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a
s
b
m
a
a
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Intro
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l
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l
Intro
as
c
o
r
t
In
r
t
In
Goulds Pumps
ITT Industries
Introducción a las curvas de las bombas
Una curva de desempeño es
por lo general una línea curva
trazada en una red de líneas
verticales y horizontales.
Esa línea curva representa el
desempeño de una bomba
específica y las líneas verticales
y horizontales unidades de
medida que cuantifican el
desempeño.
En nuestra aplicación hay un
tanque o pozo lleno de agua.
Queremos usar agua para un
determinado proceso o para el
hogar. Con frecuencia el agua
está en un nivel más bajo y la
gravedad no le permite subir,
por lo que se usa una bomba,
la cual es un dispositivo
para transferir o mover un
volumen de agua (o de fluido)
a determinada distancia. Ese
volumen se mide dentro de
un intervalo de tiempo, y se
expresa en galones por minuto
(gpm) o galones por hora
(gph); también se le llama
capacidad o flujo.
La bomba desarrolla energía
llamada presión o altura
dinámica total (tdh, de total
dynamic head). Esta presión
se expresa en unidades
llamadas libras por pulgada
cuadrada (psi) o pies (ft) de
altura. NOTA: 1 psi subirá
una columna de agua en un
tubo hasta 2.31 pies. Una
curva de desempeño se usa
para determinar cuál bomba
satisface mejor las necesidades
del sistema.
Ejemplo 1
La gráfica de abajo se usa
para ilustrar la operación de
una bomba. Es importante
determinar el valor de
cada línea o cuadro de
la cuadrícula. En el lado
izquierdo de la gráfica se
muestra la altura dinámica
total expresada en pies y
en metros. Los números
comienzan en la esquina
inferior izquierda de la
columna con 0 y aumentan a
lo largo del eje vertical. Es la
capacidad de la bomba para
METROS
producir presión, expresada
en pies de altura, término
que usan muchos ingenieros.
Algunas veces la columna
indica la altura dinámica
total, pies de agua o metros
de agua. Es otro término que
significa que se tiene instalado
un manómetro en la descarga
de la bomba que indica una
presión en psi que se convierte
en pies (1 psi = 2.31 pies ó
0.705 metros), y que el líquido
que se bombea es agua.
La otra unidad de medida es
galones por minuto (o m3/h),
y se ve en la parte inferior
(eje horizontal). Comienza en
la esquina inferior izquierda
con 0 y aumenta hacia la
derecha. Esos números indican
la capacidad de la bomba de
producir un flujo de agua en
galones por minuto (GPM) o
en metros cúbicos por hora
(m3/h).
La gráfica muestra también
las medidas en metros para
la TDH y metro cúbicos por
hora para la capacidad.
PIES
500
ALTURA DINÁMICA TOTAL
140
120
400
100
300
80
60
200
40
100
20
0
0
0
5
0
1
10
2
15
3
20
4
25
5
30
6
7
35 GPM
8
m3/h
CAPACIDAD
Ejemplo 2a
Para obtener una curva de
desempeño, se opera la bomba
con un manómetro, una
válvula de regulación y un
medidor de flujo instalados
en el tubo de descarga.
Primero se opera la bomba
con la válvula de regulación
totalmente cerrada, para que
no haya flujo, y se anota la
indicación del manómetro.
METROS
ALTURA DINÁMICA TOTAL
140
1
2
400
100
300
80
60
200
40
100
20
0
0
0
5
0
1
10
2
15
3
20
4
25
5
CAPACIDAD
(punto 1). Se abre la válvula
hasta que el medidor de flujo
indica 5 gpm y se toma otra
lectura del manómetro. Se
marca un segundo punto (2)
en la gráfica para indicar este
desempeño. El proceso se
continúa con incrementos de 5
gpm hasta llegar al final de la
gráfica.
PIES
500
120
A esa indicación se le llama
presión máxima de cierre.
Su valor en psi (1 psi =
2.31 pies ó 0.705 m) se
convierte en pies de altura,
lo que representa la altura
dinámica total máxima
(TDH) a capacidad 0. Se
pone una marca en la gráfica
para indicar este desempeño
30
6
7
35 GPM
8
m3/h
Ejemplo 2b
La altura (H) se expresa en
pies o metros, y la capacidad
(Q) se expresa en galones
por minuto (GPM) o metros
cúbicos por hora (m3/h).
Ahora se unen todos los
puntos con una línea. A la
línea curva que resulta se
le llama curva de altura/
capacidad.
METROS
La bomba operará siempre
a una altura dinámica y
capacidad representada por la
curva.
PIES
500
ALTURA DINÁMICA TOTAL
140
120
400
H-Q
100
300
80
60
200
40
100
20
0
0
0
5
0
1
10
2
15
3
20
4
25
5
30
6
7
35 GPM
8
m3/h
CAPACIDAD
Ejemplo 3
Comparemos dos tamaños:
1. Primero, vea la bomba
18GS07 de 3/4 HP y
6 impulsores. A una
capacidad de 15 GPM este
modelo sube el agua 158
pies (48 m).
