Este documento proporciona los cálculos para diseñar una bomba vertical de turbina. Incluye cálculos para determinar el número de pasos, la eficiencia, el diámetro de la flecha, la elongación, el tamaño del motor requerido y otros parámetros clave. El resumen también incluye un breve cálculo para diseñar una bomba sumergible de varios pasos.

1. CALCULO DE UNA BOMBA
VERTICAL TIPO TURBINA

3. •DATOS DE OPERACIÓN
Q =1500 GPM @ H = 364 FT
AGUA LIMPIA
N.E. = 50 FT
N.D. = 80 FT
ADEME 16 “

4. N. D = 80 FT + 10 FT = 90 FT
Hf COL = 5 % ( 90 FT ) / 100
Hf COL = 4.5 ft = 5 ft
CDT aprox = 364 + 5 = 369 ft

5. MODELO
CARGA
POR PASO
( ft )
NO. DE
PASOS
NO.
REAL
DE
PASOS
CARGA
REAL
POR
PASO (ft)
14 RJHC 102 3.62 4 92.25
14 RJLC 78 4.73 5 73.8
14 RJMC 92 4.01 5 73.8
MODELO  Correc
ción
c  ( plg ) BHP Precio
14 RJHC 76 -1 75 9.82 186.4 BAJO
14 RJLC 83 -1 82 9.82 170.45 ALTO
14 RJMC 82 -1 81 9.82 172.56 ALTO

6. TOMANDO EN CONSIDERACION:
EFICIENCIA
NUMERO DE PASOS
COSTO DE OPERACIÓN
TIEMPO DE ENTREGA
MODELO: 14RJLC - 5 PASOS
c = 82 %
Ø Imp = 9.5625 ”

7. EL NUMERO MAXIMO DE PASOS
PARA UNA BOMBA, ESTA EN
FUNCION DE:
LARGO DE FLECHA ( 6 MTS )
MAXIMA PRESION EN LOS
TAZONES
TRANSMISION DE POTENCIA EN
LA FLECHA
MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

9. El eje de transmisión por lo general se
suministra en acero al carbón C1045,
y está en función de la potencia y restringida
por la elongación y carga axial

11. C0NSIDERANDO LA
TABLA ANTERIOR,
OBSERVAMOS QUE UN
EJE DE TRANSMISIÓN DE
1 1/2” TRANSMITE 212 HP
@ 1770 RPM Y QUE EL
EMPUJE AXIAL MAXIMO
ES DE 10,000 LB.

12. EMPUJE AXIAL NORMAL
EAN = (Kt *CDT)+(Ks*Long.Flecha)
+ ( Ka*No. Pasos )
Kt= Empuje hidráulico del
equipo de bombeo = 13.0 lb/ft.
Ks = Peso de la flecha por pie de
longitud = 5.3 lb/ft. ( Pág. 41 )
Ka = Peso del impulsor = 27
lb. ( Pág 37 )
EAN = ( 13.0*369)+(5.3*90)
+ ( 27* 5 ) = 5,409 LB

13. EMPUJE AXIAL MAXIMO
Esto ocurre cuando la bomba
opera a válvula cerrada y por
lo tanto se genera la mayor
carga dinámica total.
CDT máxima por paso = 114
ft.
CDT por cinco pasos = 570 ft
( Shutoff ).
EAM = ( 13.0*570 )+(5.3*90)
+ ( 27* 5 ) = 8,022 LB
Recordemos que el valor
anterior deberá ser menor a
8,800 lb.

14. ELONGACION (  )
 = ( Kt * CDT * Long.Flecha )
E * A
Kt= Empuje hidráulico del
equipo de bombeo = 13.7 lb/ft.
E = Modulo de elasticidad
para el acero C1045
A = área de la flecha.
 = ( 13.0*369*90*12)
29.4X106 * (1.5)2 / 4
 = 0.099 pulg. ( 2.5 mm )

15. Proyección =  + Ajuste
Proyección = 0.099” + 0.125”
= 0.224” ( 5.7 mm )
Esta proyección tiene que ser
menor con respecto al juego
lateral del cuerpo de tazones.

