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12 Maquinas Hidraulicas
1. Hidráulica 1 04/01/2010
utpl ucg ingeniería hidráulica
www.utpl.edu.ec
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Holger Benavides Muñoz
Bibliografía
Hidráulica de tuberías, de Saldarriaga Juan.
Además, CAPÍTULO 18 y 19 del texto de:
Mecánica de Fluidos. Claudio Mataix.
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 2
hmbenavides@utpl.edu.ec 1
2. Hidráulica 1 04/01/2010
Contenidos
Teoría de las máquinas hidráulicas. Ecuación de
Euler para bombas y turbinas.
Bombas en sistemas de tuberías. Conceptos
generales. Curvas características. Clasificación de
bombas. Velocidad específica. Potencia. Cálculo y
selección de una bomba. Ejercicios de aplicación.
Otros tipos de máquinas hidráulicas convencionales:
arietes, ruedas hidráulicas, air lift, etc.
Estaciones de bombeo.
Aplicaciones con software.
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Ecuación de Euler para bombas y turbinas.
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hmbenavides@utpl.edu.ec 2
3. Hidráulica 1 04/01/2010
Ecuación de Euler de las
turbomáquinas hidráulicas. 4.1
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Tipos de rodetes
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4. Hidráulica 1 04/01/2010
Elementos de una bomba centrífuga
Entrada A. Rodete móvil R - alabes. Difusor D (alabes fijos).
Σ1 (sección entrada rodete ). Σ2 (salida del rodete)
Cámara espiral CE. Sección de salida I
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Elementos de una bomba axial
Entrada A. Rodete móvil R. Difusor D (alabes fijos).
Cubo de apoyo CU. Difusor axial DA (sin alabes)
Codo CO. Salida
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hmbenavides@utpl.edu.ec 4
5. Hidráulica 1 04/01/2010
Elementos de una bomba helicocentrífuga,
Eje horizontal.
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Hipótesis para el funcionamiento de una bomba
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6. Hidráulica 1 04/01/2010
Curvas características.
A,B,C,D y E se obtienen en banco de ensayos (fabricante)
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Balance energético en una bomba. Altura en
función del caudal.
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7. Hidráulica 1 04/01/2010
Curvas características de una bomba
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Diagrama comercial para selección de bombas
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8. Hidráulica 1 04/01/2010
Punto de funcionamiento de una instalación, como intersección
de las curvas: H de la bomba y H(m) resistente del sistema
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Acoplamiento de bombas diferentes en serie
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9. Hidráulica 1 04/01/2010
Acoplamiento de bombas diferentes en paralelo
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Dos bombas idénticas acopladas en paralelo
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10. Hidráulica 1 04/01/2010
Elevación estática de succión:
Altura física entre el nivel del agua (a succionar) y el
eje de la bomba.
Elevación de succión:
Es la suma de la elevación estática de succión más
las pérdidas por fricción y más las pérdidas por
admisión en el tubo de succión de la bomba. A esta
elevación de succión se la conoce también como
succión negativa o como elevación dinámica de
succión.
Columna de succión:
Es igual a la columna estática de succión menos las
pérdidas por fricción y admisión en la tubería de
succión de la bomba.
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Columna de descarga:
Es la suma de la columna estática de descarga más las
pérdidas por fricción y más la columna de velocidad. v2
hv =
Columna total: 2g
También se conoce altuda dinámica total (TDH)
Es la
E l suma d l elevación d succión más l columna d
de la l ió de ió á la l de
descarga cuando el nivel de suministro del líquido está por
debajo de la bomba; y para cuando el nivel del suministro no
está sobre el eje de la bomba, la columna total es la diferencia
que existe entre la columna de descarga y la columna de
succión.
Altura neta positiva de succión (Net positive succion
head) NPSH:
Es la energía del líquido en la cota de referencia de la bomba
y puede ser de dos tipos, requerida y disponible. NPSHr ó
NPSHd. Para evitar cavitación la NPSHd > NPSHr.