2. Ahora vea la 18GS20 de 2
HP con 14 impulsores. A
una capacidad de 15 GPM
este modelo sube el agua
hasta 360 pies (110 m).
Nuestro catálogo muestra
diferentes tipos de curvas.
La siguiente gráfica muestra
curvas de desempeño múltiple
(más de una bomba) para la
bomba sumergible 18GS. Hay
una curva separada para cada
capacidad.
Cuando se agregan
impulsores, la bomba
desarrolla más presión
(expresada en pies). Eso le
permite bajar a un pozo más
profundo, pero también
consume más potencia.
CURVAS MÚLTIPLES DE DESEMPEÑO
METROS
320
PIES
300
1000
280
RPM 3450
60 Hz
RANGO RECOMENDADO
6 – 28 GPM
900 18GS50
20
Pies
260
ALTURA DINÁMICA TOTAL
240
220
1
GPM
800
700
200
180
160
600
18GS30
500
140
120
100
80
60
40
20
0
400 18GS20
300 18GS15
18GS10
200
18GS07
100
0
0
0
5
1
10
2
15
3
20
4
25
5
CAPACIDAD
30
6
7
35
40 GPM
8
m3/h
Ejemplo 4
A continuación describiremos
una clase distinta de curva
que se necesitan en gráficas
llamadas “curva de eficiencia.”
La eficiencia es un porcentaje
indicado en la escala de la
derecha de la gráfica.
1. Busque 425 GPM a 500’.
En este punto SUBA
verticalmente hasta tocar
la curva de eficiencia.
Entonces se va en dirección
horizontal hacia la
derecha para determinar el
porcentaje; En este ejemplo
72%.
2. Busque 425 GPM a 800’.
Desde este punto BAJE
verticalmente hasta tocar
la curva de eficiencia.
Entonces se va en dirección
horizontal hacia la
derecha para determinar el
porcentaje; en este ejemplo
72%.
El punto máximo de la curva
de eficiencia se llama “punto
de eficiencia máxima” o
“BEP”.
Los fabricantes de bombas
describen sus bombas en
función de la tasa de flujo
a la eficiencia máxima. En
el ejemplo 4, la bomba se
clasificaría de 425 galones por
minuto.
Hemos incluido una hoja
llamada (4A) “Cómo calcular
la potencia y el costo de
operación.” Puede copiarla
y distribuir las copias. Esa
hoja muestra por qué, con las
bombas más grandes, debe
seleccionar la que tenga la
mejor eficiencia.
CURVA DE EFICIENCIA
METROS
PIES
800
80
2
700
70
600
60
72%
200
150
100
50
0
1
500
50
400
40
300
30
200
20
100
10
0
0
100
0
20
200
40
300
60
400
80
500
100
120
600
140
GPM
Eficiencia — %
ALTURA DINÁMICA TOTAL
250
0
m3/h
CAPACIDAD
Cómo calcular la potencia y el costo
de operación
BHP = Caballos de fuerza al freno
G. E. = Gravedad específica del agua (= 1)
1 HP = 746 Vatios
3960 = Constante
WATTS = Voltios × Amps
Nota: ningún motor tiene 100% de eficiencia, por lo que se dice que 1 HP = 1000 vatios, o 1
kilovatio (1 KW).
La fórmula para calcular los caballos de fuerza al freno es:
GPM x Altura dinámica total (TDH) x G.E.
3960 x Eficiencia (decimal)
Seleccione una bomba sumergible para la siguiente aplicación:
100 GPM a 375 pies TDH, 460 V
Hay varias que pueden usarse en esta aplicación:
90L15-1165% de eficiencia, motor de 15 HP (14.8 HP)
100H15-867% de eficiencia, motor de 15 HP (16.4 HP)
150H15-667% de eficiencia, motor de 15 HP (14.1 HP)
5CLC015-9
74% de eficiencia, motor de 15 HP (12.8 HP)
Nota: Impulsor ajustado a 375’ TDH.
90L15 =14.8 HP
5CLC015
Costo =$4,600
5CLC015 = 12.8 HP
90L15
Costo = 4,280
Diferencia =2.0 HP�����������������������������
Diferencia de costo����������
=$ 320
Supondremos que 1 kilovatio hora (KWH) cuesta $0.10. Se multiplica la diferencia de 2.0 HP por
$0.10, y el ahorro de costo es de $0.20 por hora. Si la bomba trabaja 10 horas diarias, los ahorros
de costo son de $2.00 por día. En 30 días, los ahorros son de $60. Si dividimos la diferencia de
costo de las bombas entre los ahorros diarios de costo ($360/$2.00) llegamos a la conclusión que la
diferencia de precio se paga en 160 días.
