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Curva de bomba

Posted on de Jens-Uwe Vogel
La curva característica de la bomba es curva y cae de izquierda a derecha en el diagrama al aumentar el caudal. La pendiente de la curva característica está determinada por el diseño de la bomba y, en particular, por la forma del impulsor.La característica de la curva de la bomba es la dependencia mutua del caudal y la altura de descarga.Cada cambio en la altura de suministro siempre resulta en un cambio en el caudal.Gran caudal: & gt; cabeza baja Caudal pequeño – & gt; cabeza grandeAunque solo el sistema de tuberías instalado, debido a la resistencia intrínseca, dicta qué caudal se transporta a una determinada salida de bomba, la bomba en cuestión solo puede asumir un punto de funcionamiento en su curva característica. Este punto de funcionamiento es la intersección de la curva de la bomba con la curva de la red de tuberías respectiva.Además de la curva característica Q-H, las siguientes curvas características se pueden encontrar a menudo en bombas centrífugas:
  • rendimiento
    • Potencia del eje P 2 (Q)
    • Consumo de energía P 1 (Q) (a menudo con bombas de motor sumergible y bombas de rotor húmedo)
  • eficiencia
    • Eficiencia hidráulica η hydr (Q)
    • Eficiencia general η tot (Q) (a menudo con bombas de motor sumergible y bombas de rotor húmedo)
  • NPSH requiere NPSH req (Q)
  • Velocidad n (Q)
& nbsp;

Cálculo de la característica del sistema

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La altura de suministro necesaria de una bomba en una tubería no ramificada se obtiene de la ecuación de BERNOULLI para flujos estacionarios unidimensionales de medios incompresibles:p in , p out = presiones al aspirar o descargar los niveles de líquido ρ = densidad del líquido g = aceleración de la gravedad (9,81 m / s²) H geo = diferencia de altura estática entre el nivel de líquido de los contenedores del lado de succión y de presión H l, tot = pérdida total por fricción de la tubería entre la entrada y la salida v in , v out = velocidades medias de flujo en los contenedores del lado de succión y presiónDe acuerdo con la ley de continuidad, las velocidades medias de flujo en los tanques del lado de succión y del lado de presión son en su mayoría insignificantemente pequeñas y pueden despreciarse si las superficies del tanque son relativamente grandes en comparación con las de las tuberías. En este caso, la fórmula anterior se simplifica a:La parte estática de la característica del sistema, es decir, la parte que no depende de la velocidad del flujo y, por lo tanto, del caudal, es:Para sistemas cerrados, este valor es cero.La cantidad total de pérdida se compone de las pérdidas de todos los componentes de las líneas de succión y presión. Con números REYNOLDS suficientemente grandes, es proporcional al cuadrado del caudal volumétrico.g = aceleración debida a la gravedad (9,81 m / s²) H l, tot = pérdida total por fricción entre la entrada y la salida v i = velocidades de flujo medias a través del área de la sección transversal de la tubería i A i = área característica de la sección transversal de la tubería ζ i = coeficiente de pérdida por fricción para tuberías, accesorios, etc. Q = caudal k = factor de proporcionalidadEn las condiciones mencionadas, ahora se puede especificar la parábola de la característica del sistema:El factor de proporcionalidad k se determina a partir del punto de funcionamiento deseado. La intersección de la característica del sistema con la curva de aceleración específica de la bomba (característica de la bomba) representa el punto de funcionamiento real.

Característica del sistema

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La característica del sistema consta de una parte estática y otra dinámica.H A = H A, 0 + H v (Q)Se caracteriza principalmente por la diferencia de altura estática H Geo entre los niveles de líquido en los tanques de succión y presión, así como las pérdidas por fricción H v a través de todo el sistema de flujo de líquido.El componente estático H A, 0 es independiente de la velocidad del flujo (y por tanto del caudal). Contiene la diferencia de altura geodésica, así como la diferencia de presión entre el recipiente de succión y presión o el punto de entrada y salida del sistema en consideración. Con circuitos cerrados (p. Ej., Circulación de calefacción), la altura estática es siempre cero.La parte dinámica de la característica describe las pérdidas de la tubería, que dependen del caudal. En el caso de flujo turbulento de fluidos NEWTON con coeficientes de pérdida constante de los componentes del sistema, la curva característica resulta en una parábola cuadrática. Si se conocen la altura estática y el punto de operación objetivo, las características del sistema se pueden mostrar con suficiente precisión.