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11. Hidráulica 1 04/01/2010
Cuadro de valores de la presión atmosférica
Altura sobre el Presión Metros de agua
nivel del mar (Kg/cm²) a 23.9 ° C
0 1.033
1 033 10.33
10 33
610 0.963 9.63
1219 0.893 8.93
1524 0.858 8.58
1829 0.830 8.30
2134 0.795
0 795 7.95
7 95
2438 0.766 7.66
2743 0.738 7.38
3048 0.710 7.10
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Propiedades del agua a la presión de saturación
Temp. Presión de vapor Presión de vapor
(Kg/cm²) en metros de
°C agua
0.0
00 0.006
0 006 0.06
0 06
5.0 0.009 0.09
10.0 0.013 0.13
20.0 0.024 0.24
32.2 0.049 0.49
43.3 0.090 0.90
54.4 0.156 1.56
60.0 0.203 2.03
71.1 0.333 3.33
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12. Hidráulica 1 04/01/2010
Desplazamiento:
Es el caudal teórico que entrega la bomba (ejm: gal/min,
m³/s, l/s).
Deslizamiento:
Es la pérdida de caudal debido a las curvas del líquido dentro
de la bomba
bomba.
Capacidad:
Caudal verdadero que produce la bomba y es igual al caudal
de desplazamiento menos el caudal de deslizamiento.
Potencia hidráulica:
Es la potencia requerida por la bomba sólo para elevar el
líquido.
líquido
Potencia absorvida ó alfreno:
Es igual a la potencia hidráulica + la potencia consumida
para vencer rozamientos.
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Pérdidas de carga en piezas especiales
K Longitud
Piezas v 2
equivalente
hf = K
2g (Número de diámetros)
Ampliación gradual 0.30
0 30 12
Codo de 90° (recto) 0.90 45
Codo de 45° (recto) 0.40 20
Codo de 90° (curvo) 0.25 30
Codo de 45° (curvo) 0.20 15
Entrada normal en tubería 0.50 17
Unión o junta 0.40
0 40 30
Reducción gradual 0.15 6
Válvula compuerta abierta 0.20 8
Válvula de globo abierta 10.0 350
Salida de tubería 1.00 35
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13. Hidráulica 1 04/01/2010
...pérdidas de carga en piezas especiales
K Longitud
Piezas v2 equivalente
hf = K
2g (Número de diámetros)
T de paso directo 0.60
0 60 20.0
20 0
T de salida lateral 1.30 50.0
T de salida bilateral 1.80 65.0
Válvula de pie 1.75 64.7
Válvula de pie y rejilla -- 250.0
Válvula de retención -- 100.0
check 2.75
2 75 --
Orificio 1.00 35.0
Compuerta abierta 0.75 24.0
Rejilla 1.00 35.0
Entrada de borda 0.04 --
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Ejemplo de cálculo de bombas
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14. Hidráulica 1 04/01/2010
Ejercicio de aplicación
18 m
Se desea Codo de 90°
Tobera 2”
bombear 60 l/s
por medio de C
una instalación
de una bomba θ 6”
18 m
según el
gráfico. A Válvula
Determinar la
carga dinámica Codo de 90° B
total (TDH)
(TDH).
Se conoce que 3.0 m θ 8”
el C de Hazen Nivel de suministro
de la tubería 1.5 m
de 6 ” es 120. Pozo de succión
Válvula de pie
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Calculando pérdidas en v2
hf = K
accesorios con coefc. K: 2g
DIÁMETRO (" ) Q (m³/s) A (m²) V = Q/A (m/s) V²/(2g)
8 0.06
0 06 0.0324
0 0324 1.850
1 850 0.174
0 174
6 0.06 0.0182 3.289 0.551
2 0.06 0.0020 29.603 44.665
Pérdidas de Carga
1) Succión
ÍTEM K V²/(2g) hf
a Entrada a la tubería 8" 0.50 0.174 0.087
b Válvula de pie 8" 1.75 0.174 0.305
c codo de 90 de 8" 0.25 0.174 0.044
SUMA : 0.436 m
d Pérdidas por longitud en tubería de hierro galvanizado (26 m / 1000m)
4.5 * (26 / 1000) = 0.117
PÉRDIDAS EN SUCCIÓN 0.553 m
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15. Hidráulica 1 04/01/2010
2) Descarga
ÍTEM K V²/(2g) hf
e Válvula de compuerta 6" 0.100.551 0.055
f Codo de 90 de 6" 0.250.551 0.138
g Tobera de 6"a 2" xxx xxx 1.819
SUMA : 2.012 m
h Pérdidas por longitud según HAZEN - WILLIAMS; C= 120
10.7 Q 1.85 L
Hf = Hf (en 36 m) = 2.815 m
C 1.85 φ 4.86
PÉRDIDAS EN DESCARGA 4.827 m
⎛ 1 ⎞
Pérdidas en tobera de 6"a 2" Hf = ⎜ 2 − 1⎟(hv2" − hv6" )
⎝ Cv ⎠
⎛ 1 ⎞⎛ V 2" V 6" ⎞
2 2
Hf = ⎜ − 1 ⎟⎜⎜ − ⎟
⎝ 0 . 98
2
⎠⎝ 2 g 2g ⎟ ⎠
⎛ 1 ⎞
Hf = ⎜ − 1 ⎟ (44 . 665 − 0 . 551 )
⎝ 0 . 98 2 ⎠
04/01/2010
Hf = 1 . 818945 m
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Observación
Tome en cuenta que en este ejercicio
p
práctico, no se han considerado todas las
pérdidas que realmente existen.
