Download ¿Cómo leer la curva característica de una bomba?

¿Cómo leer la curva característica de una bomba?
Este boletín trata sobre la lectura y la
comprensión de las curvas de funcionamiento de
una bomba centrífuga. Se consideran tres tipos
de curvas:



Este término se usa en relación a la capacidad de
la bomba de aspirar fluido, conteniendo una cierta
cantidad de líquido en su interior. Si se para la
bomba después del cebado inicial, un porcentaje
del fluido de la carcasa de la bomba retorna al
depósito de aspiración. Este nivel de líquido se
definiría como “nivel de recebado”.
bomba autocebante “a eje libre”;
grupo autónomo autocebante;
bomba sumergible.
LECTURA DE LA CURVA DE TRABAJO
DEFINICIONES
El fabricante representa sobre un diagrama altura
vs caudal, la curva de funcionamiento de la
bomba. Además se incluye información adicional
relativa a la potencia consumida, rendimiento,
cebado y o el impulsor. Después del diseño de
una bomba, se fabrica un prototipo para
determinar sus prestaciones en relación a presión
y caudal. Tras los ensayos y documentar los
límites de caudal y presión, se puede trazar la
curva de funcionamiento. Cada bomba tiene su
propia curva de funcionamiento. Hay muchos
tipos de bombas capaces de bombear diferentes
caudales a presiones distintas y se recomienda
consultar sus curvas características antes de
seleccionar la bomba.
Altura Dinámica Total (TDH) – es la suma de la
altura estática o geométrica a vencer y las
pérdidas de carga de la instalación. En campo, el
valor de TDH se obtiene a partir de las lecturas de
manómetros conectados en las bridas de
aspiración e impulsión de la bomba.
Caudal (Q) – cantidad de fluido por unidad de
tiempo.
Rendimiento – relación entre la potencia
consumida por la bomba y la potencia hidráulica
(sin pérdidas). Se expresa en porcentaje.
NPSHR – Altura neta positiva de aspiración,
requerida por la bomba. Es la cantidad de presión
atmosférica necesaria para mover el líquido por la
aspiración de la bomba. El valor del NPSHR está
directamente relacionado con el diseño de la
bomba.
CURVA DE UNA BOMBA A EJE LIBRE
Este apartado se refiere a la curva de
funcionamiento de una bomba a eje libre que
necesita un cierto tipo de accionamiento,
habitualmente un motor eléctrico.
Altura estática de aspiración – distancia vertical
entre el nivel de líquido del depósito de aspiración
y el centro de la brida de aspiración de la bomba.
A continuación, se describen los puntos de interés
y su localización en la curva.
Recebado – término empleado para nombrar el
segundo y subsiguientes intentos de aspirar
líquido tras el cebado inicial y haber bombeado.
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Curva de funcionamiento a velocidad variable,
representando cómo varía el caudal de bombeo
con la altura de trabajo. Se trazan diversas curvas
con las velocidades necesarias para alcanzar una
cierta altura a un caudal determinado.
Este recuadro contiene la referencia de la
curva característica, el código del cuerpo y del
rodete y su diámetro. Se incluye el modelo de
bomba, el tamaño de las bridas de conexión, la
densidad del producto empleado para obtener la
curva y la velocidad o velocidades de servicio.
Información relativa a la altura neta positiva de
aspiración, requerida por la bomba (NPSHR). Los
valores se muestran en pies (FT) y en metros (M).
Prestaciones de recebado.
Altura Dinámica Total (TDH). Este valor es la
suma de las pérdidas de carga de la instalación y
de la altura estática total. En campo, corresponde
a la diferencia de lecturas entre manómetros
instalados en las bridas de la bomba. Se
muestran tres escalas: en metros (M); libras por
pulgada cuadrada (PSI) y pies (FT).
Rendimiento del equipo en %. En este caso,
varía entre el 40 – 58 %.
Cobertura hidráulica de la bomba.
Básicamente, la curva de funcionamiento de una
bomba, tiene tres parámetros relacionados entre
sí. Conociendo dos de ellos, se determina el 3º.
