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EJEMPLO Dados los gastos de diseo de un sistema de bombeo, nos piden calcular el volumen y
las dimensiones del crcamo de almacenamiento, la CDT y seleccionar el equipo de
bombeo (centrfuga) que va del crcamo a la red de distribucin.
La bomba trabaja 24 horas.
Q med. diario = 11.7969 lps Q mx. diario = 16.5156 lps Q mx. horario = 25.5992 lps
Clculo del volumen de almacenamiento del crcamo
QMDiarioDeficitMximoExcedenteMximo
TanquedelMnimoVolumen *1000
3600*
100
__(___
Vol Alm = 14.58*Qmd + (10 a 25% adicional) = 14.58*(16.5156 lps)*1.25 = 300.996 m3
Fijando una altura (altura neta del agua) h = 4.00 m
Se recomienda que no se tengan
h >>4.50 m de altura neta de agua debido a una posible CAVITACIN
Htotal = Hneta + H aire.
Clculo de las dimensiones _a y _L:
Dimensiones del tanque: b = 6.50 m l = 2*b = 13.00 m
Vol = 6.5 * 13.00 * 4.00 = 338.00 m3
hs (fondo a entrada de la bomba) = 5.00 m
Vol = A * h
2
CAMARA DE AIRE
0.4 0.2
0.4
4.00
5.00
0.6
N
N
N
Z Z
Z
15.913 m.
Z=CHECK N=COMPUERTA
1
2
3
1.00 m
2.00 m
3
4
5
Lsh * g
Vkh2
2
54.0/1))(**01774359.0
(63.2DC
Qs
Calculo de las prdidas de carga.
C.D.T. = Succin + Descarga
C.D.T. = hs + hfs + hd + hfd + PCross
g
vhhhhTDC fddfss
*2...
2
hs = hfs = hd = hfd = V
2 =
2g
6
SELECCIN DEL EQUIPO DE BOMBEO
Clculo del gasto de cada bomba
Para disear el equipo de bombeo se tendr en cuenta:
Primera alternativa
Se instalarn tres bombas, de stas dos pueden operar en un momento dado y la tercera
estar en "Stand by". Las bombas funcionarn con paro y arranque en forma alternada.
El gasto de la bomba es para que una bomba cubra un gasto intermedio entre el Gasto
medio diario (Qmd = = lps) y el Gasto Mximo Diario (QMD = lps), al mismo tiempo
debe cumplir con el flujo y presin a la hora del Gasto Mximo Horario (QMH = lps) con
las dos bombas.
Un equipo de bombeo que nos de entre un 15 y 20 % del QMDiario.
Dos equipos que con su suma nos de un poco ms del QMaxDiario (un equipo el 60%
del QMaxDiario).
El tercer equipo en combinacin con uno del 60% del QMaxDiario, nos deben dar
trabajando un poco ms del QMaxHorario.
Gastos de Diseo de las bombas si QMaxDiario = 16.5156 lps:
BOMBA Q de diseo
# 1 (100 % / 2 )QMaxDiario 0.60 * 16.5156 lps 10.0000 lps
# 2 (100 % / 2 )QMaxDiario 0.60 * 16.5156 lps 10.0000 lps
# 3 QMaxHorario 25.5992 -10.00 lps 20.0000 lps
# 4 20 % QMaxDiario 0.20 * 16.5156 lps 3.0000 lps
Segunda alternativa
Se instalarn tres bombas, de stas dos pueden operar en un momento dado y la tercera
estar en "Stand by". Las bombas funcionarn con paro y arranque en forma alternada.
El gasto de la bomba es para que una bomba cubra un gasto intermedio entre el Gasto
medio diario (Qmd = = 12.2338 lps) y el Gasto Mximo Diario (QMD = 16.5156 lps), al
mismo tiempo las dos bombas deben cumplir con el flujo y presin a la hora del Gasto
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Mximo Horario (QMH = 27.2507 lps).
En vista de lo anterior se propone que la bomba trabaje con un gasto de 15.0000 lps,
cuando se opere una bomba se enviara a la red 15.0000 lps y cuando operen las dos,
ser de30.0000 lps.
BOMBA Q de diseo
# 1 y 2 (Qmd + QMax diario) / 2 (12.2328 + 16.5156) 2
15.0000 lps
# 1+2 2 * QBomba 1 o 2 2 *15.000 lps 30.0000 lps
Longitud total de la salida del mltiple al punto de liga con la red de distribucin= 15.913 m
Desnivel topogrfico del eje de la bomba a la base de la tubera en la zanja = - 1.60 m.
Seleccin del equipo de bombeo #2 Q = 10.0000 lps.
