Valsi [Motobombas Centrifugas]

DEPARTAMENTO
DE
CAPACITACION
Coordinador de Capacitación Ing. O. Eduardo Reynoso
2001
Seminario de
de
Seminario
Motobombas
Motobombas
Centrífugas
Centrífugas
CICLO DEL AGUA
TIPOS DE POZOS
Hidráulica básica
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 )
Hidráulica básica
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.
Hidráulica básica
AREA 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 = diámetro
A = πr
2
πd
A=
4
2
Hidráulica básica
CAUDAL (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:
Ejemplo:
•Litros por segundo (LPS)
Cantidad de agua obtenida 10 Lts.
•Litros por minuto (LPM)
Tiempo empleado: 20 segundos
•Metros cúbicos por hora (m3 / h)
Q=
Volúmen de agua obtenida
Tiempo empleado para obtenerla
10 Lts.
Q=
20 Seg.
Hidráulica básica
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 metros
Tiempo: 20 segundos
V=
40 m
20 seg.
Hidráulica básica
RELACION ENTRE CAUDAL Y VELOCIDAD
NULAS
Empuje
Velocidad
DEBILES
CAUDAL
NULO
Empuje
Velocidad
CAUDAL
DEBIL
FUERTES
Empu
je Velocidad
CAUDAL FUERTE
Q = Caudal
V = Velocidad
A = Area
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=VxA
V=
Q
A
Hidráulica básica
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 )
Ejemplo:
Area ocupada por el cuerpo ( A )
F= 10 Libras (4.53 Kilos)
La fuerza (F) ejercida por un
cuerpo sobre un plano es igual
a su propio peso.
F = Peso del cuerpo
A= 4” Pulgadas (2” x 2”)
P=
10 lb
4”
Hidráulica básica
PRESION ( P )
Inversamente, una presión (P) que actúa sobre un área (A) transmite una
fuerza (F):
F=PxA
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)
Hidráulica básica
QUE ES PRESION ESTATICA Y PRESION DINAMICA
PRESION ESTATICA: Es aquella que se mide SIN circulación de agua.
PRESION DINAMICA: Es aquella que se mide CON circulación de agua
Hidráulica básica
PERDIDA 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)
Hidráulica básica
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
Hidráulica básica
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 Doméstica
de la Serie H
Funcionamiento
de la Bomba Centrífuga
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.
z Todas las Bombas deben ser seleccionadas por sus curvas de
operación (Carga - Gasto) y no por la potencia que tienen
acopladas.
z En los diseños de las Bombas , podemos encontrar Bombas con
impulsor tipo cerrado para uso en agua limpia y Bombas con
impulsor del tipo semiabierto para uso en agua que contenga
pequeños sólidos en suspención.
z Estas Bombas pueden ser utilizadas para agua de riego, para casas,
para granjas o Industrias.
Corte de una Voluta
Interpretación
de los Códigos
Motobombas
Multietapas Serie H
MOTOBOMBA JET
Funcionamiento
Motobombas Jet.
z
z
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 Bomba
centrífuga 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:
Manómetro
Part. No. 24:
Difusor Ventury Tobera plástico.
Part. No. 26:
Retén plástico.
Motobomba autocebante
Motor a: gasolina,diesel y eléctrico
Funcionamiento
de la Bomba Autocebante
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 en
suspención.
* Estas Bombas pueden tardar hasta un máximo de 12 minutos en
purgarse y que inicie el bombeo de agua.
Funcionamiento
de la Bomba Autocebante
Bombas de Transmisión
Universal Línea M
Corte seccional
Bomba centrífuga
CARACTERISTICAS
DE LAS NUEVAS MOTOBOMBAS TIPO DOMESTICO
DE LAS LINEAS “H” Y “MD” 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
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 bomba
logramos que el trabajo de las bombas sea mas silencioso
Estas 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 Mecánico
Part. No. 3: Impulsor
Part. No. 4 : O-ring
Part. No. 5: Retén
Part. No. 6 : Tapa o Tapa de Voluta
CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL DE LOS
IMPULSORES DE LAS LINEAS “H Y HH”
MATERIAL :
Compuesto de Oxido de polifenileno (Noryl) con fibra de vidrio (Composite).
Resina plástica de Nylon
PROPIEDADES DEL MATERIAL :
Temperatura de operación
Alta rigidez ( Res. Tens.)
Alta estabilidad dimensional
Alta resistencia a la abrasión.
> 100 ºC
> 14,500 psi
> Bronce
OTRAS VENTAJAS :
Material reciclable.
