SENTIDO DE GIRO DE LAS BOMBAS DESDE LA FUERZA MOTRIZFUERZA MOTRIZ

SENTIDO DE GIRO DE LAS BOMBAS DESDE LA SENTIDO DE GIRO DE LAS BOMBAS DESDE LA FUERZA MOTRIZFUERZA MOTRIZ

CW

* Siempre que se instala y una bomba se debe de instalar a la salida de la bomba, para evitar el golpe de ariete.

* Cuando se instalen tuberías de conducción muy largas se deben de instalar una a la salida de la bomba y las demascada 100 o 150 mts. ( porque si no pueden llegar a romper la bomba por el golpe de ariete).

INSTALACION DEINSTALACION DEVALVULAS CHECK VALVULAS CHECK

Valvula check

BOMBAS CONECTADASBOMBAS CONECTADASEN SERIEEN SERIE

Se conectan Bombas en serie, cuando se desea incrementar la presión aunque el gasto es el mismo.

BOMBAS CONECTADAS EN BOMBAS CONECTADAS EN PARALELOPARALELO

Se realiza este tipo de instalación , cuando se desea incrementar el gasto y que la presión se mantenga igual.

BOMBAS CONECTADASBOMBAS CONECTADASEN SERIEEN SERIE

El mejor ejemplo que tenemosson las Bombas Sumergibles.

HEROES FERROCARRILEROS Nº 285

COL. FERROCARRIL GUADALAJARA, JALISCO

TEL 01 (33) 3668 2500

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