Ejemplo 5
Encuentre el punto de 350
GPM a 300 pies. ¿Cuál es
la eficiencia? La respuesta
correcta es 70%. Cuando la
capacidad/altura que quiere
usted usar queda entre dos
curvas de HP, la curva que
siempre se debe usar es la que
está arriba, o sea la de mayor
potencia.
Hemos decidido usar la
bomba de 40 HP, y la
altura requerida es de 300
pies. Debemos instalar una
válvula reguladora, y bajar
la capacidad de la bomba a
350 GPM. Si no lo hacemos,
la bomba trabajará con una
capacidad de 420 GPM.
Para determinar lo anterior,
volvamos a localizar 350
GPM a 300’. Desde este punto
vamos en dirección horizontal
hacia la derecha hasta tocar
la línea H-Q de 40 HP. Una
bomba siempre opera en algún
punto de su curva. A 420
GPM ¿cuál es la eficiencia de
la bomba? 72%.
Hay otra consideración,
llamada empuje ascendente,
que se puede presentar cuando
la bomba trabaja con descarga
abierta. Nótese que cada curva
termina justo al pasar los
575 GPM. Bajo condiciones
normales, el empuje de una
bomba sumergible es hacia
abajo, hacia el motor. Cuando
los flujos son demasiado
altos, lo que se debe a que
no hay suficiente altura
sobre la bomba, este empuje
se altera y va en dirección
contraria, porque el impulsor
no desarrolla la altura
suficiente. A eso se le llama
empuje ascendente. Para
evitarlo, instale una válvula de
regulación en la bomba que la
mantiene a 575 GPM cuando
la bomba trabaje con descarga
abierta.
CURVAS MÚLTIPLES DE DESEMPEÑO
ALTURA DINÁMICA TOTAL
250
200
150
PIES
800
80
700
70
600
60
70%
50 HP/5 STG.
50
500
40 HP/4 STG.
40
400
100
50
300
200
0
20
20 HP/2 STG.
100
0
30
30 HP/3 STG.
10
10 HP/1 STG.
0
100
0
20
Eficiencia — %
METROS
200
40
300
60
400
80
500
100
600
120
140
GPM
0
m3/h
CAPACIDAD
Ejemplo 6
La siguiente curva muestra
la altura en función de la
capacidad, y también la altura
de succión.
La parte superior izquierda
de la curva se divide en dos
partes. Localice 4 GPM y suba
verticalmente. Si su altura de
succión es de 20’ ó 25’, la
bomba desarrollará una altura
de 114 pies. Si su altura de
succión es de 5’, 10´ ó 15’, la
bomba desarrollará un poco
más: 119 pies.
METROS
Las curvas verticales de la
derecha también se relacionan
con la altura de succión en
incrementos de 5’. Localice
45 GPM a 70’. Esta bomba
funcionará si la altura de
succión es de 22’ o menor.
Recuerde que a medida que
aumenta su capacidad, baja su
manejo de alturas de succión.
Localice de nuevo 45 GPM
a 70’. Está usted a la derecha
de la curva de 20’ de altura
de succión. El modelo con
la siguiente potencia mayor
podrá ser la bomba que
cumpla con este requisito.
5’, 10’, 15’
35
20’, 25’
110
ALTURA DINÁMICA TOTAL
Cuando se considera la
capacidad en galones por
minuto, y la altura de succión
que está usted tratando de
superar, debe permanecer a la
izquierda de la curva vertical
de succión.
PIES
120
30
Siempre mostramos lo que
la bomba hará en todos
los puntos de la curva. No
recomendaríamos seleccionar
esta bomba para trabajar con
menos de 16 galones por
minuto.
H-Q
100
90
25
80
70
20
60
15
50
40
10
5
30
20
25’
20’ 15’
10’
5’
10
0
0
0
0
4
8
2
12
16
20
4
24
28
6
32
36
8
40
44
10
CAPACIDAD
10
48
52
12
56
60
14
64
68
GPM
16 m3/h
Ejemplo 7
Tenemos una nueva curva
llamada BHP (caballos de
fuerza al freno). Los caballos
de fuerza al freno se grafican
a la derecha, después de la
escala de eficiencia.
A continuación vaya en
dirección horizontal hasta la
derecha, para ver la potencia
requerida. En este caso es de
3.1 HP. El motor que se usa
es de 3 HP con un factor de
servicio de 1.15 (3 × 1.15 =
3.45). En realidad se dispone
de 3.45 HP para usar.
Localice 110 GPM a 71’. De
este punto baje verticalmente
hasta tocar la curva BHP.
Localice 110 GPM a 71’ de
nuevo. ¿Cuál es la eficiencia?
El valor correcto es de 66%.
