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1.-PUNTO DE MEJOR EFICIENCIA (BEP)
Peridas Internas
*Perdidas volumetricas-Recirculacion interna en anillas y cojinetes degastados
Perdidas Externas
2.-CALCULO DE LA POTENCIA DE UNA BOMBA
La elevacion estatica de una altura a otra, puede calcularse:
Donde:
*Ph = Potencia electrica (KW)
*q = Capacidad de Caudal (m3/h)
*g = Gravedad (9.81 m/s2)
*h = Altura diferencial (m)
Potencia de la bomba en el Eje
CALCULO PARA PROCESOS CON BOMBAS CENTRIFUGAS
Las bombas centrífugas son equipos omnipresentes en la vida diaria, y conocer la ingeniería de su funcionamiento proporciona interesantes oportunidades para la mejora de los procesos.
Una bomba no convierte la energia cintica a energia de presion.Alguna energia es siempre perdida interna y externamente en la bomba
*Perdidas Hidraulicas-Friccion del disco en el impulsor, perdidas debidas al rapido cambio de direccion y velocidad a traves de la bomba
*Perdidas Mecanicas- friccion en sellos y rodamientos. La eficiencia de la bomba en el punto de diseño es normalmente maxima y se llama el punto de Mejor Eficiencia (Best Effciency Point-BEP)
La potencia hidraulica ideal de una bomba hidraulica depende del caudal, de la densidad del liquido y de la altura diferencial.
Ph(kW) = q ρ g h / (3.6 106) (1)
* ᵨ = Densidad del fluido (Kg/m3)
La potencia del eje requerida para ser transferida desde el motor al eje de la bomba- depende de la eficiencia de la bomba y puede calcularse como:
Donde:
*Ps =Potencia del eje (w)
El caballo de la potencia hidráulica se puede calcular como:
Donde
Ejemplo - El agua de bombeo de alimentación
1 m3/h agua se bombea a una altura de 10 m. La potencia de la bomba teórico se puede calcular como:
Calculadora de bomba - SI-unidades
135
1000
9.81
33
0.6 η - Eficiencia de la bomba
Potencia Hidraulica 12.14 KW 16.27 bhp
Potencia En El Eje 20.23 KW 27.11 bhp
Potencia en el eje Necesario para el Bombeo
Ps = Ph / ɳ
* ɳ = Eficiencia de la bomba
Ph(hp) = Ph(kW) / 0.746 (2)
Ph(hp) = potencia hidráulica (hp)
Ph(kW) = (1 m3/h) (1000 kg/m3) (9.81 m/s2) (10 m) / (3.6 106)
= 0.027 kW
q -Capacidad de Caudal (m3/h)
ρ - Densidad del fluido (kg/m3)
g - Gravedad (m/s2)
h - Altura diferencial (m)
3.- ENERGIA GANADA POR UN FLUIDO
La potencia ganada por el fluido de una bomba o ventilador puede ser expresado como:
P = m w
Donde:
*P = Potencia
*m = Caudal masico
*w = Trabajo especifico
Trabajo Especifico
El trabajo especifico - w - puede expresarse como:
w = g h
Donde :
*h = altura
*g = Aceleracion de la gravedad
Caudal Masico
El caudal masico -m- puede expresarse:
Donde:
* = Densidadᵨ
*Q = Caudal Volumetrico
m = ᵨ Q
La potencia ganada por el fluido de una bomba o ventilador puede expresarse como
Donde :
La ecuacion de la potencia puede modificarse de forma que la potencia ganada por el fluido de una bomba o ventilador puede expresarse como:
Ya que la altura puede expresarse como:
En consecuemcia
P = Q (p2 - p1)
Donde:
*P = Potencia
*m = Caudal masico
*w = Trabajo especifico
4 .- CALCULOS DE PAR Y VELOCIDAD EN BOMBAS CENTRIFUGAS
El par puede expresarse como :
T = K n2
Donde:
*T = Par (Nm. Lbt ft)
*K = Constante
*n = Velocidad de la bomba (rpm)
*P = Ptencia (KW)
5 .- CALCULO DEL TRABAJO ESPECIFICO DE UNA BOMBA O VENTILADOR
Donde:
LEY DE LA AFINIDAD
ɣ = gᵨ
ɣ = Peso Especifico
P = ɣQh
h = (p2 - p1) / ɣ
La caracteristica teorica de una bomba centrifuga es una parabola que comienza en el origen y es proporcional al cuadro de la velocidad
El trabajo específico de una bomba o ventilador trabajando con un fluido incompresible puede expresarse de la siguiente forma:
w = (p1 – p2) /p
w = Trabajo específico (Nm/kg = J/kg = m2/s2)
p = Presión (N/m2)
p = Densidad (kg/m3)
EJEMPLO DE CALCULOS
PASO 1
De la curva de rendimiento, tabulamos el rendimiento a 3.550 rpm.