Puede profundizar este tema en los capítulos
de bibliografía al inicio recomendados.
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16. Hidráulica 1 04/01/2010
Carga dinámica total TDH V2
TDH = Z + P + + Hf
2g
TDH= (18+ 3) + 0 + 44.665 +(0.553+ 4.827)
TDH= 71.05m
Con la TDH = (71.05 m) y el Q = (0.06 m³/s),
entramos a los catálogos de fabricantes de
bombas, y escogeremos aquella que se
acople a nuestra necesidad y condiciones d
l t id d di i de
trabajo.
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POTENCIA DE LA BOMBA PHP = γ
(TDH)⋅ Q
76η
(Potencia al eje de la bomba)
Peso específico del agua: 1 kgf/l
Altura dinámica total (TDH): 71.05 m
Caudal 60 * 1.38 = 82.8 l/s
Eficiencia conjunto motor bomba: 75%
PHP = 104 HP = 77.6 KW
equivalencias 1 HP = 0.7457 kW = 76.04 Kgf.m/s
1 CV ~736 Vatios ~75 kgf.m/s
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17. Hidráulica 1 04/01/2010
Ejemplos de cálculo de las curvas características
de las bombas
En una instalación de bombeo que está formada por dos
bombas iguales asociadas en paralelo se bombea agua a un
depósito superior que se encuentra a una altura geométrica
Zc=63 m
Zc 63 m, tal y como se muestra en el siguiente esquema
esquema.
Cada bomba cuenta con su propia aspiración de
característica resistente H=K1 Q² y con una carga o altura
positiva de Z1 =3 m sobre el depósito de aspiración; las
impulsiones de las dos bombas están conectadas a una
misma conducción cuya característica resistente nos viene
dada por H=K2 Q².
Cuando funcionan separadamente vemos que cada bomba
separadamente,
nos impulsa un caudal Q=1250 (l/min) con una presión
manométrica H=10 (kg/cm²), pero cuando están funcionando
en paralelo el caudal total bombeado es Q=1800 (l/min) y la
presión de H=13 (kg/cm²).
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Se pide:
a).-
a) Indicar razonadamente por qué dan un caudal
más pequeño cuando funcionan en paralelo?.
b).- Determinar las características resistentes de la
tubería de aspiración y de la de impulsión.
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18. Hidráulica 1 04/01/2010
Organización de datos del problema:
Asumiendo que la altura geométrica de : ZA = 0 m
DATOS: ZB = 3 m
ZC = 63 m
DATOS CADA BOMBA (trabajando separadamente):
Q1 = 1250 L /min ~ 20.83 L/s
H1 = 10.00 Kg /cm² ~ 100.00 m.c.a.
DATOS 2 BOMBAS IGUALES FUNCIONANO EN PARALELO:
Q2 = 1800 L /min ~ 30.00 L/s
H2 = 13.00 Kg /cm² ~ 130.00 m.c.a.
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DESARROLLO CUESTIÓN a):
caudal altura
Q (l/s) Hb (m)
una bomba funcionando en paralelo: 15.00 L/s 130 m.c.a.
una bomba funcionando separadamente: 20.83
20 83 L/s 100 m c a
m.c.a.