CURVAS MÚLTIPLES DE DESEMPEÑO
MODELO 3656 SP 3500 RPM
ALTURA DINÁMICA TOTAL
METROS
Modelo 3656 SP
3HP ODP
5 1/8 dia. Imp.
PIES
30
100
25
80
H-Q
EFF. BHP
%
70
20
60
60
EFF.
15
LIFT 20’
6.1m
40
15’
4.6 m
50
10’
5’
3.1 m 1.5 m
10
40
4
30
3
20
2
10
1
3.1
BHP
5
0
20
0
0
0
20
5
40
10
60
80
15
100
20
120
25
140
30
GPM
m3/h
CAPACIDAD
11
Ejemplo 8
La siguiente gráfica muestra una
curva para una bomba centrífuga.
la instalación manejar la capacidad
adicional? También observe que
la eficiencia (EF), los caballos de
fuerza al freno (BHP) y la altura
neta positiva de succión requerida
(NPSHR) cambian también si la
capacidad es de 80 GPM.
Localice 70 GPM a 56 pies. Como el
punto que necesitamos se encuentra
por debajo de la curva de altura en
función de la capacidad, la bomba
trabajará más de lo que necesitamos.
Localice 70 GPM a 56 pies, de
nuevo.
Si se usa una válvula de regulación
en el lado de descarga de la bomba,
se puede ajustar la capacidad a 70
GPM usando el impulsor estándar.
Suba verticalmente desde 70 GPM
hasta llegar a la curva. La bomba
desarrollará 58½ pies. ¿Podrá
la instalación manejar esa altura
adicional?
Podemos hacer que la bomba haga
exactamente lo requerido, ajustando
el impulsor en forma adecuada.
Esto determinará una nueva curva
para la bomba, la cual correrá
aproximadamente en paralelo a la
curva de la figura y pasará por el
punto requerido, es decir, de 70
GPM a 56 pies.
¿Cuál es la eficiencia? La respuesta
correcta es 70.5%.
¿Cuál es la potencia al freno
requerida? La respuesta correcta es
1.5 BHP.
¿Cuál es la altura neta positiva de
succión requerida?
NPSHR = 2.2 pies. Deberá usted
determinar la NPSHA.
Recuerde que si ajusta el impulsor,
hará que la bomba trabaje
exactamente de acuerdo con sus
necesidades de 70 GPM a 56 pies.
(Siempre hay que proporcionar la
altura y capacidad requerida al pedir
la bomba.)
¿Qué sucede si no ajustamos el
impulsor para satisfacer nuestros
requisitos exactos? La bomba
trabajará en algún lugar de la curva.
Como nuestra necesidad de altura es
de 56 pies, siga en este punto hacia
la derecha hasta llegar a la curva. La
capacidad es de 80 GPM. ¿Puede
NPSHA = Altura neta positiva de
succión disponible.
La NPSHA debe ser mayor que la
NPSHR para que trabaje la bomba.
PIES
Modelo 3756 - 2HP TEFC
11/2 x 2-8 S
1750 RPM - 73/4 dia. Imp.
H-Q
60
¿Qué otra información se muestra?
Eficiencia, potencia al freno y altura
positiva neta de succión requerida.
Todos esos valores se indican en el
lado izquierdo del diagrama.
55
EFF. %
50
12
45
35
BHP
40
NPSH
80
70
6.0
3.0
60
30
5.0
2.5
50
25
4.0
2.0
40
20
3.0
1.5
30
15
2.0
1.0
20
10
1.0
0.5
10
5
0.0
0.0
0
0
EFF.
BHP
NPSHR
0
10
20
30
40
50
60
70
GALONES POR MINUTO
80
90
100
110
120
Ejemplo 8
continuación
Principios de bombas centrífugas
ALTURA NETA POSITIVA DE SUCCIÓN (NPSH) Y CAVITACIÓN
El Instituto Hidráulico define
la NPSH como la altura total
de la succión en pies absolutos
determinada en la boca de succión
y corregida por el nivel de
comparación, menos la presión de
vapor del líquido en pies absolutos.
En otras palabras, es un análisis
de las condiciones de energía en el
lado de succión de una bomba para
determinar si el líquido se evapora
en el punto de presión mínima
dentro de la bomba.
La presión que ejerce un líquido
sobre lo que lo rodea depende
de su temperatura. Esa presión,
llamada presión de vapor, es una
característica propia de cada fluido,
y aumenta con la temperatura.
Cuando la presión del vapor dentro
del fluido llega a la presión del
medio que lo rodea, el fluido se
comienza a evaporar, o a hervir. La
temperatura a la que empieza esa
evaporación disminuye a medida que
disminuye la presión del medio que
la rodea.
Un líquido aumenta mucho de
volumen al evaporarse. Un pie
cúbico de agua a temperatura
ambiente se transforma en 1700
pies cúbicos de vapor a la misma
temperatura.