En campo, puede medirse la velocidad de la
bomba (con un tacómetro) y la altura dinámica
total, por diferencia de lecturas entre manómetros
instalados en sus bridas. Situando ambos valores
Caudal de trabajo sobre tres escalas: galones
U.S. por minuto (GPM); litros por segundo (LPS) y
3
metros cúbicos por hora (m /h).
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sobre la curva característica, se deduce el caudal
de trabajo. Un punto de trabajo se describe
habitualmente por una altura y un caudal.
En la etapa del diseño de la aplicación, siempre
debería realizarse el siguiente ejercicio. Por
ejemplo, supóngase que es necesario bombear
3
180 m /h de agua a una altura (TDH) de 17 m. Al
situar el punto de trabajo sobre la curva de la
bomba, se puede conocer otros detalles tales
como la velocidad, el consumo eléctrico y el
rendimiento entre otros aspectos.
A continuación se presentan dos formas de
conocer el tercer parámetro e información
complementaria.
Velocidad – El punto de trabajo se sitúa sobre
la curva marcada “1.250 r.p.m.” Por lo tanto la
bomba debe girar a esta velocidad para conseguir
este punto de trabajo.
Localice el valor de 17 m de TDH y trace una
línea horizontal a lo largo de toda la cobertura
hidráulica.
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Localice el caudal de 180 m /h y dibuje una
línea vertical hasta cortar la horizontal de 17 m de
TDH.
Potencia en eje – el punto de trabajo se
localiza por debajo de la línea de 20 CV (14,9 kW)
entre los 15 – 20 CV con un consumo aproximado
de 18 CV (13,4 kW). Si no va a modificarse el
punto de trabajo, el motor recomendado sería de
25 CV (18,5 kW).
La intersección entre ambas rectas es el punto
de trabajo.
Información adicional
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Altura de recebado – Esta tabla muestra, en
función de la velocidad de servicio, la profundidad
a la que la bomba se receba. A 1.250 r.p.m., la
bomba es capaz de recebarse desde 6,4 m de
profundidad.
Rendimiento – El punto de trabajo está entre
las líneas correspondientes al 58 %. Esta área de
la curva recibe el nombre de punto de mayor
rendimiento (BEP). A su derecha e izquierda el
rendimiento decrece.
CURVA DE UN GRUPO AUTÓNOMO
NPSHR – Este valor corresponde a la
intersección entre la línea vertical del caudal de
trabajo y la curva de NPSHR @ 1.550 r.p.m. En el
punto de intersección se traza una horizontal
hasta cortar la escala del NPSHR. En este caso,
dicho valor es de 2 m.
Se entiende por grupo autónomo autocebante,
una bomba autoaspirante con accionamiento por
motor diesel o de gasolina.
Este recuadro es variable y se refiere al
fabricante y al modelo del motor instalado,
configuración del limitador de velocidad, velocidad
mínima de trabajo y la capacidad de manipulación
de sólidos de la bomba.
La información habitual de este recuadro es la
referencia de la curva característica, los códigos
del cuerpo y del rodete con su diámetro, el
modelo de bomba, tamaño de las bridas de
conexión, la densidad del producto empleado
para obtener la curva y la velocidad o velocidades
de servicio.
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bombeo con la altura de trabajo. Se trazan
diversas curvas con las velocidades necesarias
para alcanzar una cierta altura a un caudal
determinado.
Altura Dinámica Total (TDH). Este valor es la
suma de las pérdidas de carga de la instalación y
de la altura estática total. En campo, es la
diferencia de lecturas entre manómetros
instalados en las bridas de la bomba. Hay tres
escalas: en metros (M); libras por pulgada
cuadrada (PSI) y pies (FT).
Muestra el comportamiento de la bomba en
régimen autocebante y en función de las
profundidades de aspiración.
Caudal de trabajo en tres escalas: galones
U.S. por minuto (GPM); litros por segundo (LPS) y
3
metros cúbicos por hora (m /h).