16. CALCULO DE COLUMNA
LOS TAZONES 14RJ ESTAN
DISPONIBLES CON
DESCARGAS DE 8,10,12”
De la pág. 43, observamos que para:
8 “ X 1 1/2” = Hf = 8.1 %
10 “ X 1 1/2” = Hf = 2.0 %
Utilizando columna de 10”
tenemos que :
Hf = 90 ft * (2.0/100) = 1.8 ft
CDT = 364.5 + 1.8 FT =
366.3 FT

17. CALCULO DEL MOTOR
BHP = 170.45
Implica utilizar un motor
de 200 HP @ 1800 RPM
BD = 16 1/2”,  = 92 %
PÉRDIDAS DE POTENCIA, PAG 41
1.1 HP 100 FT
X HP 90 FT
X = 0.99 HP

18. BHP = ( Q*H*Sg)/(3960*b* m)
BHP = (1500 gpm * 366.3 ft * 1)
3960 * 0.82 * 0.92
BHP = 183.92 + 0.99
BHP = 184.91

19. CABEZAL DE DESCARGA
TENEMOS EL BD = 16 1/2”
COLUMNA = 10”
DESCARGA = 10”
TAMAÑO = 10 X 10 X 16 1/2”
LUBRICACION AGUA
PARA FLECHA DE 1 1/2”

22. DATOS DE OPERACIÓN
Q =450 GPM @ H = 960 FT
AGUA LIMPIA
N.E. = 164 FT
N.D. = 280 FT
ADEME 10 ”

23. TOMANDO EN CONSIDERACION:
EFICIENCIA
NUMERO DE PASOS
COSTO DE OPERACIÓN
TIEMPO DE ENTREGA
MODELO: 7CHC - 10 PASOS
c = 81 %
Ø Imp = 5 ”

24. CDT por paso = 117 ft.
CDT por diez pasos = 1170 ft
= 508 lb/plg2 ( Shutoff ).
Recordemos que la
presíón máxima para
Fo.Fo., es de 415 lb/plg2 .
Por lo tanto, utilizaremos
algunos tazones en ductile
iron.
Shutoff = 508 psi = 50.8 psi
No. Pasos 10

25. 50.8 psi X 8 Pasos = 406.4 psi
50.8 psi X 9 Pasos = 457.2 psi
50.8 psi X 10 Pasos = 508 psi
Por lo tanto de aquí podemos
establecer que utilizaremos 8
tazones en Fo.Fo., y 2 tazones en
ductile iron
508 psi = 1170 ft X 3.5 lb/ft = 4095 lb
De la Pág. 32 encontramos el
diámetro de flecha = 1 3/16”

26. Con el eje de 1 3/16” y un
empuje de 4095 lb,
observamos en la página
40:
Que el eje puede
soportar hasta 209 HP.
Por lo tanto nuestra
bomba sumergible será
el modelo:
7CHC - 10 Pasos
Descarga en 6”
Para motor NEMA 8”
de 150 HP
Con dos tazones en
D.I.

27. CLASIFICACION DE
BOMBAS
Desplazamiento Positivo: En
éste tipo de bombas se agrega
energía en forma periódica
(Pistón, Lobulos, engranes,
cavidad progresiva, etc. )
Dinámicas: Se agrega
energía en forma continúa
(centrífugas, turbina
regenerativa )

30. Clasificación por dirección de
Flujo
Flujo Radial: La presión es
desarrollada por la acción de la
fuerza centrifuga
Flujo Mixto: La carga es
desarrollada por la fuerza
centrifuga y por la elevación de los
álabes sobre el líquido.
Flujo Axial: También llamadas
bombas de hélice, la carga es
desarrollada por la acción de
propulsión o elevación de los
álabes sobre el líquido.

33. VELOCIDAD ESPECIFICA
La Ns, es un número
adimensional que toma en cuenta
el gasto de la bomba, la CDT, y
las RPM de operación, todo esto
en el flujo de mejor eficiencia.

34. NPSH
Es la cantidad de carga o
presión que esta disponible
para prevenir la vaporización
o cavitación en un sistema
Cuando un fluido esta circulando
a través de los pasajes de la
succión y hacia el impulsor, la
velocidad aumenta y la presión
disminuye. Esto tiende a reducir la
presión absoluta del fluido, de tal
forma que si no tenemos una
presión absoluta positiva, puede
formarse un cambio de fase y/o
suceder la cavitación.

36. Existen dos tipos de NPSH:
El requerido y el disponible
NPSHD > NPSHR
NPSHD < NPSHR =
Cavitación
NPSHD: P atm - Hs - Hfs -
Pvap

37. La cavitación ocurre cuando la
presión del fluido en
movimiento es reducida a un
valor igual o menor a la
presión de vapor del líquido.

38. Consultoría gratuita por Skype mencionando esta presentación:
Oficina Matriz Morelos
Ing. Román Galicia
Gerente Técnico Manejo de Agua
Tel: ( 777 ) 309 24 28 Cel: (55) 3197 0986
roman.galicia@argalbombas.com.mx
Oficina Jalisco
Ing. Eduardo Araiza
Gerente de ventas
Tel: ( 33 ) 1561 8836 Cel: (33) 2149 0549
eduardo.araiza@argalbombas.com.mx
Oficina Ciudad de México
Ventas Zona Centro del país y Bajío
Tel. Nextel: 442-559-90-75 ID 32*5*5557
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