Es obvio entonces que si se quiere
bombear un fluido de manera eficaz,
se debe mantenerlo en su estado
líquido. La NPSH es simplemente
una medida de la cantidad de altura
que hay en la succión para evitar esa
evaporación en el punto de presión
mínima que haya en la bomba.
La NPSH requerida es una función
del diseño de la bomba. Cuando
el líquido pasa de la succión de la
bomba al ojo del impulsor, aumenta
su velocidad y disminuye su presión.
También hay pérdidas de presión
debidas a choques y turbulencias,
cuando el líquido pega contra el
impulsor. La fuerza centrífuga de las
aspas del impulsor aumenta más la
velocidad del líquido y disminuye
su presión. La NPSH requerida es
la altura positiva, en pies absolutos,
requerida en la succión de la bomba
para superar esas caídas de presión
en misma, y mantener al líquido
arriba de su presión de vapor. Su
valor varía con la velocidad y la
capacidad para cada bomba en
particular. Las curvas del fabricante
de la bomba suelen mostrar esta
información.
La NPSH disponible (NPSHA),
es una función del sistema en el
que trabaja la bomba. Es el exceso
de presión del líquido, en pies
absolutos, sobre su presión de
vapor, cuando llega a la succión de
la bomba. La Fig. 4 muestra cuatro
sistemas típicos de succión, con las
fórmulas correspondientes de NPSH
disponible. Es importante corregir
los valores por la gravedad específica
del líquido, y convertir todos los
términos a “pies absolutos” cuando
se usan esas fórmulas.
En un sistema existente se puede
determinar la NPSH disponible
con un manómetro instalado en
la succión de la bomba. Aplica la
fórmula siguiente:
NPSHA = PB − Vp ± Gr + hv
En donde
Gr = Indicación del manómetro
en la succión de la bomba,
expresada en pies (más, si
la presión es mayor que
la atmosférica, menos si
es menor) corregida al eje
central de la bomba.
hv = Altura de la velocidad en
el tubo de succión en la
conexión del manómetro,
expresada en pies.
Cavitación es un término con el
que se describe el fenómeno que
se presenta en una bomba cuando
hay insuficiente NPSH disponible.
La presión del líquido se reduce
hasta un valor igual o menor que su
presión de vapor, y se comienzan
a formar pequeñas burbujas o
bolsas de vapor. Al pasar esas
burbujas de vapor por las aspas
del impulsor, y llegar a una zona
de mayor presión, colapsan de
inmediato. El aplastamiento, colapso
o “implosión” es tan rápido que se
puede oír como un golpeteo, como
si se estuviera bombeando grava.
Las fuerzas durante el colapso en
general son suficientemente grandes
como para causar la formación de
bolsas diminutas de falla por fatiga
sobre las superficies de las aspas
del impulsor. Esta acción puede ser
progresiva, y bajo condiciones graves
puede causar grandes daños por
picaduras en el impulsor.
El ruido que se produce es la forma
más fácil de reconocer la cavitación.
Además de dañar al impulsor, la
cavitación suele reducir la capacidad
debido al vapor que hay en la
bomba. También puede reducir la
altura, ser inestable, y el consumo de
potencia volverse errático. Además,
se pueden presentar vibraciones y
daños mecánicos, como por ejemplo
falla de cojinetes, al operar con
cavitación.
La única forma de evitar los efectos
indeseables de la cavitación es
asegurarse de que la NPS disponible
en el sistema sea mayor que la NPSH
requerida por la bomba.
13
Ejemplo 8
continuación
Principios de bombas centrífugas
ALTURA NETA POSITIVA DE SUCCIÓN (NPSH) Y CAVITACIÓN
4a SUMINISTRO A LA SUCCIÓN ABIERTA
A LA ATMÓSFERA – con succión elevada
4b SUMINISTRO A LA SUCCIÓN ABIERTA
A LA ATMÓSFERA – con succión ahogada
PB
CL
PB
NPSHA = PB + LH – (VP + hf)
LH
LS
CL
NPSHA = PB – (VP + LS + hf)
4c SUMINISTRO A LA SUCCIÓN CERRADO
– con succión ahogada
4d SUMINISTRO A LA SUCCIÓN CERRADO
– con succión ahogada
p
LS
NPSHA = p + LH – (VP + hf)
LH
CL
NPSHA = p – (LS + VP + hf)
CL
p
PB = Presión barométrica, en pies absolutos.
VP = Presión de vapor del líquido, a la máxima temperatura de bombeo, en pies absolutos (vea la página 16).
p = Presión sobre la superficie del líquido en el tanque cerrado de succión, en pies absolutos.
LS = Altura estática máxima negativa de la succión, en pies.
LH = Altura estática mínima de la succión, en pies.
hf = Pérdida por fricción en el tubo de succión a la capacidad requerida, en pies.
Nota: Vea la gráfica de presión de vapor en un manual técnico.
