Cálculo de la característica del sistema

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.

Punto de funcionamiento de una bomba centrífuga

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.

Altura total

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.

Tasa de flujo

El caudal objetivo para el diseño de una bomba se determina a partir de la aplicación, por ejemplo, para sistemas de calefacción a partir del cálculo de la demanda de calor o para sistemas de alcantarillado a partir de parámetros estadísticos para la cantidad máxima esperada de aguas residuales. Existen estándares nacionales e internacionales para muchas aplicaciones.Las características de una bomba centrífuga (por ejemplo, altura de suministro, consumo de energía, eficiencia) se especifican en función del caudal.

Cabeza de entrega

El cabezal de suministro objetivo para el diseño de la bomba se compone de:
  • la altura estática (estática = independiente del caudal)
    • Diferencia de altura entre el nivel de líquido del lado de succión y del lado de presión (altura geodésica)
    • Diferencia de presión entre los contenedores de presión y del lado de succión (con contenedores cerrados)
    • posiblemente presión de salida requerida
  • la cantidad de pérdida de las pérdidas de presión en el sistema de tuberías dependiendo del caudal
El trabajo mecánico utilizable transferido desde la bomba al líquido a bombear, basado en la fuerza del peso, se denomina altura de suministro H de la bomba. A velocidad constante ny caudal constante Q, es independiente de la densidad del líquido bombeado, pero depende de su viscosidad.Puede calcularse dividiendo la diferencia de presión por la densidad del medio bombeado y la constante gravitacional local.En el caso de líquidos newtonianos, se puede considerar la altura de suministro para viscosidades cinemáticas inferiores a 20 mm² / s independientemente del medio bombeado. Por este motivo, es especialmente adecuado para visualizar la curva característica de las bombas centrífugas.Al bombear agua, el valor de la altura de suministro es igual a la presión en metros de columna de agua.