No contiene plomo
Recomendado 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
CERRADO
IMPULSOR DE TIPO
SEMIABIERTO
IMPULSOR DE TIPO
TURBINA
BOMBA DE PISTON
IMPULSOR DE TIPO
ENGRANES
IMPULSOR ABIERTO
(TIPO HELICE O PROPELA)
CAUDAL 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
Centrífugas y el efecto provocado
por la presión atmosférica
PRESIONES BAROMETRICAS
A DIFERENTES ALTURAS
ALTURA
EQUIVALENTE EN
PRESION
METROS DE
BAROMETRICA
COLUMNA DE AGUA
ALTURA
MAXIMA DE
SUCCION
AL NIVEL DEL MAR
1.03 Kg / cm2
10.29 m.
6.70 m.
805 m. SOBRE NIVEL
DEL MAR
0.93 Kg / cm2
9.30 m.
6.0 m.
1,610 m. SOBRE
NIVEL DEL MAR
0.84 Kg / cm2
8:40 m.
5.0 m.
2,415 m. SOBRE
NIVEL DEL MAR
0.763 Kg / cm2
7.63 m.
4.50 m.
Considerando la temperatura del agua a 25°C
SUCCIÓN NEGATIVA
Y SUCCIÓN POSITIVA
PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS
Una Bomba sirve para mover
agua de un punto a otro
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 =
hs =
hd =
fs =
fd =
hd + fd
CDT =
hs + fs
Carga Dinámica Total
Altura de Succión
Altura de la descarga
Fricciones en la succión
Fricciones en la descarga
CDT =
hd
fd
hs
fs
PERDIDAS POR FRICCIÓN
* 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 FRICCIÓN EN TUBERIAS
TAMAÑO DE LA TUBERÍA ( PULGADAS)
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
2
15.40
27.00
7.00
2.14
0.26
4
37.85
147.0
28.00
11.70
1.43
0.50
0.17
10
45.42
53.00
16.40
2.01
0.87
0.23
12
56.70
80.00
25.00
3.00
1.08
0.36
15
94.60
64.00
7.30
2.73
0.92
25
113.55
89.00
11.00
3.84
1.29
30
246.00
45.90
16.10
5.40
2.16
0.53
0.19
0.07
65
294.50
53.00
18.40
6.20
2.67
0.63
0.21
0.08
70
567.70
76.00
25.60 10.60
2.62
0.88
0.36
0.09
150
757.00
129.0
43.10 17.80
4.40
1.48
0.62
0.15
200
INTERPRETACIÓN
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
MEJOR
EFICIENCIA
Q
SELECCIÓN POR MEDIO DE LAS CURVAS
CARGA, GASTO ( 1 a 4 H 3450 RPM )
Curvas de Motobombas Jet
Curvas de Motobombas
Autocebantes
CURVA EFICIENCIA
POTENCIA
LOS PASOS
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 BOMBA
SE 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)
Recomendaciones
Adicionales
z
z
z
z
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 agua
por dia.
CALCULO DE POTENCIA
AL 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
CDT = Carga Dinámica Total
Q = Gasto o Flujo.
76 = Constante
EFIC = Eficiencia de la Bomba en el
punto seleccionado
( La proporciona cada Fabricante )
Comentarios
Adicionales
* 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 tenga
demasiada altura , la bomba puede cavitar.
Comentarios
Adicionales
* 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.
INSTALACIÓN DE BOMBAS
CON 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 BOMBAS
CON 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
FUERZA MOTRIZ
SENTIDO DE GIRO DE LAS BOMBAS DESDE LA
FUERZA MOTRIZ
CW
INSTALACION DE
VALVULAS CHECK
* 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 demas
cada 100 o 150 mts. ( porque si no pueden llegar a romper la
bomba por el golpe de ariete).
Valvula check
BOMBAS CONECTADAS
EN SERIE
Se conectan Bombas en serie,
cuando se desea incrementar la
presión aunque el gasto es el
mismo.
BOMBAS CONECTADAS EN
PARALELO
Se realiza este tipo de instalación , cuando se
desea incrementar el gasto y que la presión se
mantenga igual.
BOMBAS CONECTADAS
EN SERIE
El mejor ejemplo que tenemos
son las Bombas Sumergibles.
HEROES FERROCARRILEROS Nº 285
COL. FERROCARRIL
GUADALAJARA, JALISCO
TEL 01 (33) 3668 2500
www.valsi.com.mx