14
Ejemplo 8
continuación
Principios de bombas centrífugas
PRESIÓN DE VAPOR DEL AGUA
35
Presión de vapor en pies de agua
30
Deducir la presión en pies de
agua de la cabeza máxima de
succión permisible al nivel del
mar.
25
20
15
10
5
40
60
80
100
120
140
160
Temperatura del agua en °F.
180
200
220
15
Ejemplo 9
La siguiente curva es la de una
bomba centrífuga que contiene
información que ya hemos
discutido pero que se presenta
en un formato distinto.
manera adecuada el diámetro
del impulsor para cumplir con
nuestro requisito, porque la
bomba con un impulsor de
diámetro 515⁄16 supera nuestras
necesidades.
Se trata de una bomba modelo
3656, 1½ × 2-6 ODP.
bomba alcanzará solo 109
pies.
¿Puede el equipo manejar la
altura faltante?
Recuerde que al reducir el
impulsor hasta el diámetro
adecuado podemos ajustar
el desempeño de la bomba a
los 140 GPM a 95 pies que
necesitamos. (Los requisitos de
altura y capacidad siempre se
deben proporcionar al pedir la
bomba.)
¿Qué sucede si instalamos
la bomba sin reducir el
diámetro el impulsor? La
altura necesaria es de 95 pies.
Si seguimos la línea de 95 pies
hacia la derecha hasta llegar
a la curva, encontramos una
capacidad de 157 GPM.
1½ = Tamaño de la descarga,
en pulgadas.
2 = Tamaño de la succión,
en pulgadas.
6 = Diámetro básico del
impulsor, en pulgadas.
La curva superior de altura
en función de la capacidad
representa un impulsor
con diámetro real de 515⁄16
pulgadas.
Veamos de nuevo nuestros
requisitos originales: 140
GPM a 95 pies. ¿Qué potencia
al freno se necesita? Un poco
menos que 5 HP. ¿Cuál es
la eficiencia correcta? 71%.
¿Cuál es la NPSHR? 13 pies es
la correcta.
Si usamos una válvula
reguladora del lado de
descarga de la bomba,
podemos regular su capacidad
a 140 GPM con el impulsor
normal. Partiendo de 140
GPM y subiendo verticalmente
hasta la curva, vemos que la
Nuestra necesidad es bombear
140 GPM de líquido a 95
pies. Podemos reducir de
CURVAS DE OPERACIÓN DE LOS MODELOS 3656/3756
METROS
ALTURA DINÁMICA TOTAL
50
PIES
NPSHR 5.5’
160
EFF.
40
6’
50
60
5 15/16 dia.
7’
65
Modelo 3656/3756
11/2 x 2-6
3500 RPM
Group “S”
8’
10’
70
12’
14’
72
40
16’
73
120
72
5 1/8 dia.
30
18’
20’
70
65
60
80
20
10
50
5H
P
40
3H
0
0
0
0
16
20
60
40
10
80
100
20
CAPACIDAD
120
140
30
160
P
180 GPM
40 m3/h
Ejemplo 10
Para comprender mejor la
potencia al freno que aparece
en estas dos curvas, tenga
en cuenta lo siguiente: la
potencia al freno (caballos de
fuerza al freno) (BHP) es la
potencia real que se entrega al
eje de la bomba. La fórmula
para calcular la potencia al
freno es
Compare las dos curvas a
150 galones por minuto. La
potencia aparece allí, así que
no tiene que calcularlo. La
cuadrícula es para un motor
abierto a prueba de goteo
(ODP), que tiene un factor de
servicio de 1.15.
Potencia al freno =
5.75 HP disponibles
El impulsor de 515⁄16” de
diámetro a 150 GPM usa más
de 5 HP, pero no rebasa los
5.75 HP.
BHP =
150 x 100 x 1.0 = 5.37 BHP
3960 x 70.5%
5 HP x 1.15 FS =
GPM x Pies de altura x G.E.
3960 x Eficiencia de la
bomba
CURVAS DE OPERACIÓN DE LOS MODELOS 3656/3756 GRUPO S
METROS PIES
ALTURA DINÁMICA TOTAL
50
NPSHR 5.5’
160
EFF.
40
6’
50
60
5 15/16 dia.
7’
65
8’
70
Modelo 3656/3756
11/2 x 2-6
3500 RPM
Group “S”
10’
12’
14’
72
40
73
120
72
18’
20’
70
5 1/8 dia.
30
16’
65
60
80
20
50
10
5H
40
3H
0
0
0
0
20
60
40
10
80
100
20
120
140
30
160
P
P
180 GPM
40 m3/h
CAPACIDAD
17
Ejemplo 11
Ahora vea la gráfica de un
motor totalmente cerrado
enfriado por aire (TEFC).
El impulsor con diámetro de
55⁄8” a 150 GPM no rebasa la
línea de 5 HP.
