Material Didático

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I.Vera/Octubre 2010 
 
Universidad Nacional Experimental 
“Francisco de Miranda” 
Área de Tecnología 
Departamento de Hidráulica 
SELECCIÓN DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
 
 
 
 
 Clasificación de las Bombas Centrífugas
 
Universidad Nacional Experimental Cátedra: Mecánica de los Fluidos
 Tema: Selección de Bombas Centrífugas 
Área de Tecnología Prof.: Indiana A. Vera
 
 
SELECCIÓN DE BOMBAS CENTRÍFUGAS 
 
Clasificación de las Bombas Centrífugas 
 
Cátedra: Mecánica de los Fluidos 
Tema: Selección de Bombas Centrífugas 
Prof.: Indiana A. Vera 
 
I.Vera/Octubre 2010 
 
 Bombas Cinéticas: 
 
� Impulsor de flujo radial (centrífugas) 
 
 
 
 
 
 
� Impulsor de flujo axial ( de impulsor) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Impulsor de flujo mixto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENTRADA 
ENTRADA 
ENTRADA 
SALIDA 
SALIDA 
SALIDA 
I.Vera/Octubre 2010 
 
 
 RECORDAR: 
� Datos de rendimiento de Bombas Centrífugas 
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� Unidades de Potencia 
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 LEYES DE AFINIDAD: 
 
 Cuando la velocidad varia: 
 
� La capacidad varia en forma directa con la velocidad 
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� La carga total varia con el cuadrado de la velocidad 
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� La potencia varia con el cubo de la velocidad 
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1
 
 
 Cuando el diámetro del impulsor varia: 
 
� La capacidad varia en forma directa con el diámetro del impulsor 
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2
2� 
� La carga total varia con el cuadrado del diámetro del impulsor 
���
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� La potencia varia con el cubo del diámetro del impulsor 
�
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2
2�0
1
 
 
 
I.Vera/Octubre 2010 
 
� Ejemplo Práctico 
 
1. Suponga que la bomba cuyos datos de rendimiento están graficados en la 
figura, que opera a una velocidad de rotación de 1750 rpm, y que el diámetro 
del impulsor era de 13 pulgadas. En primer lugar, determine la carga que daría 
lugar a una capacidad de 1500 gal7min, y la potencia que se necesita para 
impulsar la bomba. Después calcule el rendimiento para una velocidad de 1250 
rpm. 
 
 
 
 
 ¿Cómo se selecciona una BOMBA? 
 
 
 Parámetros involucrados en la SELECCIÓN DE BOMBAS 
 
1. Naturaleza del líquido a bombear. 
2. Capacidad requerida (flujo volumétrico) 
3. Condiciones del lado de la succión (entrada) de la bomba 
4. Condiciones del lado de la descarga (salida) de la bomba 
5. Carga total sobre la bomba (termino hA de la ecuación de la 
energía) 
6. Tipo de sistema donde la bomba impulsa el fluido 
7. Tipo de fuente de potencia (motor eléctrico, motor diesel, 
turbina de vapor) 
I.Vera/Octubre 2010 
 
8. Limitaciones de espacio, peso y posición 
9. Condiciones ambientales 
10. Costos de adquisición e instalación de la bomba 
11. Costos de operación de la bomba 
12. Códigos y estándares gubernamentales 
 
 Después de seleccionar la bomba debe especificarse lo siguiente 
 
1. Tipo de bomba y su fabricante 
2. Tamaño de la bomba 
3. Tamaño de la conexión de succión y su tipo (bridad, atornillada) 
4. Tamaño y tipo de conexión de descarga 
5. Velocidad de operación 
6. Especificaciones para el impulsor 
7. Tipo de acoplamiento, fabricante y número de modelo 
8. Detalles de montaje 
9. Materiales y accesorios especiales que se requiere 
10. Diseño y materiales del sello del eje 
 
 
� Ejemplo Práctico 
 
2. Una bomba centrífuga debe entregar al menos 250 gal/min de agua, a una 
carga total de 300 pies de agua. Especifique la bomba apropiada. Mencione 
sus característica de rendimiento 
 
 
� Punto de Operación de una Bomba 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPACIDAD DE LA BOMBA 
Q2 Q1 
h2 
h1 
h0 
PUNTO DE OPERACIÓN 1 
PUNTO DE OPERACIÓN 2 
CURVA DE RENDIMIENTO 
DE LA BOMBA 
CURVA A (TODAS LAS 
VALVULAS ABIERTAS) 
CURVA B (VALVULA CERRADA 
DE FORMA PARCIAL) 
CARGA TOTAL 
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� Ejemplo Práctico 
 
3. Determine la carga de succión positiva neta requerida para el sistema de la 
figura (a), el fluido está en un tanque cerrado con presión de -20 KPa sobre el 
agua a 70 ºC. la presión atmosférica es de 100,5 KPa. El nivel del agua en el 
tanque es de 2,5 m sobre la entrada de la bomba. La tubería es de acero de 1½ 
pulgada y longitud total de 12 m. el codo es estándar, la válvula es de globo y 
está abierta por completo. El flujo volumétrico es de 1,583 lps. 
 