H b = f (Q )
H b = E − FQ − GQ 2
El término en Q de la curva Hb se acostumbra a suprimirse en base a que representa
la parte ascendente de la gráfica lejos de los puntos de funcionamiento
recomendados para la bomba (F = 0), con lo que la ecuación se resumiría a:
H b = E − GQ 2
⎧
⎪H b1 = E − GQ 1
2
⎫
⎪ ⎧100 = E − G (20 .83 )2 ⎫
⎪ ⎪
⎨ ⎬ ==> ⎨ ⎬
⎪H = E − GQ ⎪ ⎪130 = E − G (15 )
2
⎩ b2 2 ⎭ ⎩
2
⎪
⎭
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19. Hidráulica 1 04/01/2010
⎡ E = 162 .292 ⎤
Resolviendo el sistema de ecuaciones tenemos que:
⎢G = 0 .143522 ⎥
⎣ ⎦
H b = 162 . 292 − 0 . 143522 ⋅ Q 2 Ecuación (1)
Curva resistente del sistema: H m = (Z C − Z A ) + h f 1 + h f 2
h f 1 = k1 ⋅ Q 2 = k aspirac ⋅ Q 2
h f 2 = k 2 ⋅ Q 2 = k impuls ⋅ Q 2
Como: K1 0.070843259
K2 0.014404741
Entonces: H m = (63 ) + 0.07084325 9 ⋅ Q 2 + 0.01440474 1 ⋅ Q 2
H m = (63 ) + 0.0852480 ⋅Q2 Ecuación (2)
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Con estas ecuaciones (1 y 2) generamos la siguiente tabla y curvas:
caracteristica caudal de 1 b. func caudal de 2 b. func curva resistente
Hb Qb1 (separadamente) Qb2 (paralelo) Hrb (resistiva)
162 m 0.00
0 00 L/s 0.00
0 00 L/s 63.00
63 00 m
161 m 2.50 L/s 5.00 L/s 63.53 m
159 m 5.00 L/s 10.00 L/s 65.13 m
154 m 7.50 L/s 15.00 L/s 67.80 m
148 m 10.00 L/s 20.00 L/s 71.52 m
140 m 12.50 L/s 25.00 L/s 76.32 m
130 m 15.00 L/s 30.00 L/s 82.18 m
118 m 17.50 L/s 35.00 L/s 89.11 m
105 m 20.00 L/s 40.00 L/s 97.10 m
90 m 22.50
22 50 L/s 45.00
45 00 L/s 106.16
106 16 m
73 m 25.00 L/s 50.00 L/s 116.28 m
54 m 27.50 L/s 55.00 L/s 127.47 m
33 m 30.00 L/s 60.00 L/s 139.72 m
11 m 32.50 L/s 65.00 L/s 153.04 m
0 m 33.627 L/s 67.254 L/s 159.40 m
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20. Hidráulica 1 04/01/2010
Curvas de bombas
180
2
160
yr = 0.0852x + 3E-14x + 63
140
120 2
y2 = -0.0359x + 2E 14x + 162 29
0 0359x 2E-14x 162.29
H (m.c.a)
100
80
60
40 2
y1 = -0.1435x + 4E-14x + 162.29
20
0
0 10 20 30 40 50 60 70
Q (L/s)
Qb1 (separadamente) Qb2 (paralelo) Hrb (resistiva)
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DESARROLLO CUESTIÓN b):
K1 = K aspiración ; K2 = K impulsión
= k aspira ⋅ Q B 1
2
hf aspira
h f impuls = k impuls ⋅ Q B 2
2
Apoyados en el Principio de Bernoulli:
A) Cuando funcionan separadamente
ZA + H B1 = Z C + h f aspira + h f impuls
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21. Hidráulica 1 04/01/2010
0 + 100 = 63 + K 1 ⋅ Q B1 + K 2 ⋅ Q B 2
2 2
como Q B1 = Q B 2 = 20.83 L / s cuando funcionan separadas
37 = (K 1 + K 2 ) ⋅ (20.83)
2
37
= K1 + K 2
(20.83)2
K1 + K 2 = 0.08524800 Ecuacion (3)
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B) Cuando funcionan en paralelo:
) p Z A + H B1 = Z C + h f aspira + h f impuls
0 + 130 = 63 + K 1 ⋅ Q B1 + K 2 ⋅ Q B 2
2 2
Q B1 = 15 L / s caudal 1 bomba cuando funcionan en paralelo
Q B 2 = 30 L / s caudal 2 bombas cuando funcionan paralelo
(
67 = K 1 ⋅ (15 ) + K 2 ⋅ (30 )
2 2
)
225 ⋅ K 1 + 900 ⋅ K 2 = 67 Ecuacion (4)
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22. Hidráulica 1 04/01/2010
De las ecuaciones (3) y (4) tenemos:
K aspiración K1 0.070843259 ⎡m ⋅ s2 ⎤
⎢ L2 ⎥
K impulsión K2 0.014404741 ⎣ ⎦