PASO 2
* 4.000/3.550 = f = 1,13
PASO 3
Calculamos las nuevas condiciones a 4.000 rpm de:
Las leyes de afinidad se usan en hidráulica para expresar las relaciones entre las variables de una bomba o el rendimiento del ventilador (tales como altura, caudal volumétrico, velocidad del eje) y potencia. Se aplican a bombas, ventiladores y turbinas hidráulicas. En estos implementos rotatorios, las leyes de afinidad se aplican tanto a caudales centrífugos como axiales.
Las leyes de afinidad son útiles para predecir las características de descarga de altura de una bomba o ventilador desde una característica conocida medida a una velocidad diferente o diámetro del impulsor. El único requerimiento es que las dos bombas o ventiladores son dinámicamente similares, por lo que el ratio del fluido forzado es el mismo
Se usan para recalcular el rendimiento de una bomba al cambiar de una velocidad a otra. La ley afirma que para condiciones similares de caudal (es decir, sustancialmente la misma eficiencia) la capacidad variará directamente con el ratio de la velocidad y/o el diámetro del impulsor y la altura con el cuadrado de este ratio en el punto de mejor eficiencia. Otros puntos que queden a la izquierda o derecha del punto de mejor eficiencia corresponderán similarmente. El punto de corte de la bomba usualmente se determina por las condiciones de succión de la bomba. A partir de esta definición, las fórmulas siguientes pueden ser usadas para recalcular el rendimiento de la bomba con el diámetro del impulsor o cambio de velocidad.
Una bomba operando a 3.550 rpm tiene un rendimiento como el que se muestra en la línea sólida de la figura anterior. Calcular el nuevo rendimiento de la bomba cuando la velocidad de operación se incrementa a 4.000 rpm.
Establecemos los factores de corrección para la operación a 4.000 rpm.
* f2 = 1,27
* f3 = 1,43
* Q2 = Q1 X 1,13
* H2 = H1 X 1,27
* bhp2 = bhp1 X 1,43
1 m3/h agua se bombea a una altura de 10 m. La potencia de la bomba teórico se puede calcular como:
Calculadora de bomba - Unidad Imperiales
600 q -Capacidad de Caudal (gpm)62.4
32.174 g - Gravedad (ft/s2)110
0.6 η - Eficiencia de la bomba
Potencia Hidraulica 36.81 KW 49.32 bhp
Potencia En El Eje 61.35 KW 82.20 bhp
Potencia en el eje Necesario para el Bombeo
ρ - Densidad del fluido (lb/ft3)
h - Altura diferencial (ft)
La ecuacion de la potencia puede modificarse de forma que la potencia ganada por el fluido de una bomba o ventilador puede expresarse como:
Las leyes de afinidad se usan en hidráulica para expresar las relaciones entre las variables de una bomba o el rendimiento del ventilador (tales como altura, caudal volumétrico, velocidad del eje) y potencia. Se aplican a bombas, ventiladores y turbinas hidráulicas. En estos implementos rotatorios, las leyes de afinidad se
Las leyes de afinidad son útiles para predecir las características de descarga de altura de una bomba o ventilador desde una característica conocida medida a una velocidad diferente o diámetro del impulsor. El único requerimiento es que las dos bombas o ventiladores son dinámicamente similares, por lo que el ratio
Se usan para recalcular el rendimiento de una bomba al cambiar de una velocidad a otra. La ley afirma que para condiciones similares de caudal (es decir, sustancialmente la misma eficiencia) la capacidad variará directamente con el ratio de la velocidad y/o el diámetro del impulsor y la altura con el cuadrado de este ratio en el punto de mejor eficiencia. Otros puntos que queden a la izquierda o derecha del punto de mejor eficiencia corresponderán similarmente. El punto de corte de la bomba usualmente se determina por las condiciones de succión de la bomba. A partir de esta definición, las fórmulas siguientes pueden ser usadas para recalcular el rendimiento de la bomba con el diámetro del impulsor o cambio de velocidad.