 
 
� Detalles de la Línea de Succión de la Bomba 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Detalles de la Línea de Descarga de la Bomba 
 
 
 
 
 
 
 
� Condiciones de Succión 
 
CAVITACIÓN 
 
PRESIÓN DE VAPOR �34 �
�34
� 
NPSH 
"�567 8 1,10 "�56: ; � "�567 � "�56: 
"�567 � �<3 = �< � �� � �34 �<3 � �>?� 
 
LÍNEA DE 
DESCARGA 
LÍNEA DE 
DESCARGA LÍNEA DE 
SUCCIÓN 
�<3= CARGA DE PRESIÓN DEL 
TANQUE 
LÍQUIDO CON CARGA DE PRESIÓN 
DE VAPOR ��� 
�@ DEBIDO A LA FRICCIÓN EN LA TUBERIA, 
DOS CODOS, VALVULA Y ENTRADA 
�<3= CARGA DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA 
CON EL TANQUE ABIERO 
LÍQUIDO CON CARGA DE PRESIÓN 
DE VAPOR ��� 
�@ DEBIDO A LAS PÉRDIDAS 
EN LA LÍNEA DE SUCCCIÓN 
�A 
��A 
VÁLVULA DE PIE CON FILTRO 
REDUCTOR EXCÉNTRICO 
FIGURA (a) FIGURA (b) 
LÍNEA DE 
SUCCIÓN 
GRIFO DE 
MUESTREO 
VALVULA DE 
INSTRUMENTACIÓN 
VALVULA DE 
ESTRANGULAMIENTO 
VALVULA DE 
VERIFICACIÓN 
VALVULA DE ALIVIO 
DE LA PRESIÓN 
BOMBA 
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 DISEÑO DE SISTEMAS DE TUBERIAS Y PROCEDIMIENTO DE SELECCIÓN DE 
BOMBAS 
 
1. Obtenga las especificaciones del sistema, inclusive del fluido por bombear, el 
valor de diseño del flujo volumétrico que se requiere, la ubicación del depósito 
donde proviene el fluido, la ubicación del punto de destino y cualesquiera 
elevaciones y presiones prescritas, en particular en la fuente y el destino. 
 
2. Determine las propiedades del fluido, incluso de la temperatura, peso 
específico, viscosidad cinemática y presión de vapor. 
 
3. Genere una distribución propuesta para la tubería, que incluya el lugar donde 
el fluido se tomará delo depósito fuente, la ubicación de la bomba y los 
detalles de las líneas de succión y descarga con las válvulas, acoplamientos y 
accesorios especiales apropiados. Considere las conexiones a los depósitos, las 
eventuales necesidades de interrumpir o controlar el flujo volumétrico del 
líquido, impedir el retroceso indeseable del flujo y el dar servicio a la bomba y 
otros equipos del sistema. 
 
4. Determine las longitudes de la tubería en las líneas de succión y descarga. 
 
5. Especifique los tamaños de tubería en las líneas de succión y descarga 
 
6. Analizar el rendimiento del sistema al flujo volumétrico de diseño para 
determinar la carga dinámica total hA. 
 
7. Evalúe la carga estática total ho 
 
8. Seleccione una bomba apropiada que entregue al menos el flujo volumétrico 
de diseño contra la carga dinámica total a dicho flujo volumétrico. 
 
9. Determine algunos puntos de la curva del sistema con el análisis de la carga 
total que corresponda a un rango de flujos volumétricos. 
 
10. Grafique la curva del sistema sobre la grafica de rendimiento de la bomba y 
determínese el punto de operación real esperado 
 
11. En el punto real de operación, determínese la potencia requerida, el flujo 
volumétrico real entregado, la eficiencia y la NPSH que se requiere. También 
compruebe el tipo de bomba, los requerimientos de montaje y los tipos y 
tamaños de los puertos de succión y descarga. 
 
12. Calcule NPSHD. 
 
13. Asegúrese que NPSHD > 1,10 NPSHR. 
 
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14. Sies necesario, proporcione medios para conectar los tamaños de tubería 
especificados en las conexiones de las bombas, si fueran de tamaños 
diferentes. Utilice una reducción o expansión graduables para minimizar las 
pérdidas de energía que dichos elementos agregan al sistema. 
 
 
� Ejemplo Práctico 
 
4. La figura muestra un sistema en el que se requiere que la bomba distribuya al 
menos 225 gal/min de agua a 60 ºF, de un depósito inferior hacia un tanque 
elevado que se mantiene a una presión de 35 psig. Diseñe el sistema y 
especifique una bomba apropiada. Después determine el punto de operación 
para la bomba del sistema diseñado y dé los parámetros de rendimiento para la 
bomba en el punto de operación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BOMBA 
VÁLVULA 
DE COMPUERTA 
VÁLVULA 
DE MARIPOSA 
CODO 90 
CODO 90 
80 PIES 
8 PIES 
TUBERIA DE ACERO 
DE 2½ PULGADA 
TUBERIA DE ACERO 
DE 3½ PULGADA 
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275
C
ar
ga
 t
o
ta
l 
(p
ie
s)
Capacidad (gal/min)
Curva del sistema
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