1

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

7

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 ____

12

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

14

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