Considérese un grupo de bombeo autocebante
autónomo que trabaja a 1.900 r.p.m. y se ha
medido una altura TDH de 27,5 m. ¿Cuál es el
caudal de bombeo?
Curva de funcionamiento a velocidad variable
H / Q, representando cómo varía el caudal de
En el punto de trabajo, dibuje una línea
vertical hasta cortar la escala de caudales de
interés. Se lee un caudal de 100 l/s.
Localice el valor de 27,5 m de TDH y tire una
línea horizontal hacia la derecha de la curva.
Localice la curva H / Q marcada por “1.900
r.p.m.”
Si la bomba aspirara a más de 5,5 m de
profundidad, el caudal se reduciría debido a las
nuevas condiciones de NPSH. En tal caso, para
saber la disminución de caudal, sitúese sobre la
El punto de trabajo es la intersección entre
ambas líneas.
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línea horizontal del punto de trabajo (27,5 m) y
desplácese hacia la izquierda, a mayores alturas
de aspiración. La nueva intersección entre la línea
horizontal y la nueva vertical de aspiración (6,1 m)
es el nuevo punto de trabajo.
Si la bomba tuviera que aspirar desde 7,6 m
de profundidad, el caudal de servicio disminuiría
hasta 63 l/s.
CURVA DE UNA BOMBA SUMERGIBLE
Esta sección trata sobre la curva característica de
una bomba sumergible. La curva siguiente
muestra los aspectos a tener en cuenta.
Si la bomba tuviera que aspirar desde 6,1 m
de profundidad, el nuevo caudal de servicio sería
de 94 l/s.
mencionarse la capacidad de manipulación de
sólidos de la bomba.
La información habitual de este recuadro es la
referencia de la curva característica, los códigos
del cuerpo y del rodete con su diámetro, el
modelo de bomba, tamaño de las bridas de
conexión, la densidad del producto empleado
para obtener la curva y la velocidad o velocidades
de servicio.
Altura Dinámica Total (TDH). Este valor es la
suma de las pérdidas de carga de la instalación y
de la altura estática total. En campo, es la
diferencia de lecturas entre manómetros
instalados en las bridas de la bomba. Hay tres
escalas: en metros (M); libras por pulgada
cuadrada (PSI) y pies (FT).
Este recuadro contiene información variable y
se refiere al motor de accionamiento: potencia;
voltaje y nº de fases. También puede
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de conexión, y de potencia (kW). Esta curva se
complementa con la tabla de la parte inferior
derecha de la curva.
Caudal de trabajo en tres escalas: galones
U.S. por minuto (GPM); litros por segundo (LPS) y
3
metros cúbicos por hora (m /h).
Supóngase una bomba sumergible con la curva
de funcionamiento abajo indicada. Para estimar la
altura de bombeo TDH puede leerse un
manómetro dispuesto en la tubería de impulsión y
hacer las correcciones oportunas. Si la altura
medida y corregida es de 143 m ¿qué caudal
entrega la bomba?
Curva de funcionamiento H / Q a velocidad
constante, representando cómo varía el caudal de
bombeo con la altura de trabajo. Se traza una
única curva, a la velocidad del motor instalado.
Muestra el consumo eléctrico de la bomba en
términos de intensidad (amperios / A) a la tensión
Amperaje del motor. Se asume que la tensión
del motor es de 380 V. La línea vertical dibujada
corta también tres líneas discontínuas que se
refieren al consumo eléctrico en amperios y
kilowatios. En el punto de intersección dibuje una
nueva línea horizontal hasta cortar las escalas
“KW” y “AMP” del recuadro inferior derecho. En
este ejemplo, el consumo sería de 260 A.
Localice el valor de 143 m de TDH y dibuje
una línea horizontal hacia la derecha de la curva.
El punto de trabajo es la intersección entre la
curva H / Q y la línea horizontal trazada.
En el punto de trabajo, dibuje una línea vertical
hasta cortar la escala de caudales de interés. Se
lee un caudal de 88 l/s, aproximadamente.
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