Una bomba operando a 3.550 rpm tiene un rendimiento como el que se muestra en la línea sólida de la figura anterior. Calcular el nuevo rendimiento de la bomba cuando la velocidad de operación se incrementa a
Liquid
Acetic Acid
Acetone
Acetonitrile
Alcohol, ethyl (ethanol)
Alcohol, methyl (methanol)
Alcohol, propyl
Ammonia (aqua)
Aniline
Automobile oils
Beer (varies)
Benzene
Benzil
Brine
Bromine
Butyric Acid
Butane
n-Butyl Acetate
n-Butyl Alcohol
n-Butylhloride
Caproic acid
Carbolic acid
Carbon disulfide
Carbon tetrachloride
Carene
Castor oil
Chloride
Chlorobenzene
Chloroform
Chloroform
Citric acid, 50% aqueous solution
Coconut oil
Cotton seed oil
Cresol
Creosote
Crude oil, 48o API
Crude oil, 40o API
Crude oil,alifornia
Crude oil, Mexican
Crude oil, Texas
Cumene
Cyclohexane
Cyclopentane
Decane
Diesel fuel oil 20 to 60
Diethyl ether
o-Dichlorobenzene
Dichloromethane
Diethylene glycol
Dichloromethane
Dimethyl Acetamide
N,N-Dimethylformamide
Dimethyl Sulfoxide
Dodecane
Ethane
Ether
Ethylamine
Ethyl Acetate
Ethyl Alcohol (Ethanol, pure alcohol, grain alcohol or drinking alcohol)
Ethyl Ether
Ethylene Dichloride
Ethylene glycol
Freon (Fluorine) refrigerant R-11
Fluorine refrigerant R-12
Fluorine refrigerant R-22
Formaldehyde
Formic acid 10%oncentration
Formic acid 80%oncentration
Freon - 11
Freon - 21
Fuel oil
Furan
Furforol
Gasoline, natural
Gasoline, Vehicle
Gas oils
Glucose
Glycerine
Glycerol
Crude oil, 35.6o API
Crude oil, 32.6o API
Heating oil
Heptane
Hexane
Hexanol
Hexene
Hydrazine
Ionene
Isobutyl Alcohol
Iso-Octane
Isopropyl Alcohol
Isopropyl Myristate
Kerosene
Linolenic Acid
Linseed oil
Machine oil
Mercury
Methane
Methanol
Methyl Isoamyl Ketone
Methyl Isobutyl Ketone
Methyl n-Propyl Ketone
Methyl t-Butyl Ether
N-Methylpyrrolidone
Methyl Ethyl Ketone
Milk
Naphtha
Naphtha, wood
Napthalene
Nitric acid
Ocimene
Octane
Oil of resin
Oil of turpentine
Oil, lubricating
Olive oil
Oxygen (liquid)
Paraffin
Palmitic Acid
Pentane
Pentane
Perchlor ethylene
Petroleum Ether
Petrol, natural
Petrol, Vehicle
Phenol
Phosgene
Phytadiene
Pinene
Propane
Propane, R-290
Propanol
Propylenearbonate
Propylene
Pyridine
Pyrrole
Rape seed oil
Resorcinol
Rosin oil
Sea water
Silane
Silicone oil
Sodium Hydroxide (caustic soda)
Sorbaldehyde
Soya bean oil
Stearic Acid
Sulfuric Acid 95%onc.
Sulfurus acid
Sugar solution 68 brix
Sunflower oil
Styrene
Terpinene
Tetrahydrofuran
Toluene
Trichlor ethylene
Triethylamine
Trifluoroacetic Acid
Turpentine
Water, heavy
Water - sea
Whale oil
o-Xylene
Propylene glycol
Water - pure
25 1049
25 784.6
20 782
25 785.1
25 786.5
25 800
25 823.5
25 1019
15 880 - 940
10 1010
25 873.8
15 1230
15 1230
25 3120
20 959
25 599
20 880
20 810
20 886
25 921
15 956
25 1261
25 1584
25 857
25 956.1
25 1560
20 1106
20 1489
25 1465
15 1220
15 924
15 926
25 1024
15 1067
790
825
Temperature Density- t - - ρ -
(oC) (kg/m3)
60oF
60oF
847
862
915
973
873
25 860
20 779
20 745
25 726.3
15 820 - 950
20 714
20 1306
20 1326
15 1120
20 1326
20 942
20 949
20 1100
25 754.6
-89 570
25 713.5
16 681
20 901
20 789
20 713
20 1253
25 1097
25 1476
25 1311
25 1194
45 812
20 1025
20 1221
21 1490
21 1370
890
25 1416
25 1155
711
737
890
25 1259
25 1126
60oF
60oF
60oF
60oF
60oF
60oF
60oF
60oF
60oF
60oF1350 - 1440
20 920
25 679.5
25 654.8
25 811
25 671
25 795
25 932
20 802
20 692
20 785
20 853
820.1
25 897
25 929.1
20 910
13590
-164 465
20 791
20 88820 801
20 808
20 741
20 1030
20 805
15
15 665
25 960
25 820
0 1560
25 798
15 698.6
20 940
20 870
20 900
20 800 - 920
-183 1140
800
25 851
20 626
25 625
20 1620
20 640
711
737
25 1072
60oF
1020 - 1050
60oF
60oF
0 1378
25 823
25 857
-40 493.5
25 494
25 804
20 1201
25 514.4
25 965.3
25 979
25 966
20 920
25 1269
15 980
25 1025
25 718
25 965 - 980
15 1250
25 895
15 924 - 928
25 891
20 1839
-20 1490
15 1338
20 920
25 903
25 847
20 88820 867
20 1470
20 728
20 1489
25 868.2
11.6 1105
4 1000
1022
15 925
20 880
77oF