Trabajando en las ecuaciones obtenidas para las curvas Y1 ; Y2 ; Yr del gráfico:
1) Igualamos la ecuación Yr con Y2 para encontrar el valor del caudal trasegado
por las dos bombas iguales y funcionando en paralelo: Q" =28.6339 L/s
2) Ahora igualamos la ecuación Yr con Y1 para encontrar el valor del caudal
trasegado por una bomba funcionando separadamente: Q' =20.8363 L/s
⎡ 0.0852 ⋅ Q 2 + 3E - 14 ⋅ Q + 63 = - 0.0359 ⋅ Q 2 + 2E - 14 ⋅ Q + 162.29 ⎤
⎢ ⎥
⎢ 0.1211 ⋅ Q 2 + 1E - 14 ⋅ Q - 99.29 = 0 ⎥
⎢
⎢
⎣
Q" = 28 .6339
Q [ ]
L
s
⎥
⎥
⎦
⎡ 0.0852 ⋅ Q 2 + 3E - 14 ⋅ Q + 63 = - 0.1435 ⋅ Q 2 + 4E - 14 ⋅ Q + 162.29 ⎤
⎢ ⎥
⎢ 0.2287 ⋅ Q 2 − 1E - 14 ⋅ Q - 99.29 = 0 ⎥
⎢
[ ]
⎢ Q" = 20 .8363 L s
⎣
⎥
⎥
⎦
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3) Análisis e interpretación:
a) Caudal trasegado por dos bombas iguales funcionando en paralelo Q"=28 6339 L/s
Q =28.6339
b) El caudal que trasiega una sola bomba es Q' = 20.8363 L/s.
Diremos entonces que cuando trabajan en paralelo dan un caudal menor que si trabajaran
aisladas por el efecto de las pérdidas que provoca el sistema resistente (curva de
resistencia del sistema).
Q2b
< Q1b
2
Tan solo en el supuesto de una curva resistente de pendiente igual a cero se verificará la
igualdad de caudales; es decir, con ausencia de pérdidas en la impulsión.
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 44
hmbenavides@utpl.edu.ec 22
23. Hidráulica 1 04/01/2010
Intersección curva resistente con una y dos bombas
180
160
140
120
H (m.c.a)
100
80
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60 70
Q (L/s)
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 45
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Calcular las curvas características de los
conjuntos motor bomba incluyó las siguientes
motor―bomba,
fases:
Aforar en la salida de la columna de impulsión.
Calcular la altura estática total.
Calcular las pérdidas por fricción y accesorios en
la columna de succión e impulsión
impulsión.
Determinar las curvas características de cada
motor-bomba, (sistema de bombeo).
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 46
hmbenavides@utpl.edu.ec 23
24. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Aforo a la salida de la impulsión:
Se toma datos de volumen con respecto al tiempo.
El volumen de bombeo se determina en el depósito de
almacenamiento (tramo final de la impulsión)
El caudal se obtiene al dividir el volumen trasegado para el
tiempo de duración de ensayo.
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 47
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Cálculo de la altura total de elevación
Donde:
H _ altura total de elevación
Hf _ pérdidas totales en la succión e impulsión
Hg _ columna estática total
Hr _ presión residual
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 48
hmbenavides@utpl.edu.ec 24
25. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Procedimiento para crear las curvas características:
Determinar la altura total de elevación y caudal de
impulsión para las dos condiciones de
funcionamiento, es decir cada bomba Nº1
funcionando individualmente (mientras la otra bomba
está apagada); y, ambas bombas funcionando
simultáneamente,
simultáneamente en paralelo
paralelo.