Gastos Dimetros (in)
B1 = 10 lps 6
B1 = 10 lps 6
B2 = 20 lps 8
B3 = 3 lps 4
Clculo de prdidas de carga
a) Clculo de prdidas por friccin en la succin
Se tiene una altura esttica hs de 5.00 m, una longitud de 1.20m desde el codo de la
salida del crcamo al punto de succin de la bomba.
hs = 5.00 m
Q1 = 10.000 lps = 0.010 m3/s
Voptima 2.5m
s
8
D 4Q
Voptima
D = 0.071m equivalente == 3.00
Coeficiente de Hazen Williams, para tubera de P.V.C o plstico_C = 145
Se calcula la pendiente para la tubera. S
SQ
0.0177435C D2.63
1
0.54
S = 0.059 m/m
Longitudes equivalentes por accesorios (Lacc)
1 vlvula de pie con colador de 3 de =10.00m
1 codo de 90 curvatura grande de 3 de =1.554m
________
L equiv = 11.554 m
L2 = ________ m
L2 = ________ m
L1 = 2.0
9
Longitud real de tuberas( Lreal ):
L real = hs + Lacoplam = 5.00 + 1.20 = 6.20 m
Longitud Total Equivalente ( Ltotal )
Ltotal Lacc Lreal
Ltotal= 11.554 + 6.20 = 17.754m
Prdida por friccin en la succin:
Hfs S Ltotal
hfs= 0.059 * 17.754 = 1.68 m
b) Clculo de prdidas en la descarga del punto 1 al punto 2
Longitud de la salida de la bomba al punto de entrega al mltiple (L 1-2) = 2.00 m
Q = 0.010 m3/s
D 4Q
Voptima
D = 6.0
Coeficiente de Hazen Williams, Polietileno. C = 145
Se calcula la pendiente para la tubera. S
SQ
0.0177435C D2.63
1
0.54
S = 0.0023 m/m
Longitudes equivalentes por accesorios ( Lacc )
1 vlvula seccionamiento tipo compuerta de 6 de = 1.067m
1 vlvula de retencin tipo Check de 6 de = 11.00m
1 Tee de entrada lateral de 8 de = 13.106m
1 ampliacin de de _6_ a _8_ y d/D = _0.75__ = 1.40 m
Lequiv = 26.573 m
Longitud real de tuberas ( Lreal ):
Lreal= 2.00m
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Longitud Total Equivalente ( Ltotal )
Ltotal Lacc Lreal L total= 2.00 + _26.573_ = _28.573_ m
Prdida por friccin en la descarga __1_ a _2____:
Hfd1 = S * L
hfd1= __0.066__ m
c) Clculo de Prdidas en la descarga del punto 2 al punto 3
Se tiene una longitud de __15.913_ m de la ltima Tee del mltiple al punto de entrega
al punto de liga.
Q = 0.030 m/s
D 4Q
Voptima
D = 8.0
Coeficiente de Hazen Williams, para PVC. C = 145
Se calcula la pendiente para la tubera S
SQ
0.0177435C D2.63
1
0.54
S = __0.0046_____ m/m
Longitudes equivalentes por accesorios ( Lacc )
Lacc 0m
Longitud real de tuberas ( Lreal ):
Lreal = _15.913____ m
Longitud Total Equivalente ( Ltotal )
Ltotal Lacc Lreal
L total = __15.913_____ m
11
Prdida por friccin en la descarga _2__ a __3___:
Hfd2 = S * L
hfd2= _0.073____ m
d) Presin mnima en el punto de liga (Presin o Carga Necesaria)
La presin mnima en el punto de liga es igual a la Presin o Carga Disponible
calculada en la Tabla despus de Cross.
H Disp en 1= __15.50__ m
e) Para el Clculo de la prdida por accesorios en la red, se supone un 5 % de la
presin disponible al inicio de la red. (opcional)
H Disp en 1= ___15.50___ * 1.05 = ___16.275_____ m
Clculo de la Carga Dinmica Total (CDT)
CDT = hs +hfs +hd + hfd1 +hfd2 + hdisp en red +
CDT = __21.50__ m
Ahora para seleccionar el equipo de bombeo a utilizar, se consultan la grficas # con
los datos:
Q= __10.00__ lps = _600.00__ lpm = _158.52__ gpm y
C.D.T. = _21.50_m = _70.50_ft
Se Usar Una Bomba Marca CUMA S.A.
Modelo: _ (K2 1/2 H-75-4 de 3 de succinde) Eficiencia = ___75____ %
NPSHR = ________ m
Succin: __3.00 __ y Descarga = 2 ____
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Velocidad de operacin: __1750_ rpm
Consumo aproximado de potencia: ______ H.P.
Eficiencia: _75__%
Temperatura a 25 C
G.E. a 25C = 0.9935
Se calcula la potencia de la Bomba:
1000kg
m3
Q = ______
m3
s
CDT = ________ m
b = _____
Pot Q CDT
76 b
Potencia = ________ H.P
As que se escoger un motor elctrico de _______ H.P.
Tres fases 220/440 Volts 60 ciclos _________ polos _______ rpm
Consideraciones del lado de la succin
Presin atmosfrica de lugar ( Pa) = 10.33 m
Presin Baromtrica = Pa / G.E. = 10.33/0.9935 = 10.4m
Hs =
hfs =
Presin de Vapor a 25 C = 0.3269m
NPSHA = 3.5+1.92+0.3269 = 5.7469 m
NPSHR = _______ m
Como NPSHA > NPSHR entonces la Bomba trabajar sin cavitacin.
*76
* totalHQHP
13
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