Escuela de Ingeniera de Recursos Naturales

y del Medio Ambiente

EQUIPOS DE BOMBEOS PARA EXTRACION DE AGUAS SUBTERRANEAS.

CALCULO SELECCIN BOMBA TURBINA

Asignatura:

Aguas Subterrneas

Prof. Ing. Arbey Arias Rojas

arbey.arias@correounivalle.edu.co

DEFINICION DE BOMBA

Una bomba es un dispositivo capaz de

adicionarle energa a una sustancia

fluida para producir su desplazamiento

de una posicin a otra incluyendo

cambios de elevacin.

Equipos de Bombeo montados en chasis con remolque

Equipos de Bombeo montados en chasis

*P1

P2

V2

z1

z2

V1

Diferencia de energa

de velocidad [m]

Prdidas en tuberas

y accesorios [m]

HSIS = (z2 z1) + + + H f

P2 P1 V22 - V12 j * g 2g

Diferencias de

presiones [m]

Altura esttica [m]

ESQUEMA DE UN SISTEMA DE BOMBEO

CALCULO CABEZA DINAMICA TOTAL

Es la cantidad de energa que dispone el lquido sobre la presin de vapor en la brida de succin de la bomba, a la temperatura de bombeo.

Depende de las caractersticas del sistema, del caudal y de las condiciones del lquido que se bombea tales como: clase de lquido, temperatura y gravedad especfica.

En la entrada a una bomba la presin del fluido debe disminuir (succin) para poder mantener el flujo del fluido pero se debe tener cuidado de que en todo momento se

mantenga por encima de la presin de vapor del mismo. Si se permite que la presin

del lquido descienda por debajo de Psat se forman burbujas en la corriente del fluido

que posteriormente colapsan al alcanzar las zonas de mayor presin de la bomba

causando vibracin y picaduras (pitting) en el rodete o impulsor. Este es el fenmeno

de la cavitacin.

En la prctica la cavitacin se evita garantizando que el NPSHrequerido por la bomba

sea MENOR el NPSHdisponible en el sistema.

Pat hs

Vs

P1

NPSHD = + + hs - Hfs VS

2

2g

P1 + Pat - PV

j * g

Donde: P1 = Presin de succin a la entrada de la bomba

Pat = Presin atmosfrica / Presin en el tanque de succin

PV = Presin de vapor

Vs = Velocidad del fluido en la succin

hs = Altura de succin

Hfs = Prdidas en la tubera y accesorios de succin

CALCULO NPSH DISPONIBLE

NPSHrequerido < NPSHdisponible

Equipos de Bombeo para Algibes

Tipos de bombas Centrifuga

Equipos de Bombeo

Tipos de bombas

Centrifuga Succin negativa

Bombas Centrifugas instaladas en aljibes

Bombas Sumergibles Succin positiva

Tipos de bombas

Sumergible (succin positiva)

V

Equipos de Bombeo

Descarga

Tipos de bombas

Bombas Sumergibles para pozos

Bombas de turbina (para pozos profundos dimetros superiores a 6)

Bombas turbina tipo lapicero (para pozos someros o aljibes)

Equipos de Bombeo

Eq

uip

os d

e B

om

be

o bo

mba

Su

me

rg

ib

le

tip

o la

pic

ero

Bombas tipo lapicero

Motor

Elctrico

Bomba

Rejilla

Equipos de Bombeo

Vlvula de cheque

Proteccin nivel mximo permisible

Se

cc

i

n M

on

ta

je

B

om

ba

S

um

erg

ib

le

Vlvula de Cortina

Manmetro

Seleccin Bomba

Sumergible

Se requiere extraer un caudal

de 0.6 lps, con una cabeza total

de 90 m de columna de agua.

Cual debe ser la bomba de la

serie E4RT que sirve para este

caso

90 m

Curva Caracterstica

de una Bomba Sumergible

Caracterstica de la Bomba

Sumergible Seleccionada

Bombas turbina

Equipos de Bombeo Bombas Turbina

Equipos de Bombeo Bombas Turbina

Equipos de Bombeo Bomba Turbina con

Transmisin de Angulo Recto

Sistema de Bombeo en Serie

*

*Q

H

Sistema de Bombeo en paralelo

BOMBAS TRABAJANDO EN PARALELO

Bombas en paralelo duplican (

mltiplican) el flujo a la misma altura. Y descargan el lquido al mismo sistema

comn

Bombas paralelas reciben

el lquido del sistema

comn

*

Ca

ra

cte

ristic

as B

om

ba

s T

urb

in

a

Tubera de

impulsin

Eje

Funda

Tubera de impulsin

Caseta de Bombeo para Pozos Profundos

Elementos bsicos para la seleccin de la bomba

y obtencin de informacin necesaria

- Caudal - Nivel dinmico. - Dimetro del pozo disponible para alojar la bomba. - Tipo de lubricacin que se desea. - Tipo de impulsor ( Semi-abierto Cerrado ). - Velocidad de operacin ( R.P.M.) 1760, 2640, 3600 etc. - Altitud ( para sitios muy altos puede afectar NPSH) - Presin de operacin a la descarga de la bomba. - Elevacin topogrfica de la descarga - Interferencias entre pozos

Seleccin de Bombas

Calculo de la Cabeza Dinmica Total (C.D.T)

CDT = Nivel dinmico + Elevacin + Perdidas totales por friccin + presin de operacin + Interferencia

Descarga libre presin de operacin es 0

Descarga con condiciones de operacin

Seleccin de Bombas

Seleccin de Bombas Turbina

Curva Caracterstica de una Bomba Turbina

1. Decidir la marca de bomba a utilizar y obtener las curvas caractersticas de los equipos ofrecidos por el fabricante

En la curva caracterstica de la diapositiva anterior se muestra toda la informacin que se puede obtener de ella: EFICIENCIA, POTENCIA, CAUDAL, CABEZA, MARCA Y CARATERISTICAS DE LA BOMBA).

Para este caso, en donde se requiere bombear un caudal de 30 lps, al interpolar en la curva se tiene que: (ver diapositiva siguiente)

Caudal 30 lps.

Eficiencia; 77 % aprox. Potencia: 10 Hp - 7.5 kW aprox.

Cabeza que puede vencer cada tazn: 19.2 m aprox ( si se requiere bombear a (calcular cabeza dinmica total) y dividir por lo que bombea un tazn , obtener numero de tazones aproximando al entero mayor)

Seleccin de Bombas Turbina

Seleccin de Bombas

Cabeza =

19.2 m

aprox.

eficienci

a = 77%

aprox.

Potencia = 10

HP, 7.5 W

aprox.

Calculo del No. de tazones o impulsores

2. Con las curvas caractersticas de las bombas y el caudal obtener la cabeza dinmica que puede vencer la bomba (un tazn)

3. Con la cabeza que puede vencer un tazn y la cabeza dinmica total calcular el numero de tazones requeridos (redondear al entero mayor), la eficiencia de operacin de la bomba y la potencia requerida por tazn.

4. Calcular la potencia total requerida por la bomba

Seleccin de Bombas Turbina

POTENCIA DE LAS BOMBAS. EN CABALLOS

H.P = W * Q * C.D.T./ ( 76 * N )

DONDE:

W = Peso especifico del FLUIDO

Q = Caudal en m3/seg.

C.D.T.= Carga dinmica total en mts.

76 = Constante para convertir Kg-m/seg. En H.P.

N = Eficiencia de la bomba (DEL 50 AL 70%)

CON LA DENSIDAD Y LA VISCOSIDAD PUEDES OBTENER

EL PESO ESPECIFICO.