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 49
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
H1 - altura total de impulsión para la bomba Nº1
funcionando individualmente.
Q1 - caudal impulsado por la bomba Nº1
funcionando individualmente
H1-2 - altura total de impulsión para las bombas Nº1
y Nº2 funcionando en par en paralelo
N2
Q1-2 - caudal impulsado por la bomba Nº1 y Nº2
funcionando en paralelparalelo
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 50
hmbenavides@utpl.edu.ec 25
26. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Curvas características generadas por el funcionamiento individual y en
paralelo de las bombas Nº1 y Nº2.
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 51
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
La curva característica de la bomba Nº1 se puede
asumir que su comportamiento obedece a la siguiente
expresión:
Donde:
Hn - altura de impulsión para la bomba Nº1
Qn - caudal impulsado por la bomba Nº1 a la
altura Hn
AyC - coeficientes para la característica del
comportamiento
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 52
hmbenavides@utpl.edu.ec 26
27. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
DATOS PARA EL EJEMPLO PRÁCTICO.
Bomba 1
B b 1.-
Succión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería viscosidad cinemática Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m) absoluta ε en tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00529 0.09 0.011756 2.5 2.75
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
2 válvula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
3 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 53
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1.-
Impulsión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería viscosidad cinemática Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m) absoluta ε en tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00529 0.053 0.011756 2.5 1.3
3 HF 0.00529 0.15 0.011756 2.5 2.25
4 HD 0.00529 0.15 0.011756 0.05 1404.4
Cota del eje de la bomba = 2119
Cota de la descarga = 2202
Cota promedio de la cámara húmeda = 2118.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 54
hmbenavides@utpl.edu.ec 27
28. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1.- Impulsión.- Accesorios
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
2 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
3 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
4 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
5 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
6 difusor gradual 63mm‐100mm θ = 15⁰ W1/W2 =2,5 1 0.6
7 válvula de compuerta ф160mm. completamente abierta 1 0
8 bifurcación 90⁰ (Tub alivio) Qa/Q = 0 ; θ = 90⁰; separación 1 0.04
9 d 90⁰ ф160
codo 90⁰ ф160mm bridas; radio largo
b id di l 4 0.17
0 17
10 curva compuesta 90 ⁰ ф 160mm 2 Ѳ 45⁰ ; a /D=0,71 3 0.507
11 curva compuesta 60 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 30⁰ 2 0.15
12 curva compuesta 45 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 22,5⁰ 4 0.112
13 curva compuesta 22,5 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 22,5⁰ 4 0.066
14 curva compuesta 15 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 15⁰ 3 0.042
15 unión gibault ф 160mm simétrica 2 0.1
16 juntas ф 160mm tubería de hierro ductil 234 0.1
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 55
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 2.-
Succión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00765 0.09 0.011756 2.5 2.75
Coeficiente de
N
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u)
Cantidad (u) pérdida K.
pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
2 válvula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
3 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 56
hmbenavides@utpl.edu.ec 28
29. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 2.-
Impulsión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00765 0.053 0.011756 2.5 1.3
2 HF 0.00765 0.09 0.011756 2.5 0.55
3 HF 0.00765 0.15 0.011756 2.5 3.35
4 HD 0.00765 0.152 0.011756 0.05 1404.4
Cota del eje de la bomba = 2119
Cota de la descarga = 2202
Cota promedio de la cámara húmeda = 2118.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 57
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 2.- Impulsión.- Accesorios
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u)
Cantidad (u) pérdida K.