Un motor TEFC tiene un
factor de servicio de 1.0.
BHP =
150 x 82 x 1.0 = 4.64 BHP
3960 x 67%
5 HP x 1.0 FS =
5 HP disponibles
CURVAS DE DESEMPEÑO DE LOS MODELOS 3656/3756
GRUPO “S”
METROS
ALTURA DINÁMICA TOTAL
50
NPSHR 5.5’
PIES
6’
EFF.
40
160
Modelo 3656/3756
11/2 x 2-6
3500 RPM
Group “S”
7’
50
60
8’
10’
12’
70
65
72
40
14’
5 5/8 dia.
120
16’
72
18’
20’
70
30
65
4 3/4 dia.
80
60
20
10
50
5H
40
3H
0
0
0
0
20
60
40
10
80
100
20
CAPACIDAD
18
120
140
30
160
P
P
180 GPM
40 m3/h
Ejemplo 12
CURVA DE ALTURA DEL SISTEMA DE BOMBEO
Una curva de altura del
sistema de bombeo es la forma
más fácil y exacta de decidir
cual es la bomba que mejor
se adapta a una aplicación.
Los factores que se usan para
trazar una curva de altura del
sistema son los galones por
minuto, datos de pérdidas por
fricción y tamaño de tubería,
altura total (elevación o
inmersión en agua) y presión
deseada (expresada en pies).
Para poder escoger la mejor
bomba para un determinado
trabajo se debe proporcionar
algunos datos.
Veamos un sistema de
irrigación con 50 gpm.
Nivel de bombeo – 250’ a 50
gpm.
Conjunto de bombeo – 280’
Profundidad del pozo – 300’
Se necesitan 50 psi (115’) para
que funcionen las cabezas de
aspersión.
La distancia al 1er. ramal es
1000’.
La única variable o elemento
controlable es la pérdida por
fricción en el tubo, que varía
con el tamaño del tubo. No
podemos cambiar el flujo,
ni los niveles de bombeo, la
presión o la longitud del tubo.
Veremos la diferencia entre
usar tubos de 1½”, 2” y 3”.
Se tienen 1000’ de tubo al
mismo nivel y 280’ de tubo de
bajada, que dan una longitud
total del tubo de 1280’. Se
dividen los 1280 entre 100,
porque las tablas F.L. indican
la pérdida por 100’ de tubo, y
se obtiene un multiplicador de
12.8.
Se suma la altura total a la
F.L. para calcular la TDH.
Se grafica el flujo-TDH en
cualquier curva, para obtener
la curva de altura de ese
sistema.
Nivel de bombeo250’
PSI en pies
115’
Altura total
365’
Pérdidas por fricción +
= TDH
Más 365’
amaño GPM Pérdidas por fricción
T
Por
del tubo
/100’ de 1½” Diám.
12.8
de altura total
1½”
306.26
80445
1½”
5016.45210
575 TDH
1½”
70
31.73406
771
amaño GPM Pérdidas por fricción
T
Por
Más 365’
del tubo
/100’ de 2” Diám.
12.8
de altura total
2”
301.8123
388
2”
504.6760
425 TDH
2”
70
8.83113478
amaño GPM Pérdidas por fricción
T
Por
del tubo
/100’ de 3” Diám.
12.8
3”
30
.264
3”
50
.66
9
3”
701.2416
Puede ver que hay una gran
diferencia de TDH, debido
al tubo que se está usando. El
tubo de 1½” necesitaría una
bomba de 15 hp, mientras que
los tubos de 2” y de 3” pueden
usar una de 7.5 hp. El tubo de
2” proporcionará 46 gpm y el
de 3”, 53 gpm. La diferencia
de 7 gpm equivale a 420 gph,
ó 10,800 gpd. Si usted no
necesita el agua adicional,
use el tubo de 2”, que le sale
más barato. Si necesita toda
el agua que pueda obtener,
compre el tubo de 3” y será
Más 365’
de altura total
369
374 TDH
381
mucho menos costoso durante
la vida del tubo, que si usa una
bomba más grande. Nunca ha
habido ningún cliente que haya
querido menos agua en un año
que en el año anterior. Un tubo
grande tiene capacidad para
más flujo, si es necesario.
19
Ejemplo 12
continuación
Tubo de plástico: pérdida por fricción (en pies de altura) por 100 pies.