Criterios de dimensionamiento

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Los cuatro criterios más importantes son: ¿QUÉ tipo de medio? – & gt; Medio bombeado CUANTO monto? – & gt; Cargo de entrega ¿DÓNDE, qué tan lejos, qué tan alto? – & gt; Línea transportadora ¿CON QUÉ se debe bombear? – & gt; Unidad transportadoraSi se conocen la velocidad de entrega y la distancia de entrega, la altura de entrega se puede calcular utilizando el cálculo de pérdida de presión. La tasa de suministro y la altura de suministro juntos forman el punto de operación objetivo para el diseño de la bomba.

Punto de funcionamiento de una bomba centrífuga

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Indica los valores de caudal y altura de impulsión que se establecen en funcionamiento estacionario con la velocidad n perteneciente a la característica de altura de impulsión de la bomba «.El punto de funcionamiento deseado debe entenderse como el punto de la curva característica del sistema para el que se busca una bomba de acuerdo con los cálculos de la tubería. El objetivo de la selección es (además de otros criterios como la máxima eficiencia) minimizar la desviación entre el punto de funcionamiento deseado y el punto de funcionamiento (real).El punto de funcionamiento del sistema siempre está en la intersección entre la bomba y la característica actual del sistema. A velocidad constante, se mueve en la curva del acelerador aumentando la resistencia de la tubería a un flujo de volumen menor. El punto de operación debe estar cerca de la eficiencia óptima.

Punto de diseño de la bomba

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Está determinado por el caudal y la altura de suministro a la velocidad de funcionamiento correspondiente. Al bombear medios muy viscosos, las características de la bomba y, por lo tanto, también el punto de diseño se desplazan en comparación con la curva característica registrada con agua.

Altura total

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La altura de suministro se define como la fuerza mecánica efectiva ejercida por la bomba sobre el medio bombeado y se expresa como una unidad de peso con la constante gravitacional local.A velocidad constante y flujo constante, es independiente de la densidad del fluido, pero depende de su viscosidad.

Altura de aspiración positiva neta (NPSHr)

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La fuerte dependencia de la velocidad de la bomba es generalmente reconocible. Si el diseño permanece sin cambios, esto corresponde a:Alta velocidad -> Alta presión de retención Baja velocidad -> Presión de retención bajaPara tener en cuenta cualquier incertidumbre en el diseño del punto de funcionamiento, estos valores deben aumentarse en un margen de seguridad de 0,5 m al seleccionar la bomba.Para la altura de presión de mantenimiento HH, por definición se determina metrológicamente que se permite una cavitación mínima a la altura de presión de mantenimiento HH, que:
  • La altura de suministro de la bomba en el punto nominal se redujo en un 3%
  • No permite ninguna destrucción material que perjudique la función y la vida útil.
Debido a la cavitación permitida, aún pueden producirse ruidos de cavitación, algunos de los cuales se perciben como molestos.Para eliminar la cavitación residual, es necesario agregar un margen de alrededor de + 1 a + 5 m a la altura mínima de entrada calculada. Esta adición depende de la velocidad y el punto de funcionamiento de la bomba.

Punto de funcionamiento de una bomba centrífuga

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Especifica los valores del caudal de impulsión Q y la altura de impulsión H, que se establecen en funcionamiento estacionario con la velocidad n perteneciente a la característica de altura de impulsión de la bomba.El punto de funcionamiento deseado debe entenderse como el punto de la curva característica del sistema para el que se busca una bomba de acuerdo con los cálculos de la tubería. El objetivo de la selección es (además de otros criterios como la máxima eficiencia) minimizar la desviación entre el punto de funcionamiento deseado y el punto de funcionamiento (real).El punto de funcionamiento del sistema siempre está en el punto de intersección entre la bomba y la característica actual del sistema. A velocidad constante, migra en la curva del acelerador aumentando la resistencia de la tubería a un flujo de volumen menor. El punto de operación debe estar cerca de la eficiencia óptima.