pérdida K
(tablas)
1 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
2 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
3 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
4 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
5 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
6 difusor gradual 63mm‐100mm θ = 15⁰ W1/W2 =2,5 1 0.6
7 válvula de compuerta ф160mm. completamente abierta 1 0.1
8 bifurcación 90⁰ (Tub alivio) Qa/Q = 0 ; θ = 90⁰; separación 1 0.04
9 bifurcación 45⁰ (conección B1) Qa/Q = 0 ; θ = 45⁰; unión 1 0.04
10 codo 90⁰ ф160mm
d 90⁰ ф160 bridas; radio largo
b id di l 4 0.17
0 17
11 curva compuesta 90 ⁰ ф 160mm 2 Ѳ 45⁰ ; a /D=0,71 3 0.507
12 curva compuesta 60 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 30⁰ 2 0.15
13 curva compuesta 45 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 22,5⁰ 4 0.112
14 curva compuesta 22,5 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 22,5⁰ 4 0.066
15 curva compuesta 15 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 15⁰ 3 0.042
16 unión gibault ф 160mm simétrica 2 0.1
17 juntas ф 160mm tubería de hierro ductil 234 0.1
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 58
hmbenavides@utpl.edu.ec 29
30. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 3.-
Succión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.01461 0.09 0.011756 2.5 2.75
Coeficiente de
Nº Accsesorio
A i Observaciones
Ob i Cantidad (u)
( ) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
2 válvula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
3 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 59
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 3.-
Impulsión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.01461 0.053 0.011756 2.5 1.3
2 HF 0.01461 0.09 0.011756 2.5 1.55
3 HF 0.01461 0.15 0.011756 2.5 3.35
4 HD 0.01461 0.152 0.011756 0.05 1404.4
Cota del eje de la bomba = 2119
Cota de la descarga = 2202
Cota promedio de la cámara húmeda = 2118.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 60
hmbenavides@utpl.edu.ec 30
31. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 3.- Impulsión.- Accesorios
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
2 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
3 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
4 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
5 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
6 difusor gradual 63mm‐100mm θ = 15⁰ W1/W2 =2,5 1 0.6
9 bifurcación 45⁰ (conección B1) Qa/Q = 0 ; θ = 45⁰; unión 1 0.04
7 válvula de compuerta ф160mm. completamente abierta 1 0.1
8 bifurcación 90⁰ (Tub alivio) Qa/Q = 0 ; θ = 90⁰; separación 1 0.04
9 ( )
bifurcación 45⁰ (conección B1) Qa/Q = 0 ; θ = 45⁰; unión 1 0.04
10 codo 90⁰ ф160mm bridas; radio largo 4 0.17
11 curva compuesta 90 ⁰ ф 160mm 2 Ѳ 45⁰ ; a /D=0,71 3 0.507
12 curva compuesta 60 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 30⁰ 2 0.15
13 curva compuesta 45 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 22,5⁰ 4 0.112
14 curva compuesta 22,5 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 22,5⁰ 4 0.066
15 curva compuesta 15 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 15⁰ 3 0.042
16 unión gibault ф 160mm simétrica 2 0.1
17 juntas ф 160mm tubería de hierro ductil 234 0.1
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 61
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1 y 2.-
Succión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00529 0.09 0.011756 2.5 2.75
2 HF 0.00765 0.09 0.011756 2.5 2.75
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
2 válbula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
3 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
4 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
5 válbula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
6 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 62
hmbenavides@utpl.edu.ec 31
32. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1 y 2.-
Impulsión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00529 0.053 0.011756 2.5 1.3
2 HF 0.00765 0.053 0.011756 2.5 1.3
3 HF 0.00765 0.09 0.011756 2.5 0.55
4 HF 0.01144 0.15 0.011756 2.5 2.25
5 HD 0.01144 0.152 0.011756 0.05 1404.4
Cota del eje de la bomba = 2119
Cota de la descarga = 2202
Cota promedio de la cámara húmeda = 2118.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 63
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1 y 2.- Impulsión.- Accesorios
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
2 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
3 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
4 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
5 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
6 difusor gradual 63mm‐100mm θ = 15⁰ W1/W2 =2,5 1 0.6
7 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
8 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
9 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
10 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
11 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45 ;unión
Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
0 37
12 difusor gradual 63mm‐100mm θ = 15⁰ W1/W2 =2,5 1 0.6
13 válvula de compuerta ф160mm. completamente abierta 1 0.1
14 bifurcación 90⁰ (Tub alivio) Qa/Q = 0 ; θ = 90⁰; separación 1 0.04
15 codo 90⁰ ф160mm bridas; radio largo 4 0.17
16 curva compuesta 90 ⁰ ф 160mm 2 Ѳ 45⁰ ; a /D=0,71 3 0.507
17 curva compuesta 60 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 30⁰ 2 0.15
18 curva compuesta 45 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 22,5⁰ 4 0.112
19 curva compuesta 22,5 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 22,5⁰ 4 0.066
20 curva compuesta 15 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 15⁰ 3 0.042
21
04/01/2010 unión gibault ф 160mm hmbenavides@utpl.edu.ec simétrica 2 0.1
64
22 juntas ф 160mm tubería de hierro ductil 234 0.1
hmbenavides@utpl.edu.ec 32
33. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1 y 3.-
Succión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería viscosidad cinemática Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m) absoluta ε en tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00529 0.09 0.011756 2.5 2.75
2 HF 0.01461 0.09 0.011756 2.5 2.75
Coeficiente de
N
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u)
Cantidad (u) pérdida K.
pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
2 válvula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
3 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
4 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
5 válvula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
6 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 65
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1 y 3.-
Impulsión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería viscosidad cinemática Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m) absoluta ε en tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00529 0.053 0.011756 2.5 1.3
1 2 0.01461 0.053 0.011756 2.5 1.3
3 HF 0.01461 0.09 0.011756 2.5 1.55
4 HF 0.01985 0.15 0.011756 2.5 2.25
5 HD
5 HD 0.01985
0 01985 0.152
0 152 0.011756
0 011756 0.05
0 05 1404.4
1404 4
Cota del eje de la bomba = 2119
Cota de la descarga = 2202
Cota promedio de la cámara húmeda = 2118.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 66
hmbenavides@utpl.edu.ec 33
34. Hidráulica 1 04/01/2010
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 1 y 3.- Impulsión.- Accesorios
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
2 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
3 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
4 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
5 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
6 difusor gradual 63mm‐100mm θ = 15⁰ W1/W2 =2,5 1 0.6
7 codo 90⁰ ф63mm bridas; radio largo 2 0.275
8 codo 45⁰ ф63mm bridas; radio largo 1 0.18
9 válvula de retención ф63mm . completamente abierta 1 15
10 válvula de compuerta ф63mm. completamente abierta 1 0.18
11 bifurcación Qa/Q =1 ; θ = 45⁰ ;unión 1 0.37
12 difusor gradual 63mm‐100mm
df d l θ = 15⁰ W1/W2 =2,5
θ ⁰ / 1 0.6
13 bifurcación 45⁰ (conección B1) Qa/Q = 0 ; θ = 45⁰; unión 1 0.04
14 válvula de compuerta ф160mm. completamente abierta 1 0.1
15 bifurcación 90⁰ (Tub alivio) Qa/Q = 0 ; θ = 90⁰; separación 1 0.04
16 codo 90⁰ ф160mm bridas; radio largo 4 0.17
17 curva compuesta 90 ⁰ ф 160mm 2 Ѳ 45⁰ ; a /D=0,71 3 0.507
18 curva compuesta 60 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 30⁰ 2 0.15
19 curva compuesta 45 ⁰ ф160mm 2 Ѳ 22,5⁰ 4 0.112
20 curva compuesta 22,5 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 22,5⁰ 4 0.066
1 curva compuesta 15 ⁰ ф160mm 1 Ѳ 15⁰ 3 0.042
22
04/01/2010 unión gibault ф 160mm hmbenavides@utpl.edu.ec simétrica 2 0.167
23 juntas ф 160mm tubería de hierro ductil 234 0.1
Determinación de las curvas características del
sistema de bombeo en la ciudad de Loja
Bomba 2 y 3.-
Succión
Coeficiente de Rugosidad
Caudal de bombeo Diámetro de la tubería Longitud de la
TRAMO (m³/s) (m)
viscosidad cinemática absoluta ε en
tubería (m).
γ cm²/s mm( tablas).
1 HF 0.00765 0.09 0.011756 2.5 2.75
2 HF 0.01461 0.09 0.011756 2.5 2.75
Coeficiente de
Nº Accsesorio Observaciones Cantidad (u) pérdida K.
(tablas)
1 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
2 válbula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
3 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
4 codo 90⁰; ф 100 mm brida;radio largo 2 0.21
5 válbula de pie ф 100 mm. con pichancha (alcachofa) 1 7
6 reducción gadual ф100mm‐ф90mm. θ = 45⁰ 1 0.3
04/01/2010 hmbenavides@utpl.edu.ec 68
hmbenavides@utpl.edu.ec 34