3
1
3
GPM GPH
⁄8”
⁄2”
⁄4”
1”
11⁄4”
11⁄2”
2”
21⁄2”
3”
pie
pie
pie
pie
pie
pie
pie
pie
pie
251,500
38.41
9.714.441.29
.54
.19
301,80013.626.261.81
.75
.26
352,10018.17
8.372.421.00
.35
402,40023.5510.70
3.111.28
.44
452,70029.4413.46
3.841.54
.55
50
3,00016.454.671.93
.66
60
3,60023.486.602.71
.93
704,200
31.73
8.83 3.661.24
804,80011.434.671.58
Cantidad equivalente de pies de tubo recto para diferentes conexiones
Tamaño de las conexiones, pulg. 1⁄2” 3⁄4” 1” 11⁄4” 11⁄2” 2” 21⁄2” 3” 4” 5” 6” 8” 10”
Codo de 90°1.52.02.7 3.54.3 5.56.5 8.010.014.0152025
Codo de 45°
0.81.01.31.72.02.5 3.0 3.8 5.06.3 7.1 9.412
Codo de radio largo1.01.41.72.32.7 3.54.2 5.2 7.0 9.011.014.0
Codo cerrado de 180º
3.6 5.06.0 8.310.013.015.018.024.0 31.0 37.0 39.0
Te - recta122
3
34
5
Te - entada o salida lateral, 3.34.5 5.7 7.6 9.012.014.017.022.027.0 31.040.0
o adaptador sin huecos
Válvula de bola o de globo ab.17.022.027.0 36.043.0 55.067.0 82.0110.0140.0160.0220.0
Válvula de ángulo abierta
8.412.015.018.022.028.0 33.042.0 58.0 70.0 83.0110.0
Válvula de compuerta 0.4 0.5 0.6 0.81.01.21.41.72.32.9 3.54.5
totalmente abierta
Válvula de retención
4
5
7
91113162026 33 39 5265
(horizontal)
Válvula de retención en línea 46
812141923 3243 58
(resorte) o válvula de pie
20
Ejemplo 12
continuación
METROS
250
PIES
5
800 5GS1
0
0–
225
29
MODELO 55GS
TAMAÑO COMP.
RPM 3450
11/2” Tubo
ETA
700
PA
S
55
200
ALTURA DINÁMICA TOTAL
175
50
600 55GS7
5–
150
500
125
400
22 E
45
TAP
A
S
40
2” Tubo
55GS
50 –
35
15 ET
APAS
3” Tubo
30
100
25
300
55GS30
75
50
25
0
% EFF
60
– 9 ETAP
AS
20
200 55GS20 – 7 ET
APAS
15
55GS15 – 5 ETAPAS
10
100
5
0
0
0
40
20
5
10
CAPACIDAD DE FLUJO
0
100 GPM
80
60
15
20 m3/hr
21
Ejemplo 13
CURVA DE ALTURA DINÁMICA DE UN SISTEMA DE AGUAS NEGRAS
La curva de altura dinámica
del sistema puede estar
muy pronunciada cuando la
pérdida por fricción forma
una mayor parte de la altura
dinámica total. Éste fenómeno
se puede ver con claridad en
un sistema de alcantarillado.
Elevación total 20’.
200’ de un tubo de 2”.
3 baños.
Bomba para sólidos de 2”.
Como puede ver, la curva
trazada del sistema cruza las
curvas de 5 bombas. Por lo
tanto, podrá escoger la mejor
bomba para esa aplicación,
o decir con exactitud cuánto
bombeará cada una en una
situación específica. Es
importante que los clientes
sepan que siempre pueden
escoger entre más de una
bomba para cada aplicación.
Asimismo demuestra la
importancia de determinar de
manera adecuada el tamaño
del tubo en función del flujo,
con el fin de ahorrar potencia
y energía eléctrica.
Tubo de PVC de 2” × 200’ de
longitud.
Altura de descarga de 20’
(elevación vertical).
Se necesita bombear cuando
menos 30 gpm con sólidos de
2”.
GPM
Pérdidas por +Altura de
= TDH
x 200
=
fricción a GPM
100
descarga (elevación) (altura dinámica total)
20
.8621.7220’22’
301.812
3.6220’24’
40
3.1126.2220’26’
504.672
9.3420’29’
606.6213.220’
33’
8011.43222.8620’43’
10017.02
3420’
54’
12024.6249.220’69’
METROS PIES
100
30
SERIE: 3887BHF
SOLIDOS DE 2"
RPM: 3500
Impulsor Cerrado
90
ALTURA DINÁMICA TOTAL
25
80
70
20
60
15
10 GPM
WS
20
WS
F
15
BH
F
5
Las bombas
trabajan donde se
cruzan la curva
de la bomba y la
curva del sistema.
Mientras más
largo sea el tubo
de descarga, más
empinada la curva.
50 W
S10
B
HF
40
10
5 PIES
BH
30
20
WS0
7BH
F
WS0
5BHF
WS03
BHF
10
0
0
0
0
22
20
Esta curva indica
que se podrían usar
5 bombas distintas
para bombear entre
33 gpm a 25’ de
TDH y 100 gpm a
55’ de TDH.
40
10
60
80
100
120
140
160
20
30
CAPACIDAD DE FLUJO
180
40
200
220
240 U.S. GPM
50
m3/h
Notas
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