Este artículo incluye
- Qué es una curva de bombeo
- Altura de bombeo – Presión de bombeo
- Caudal de la bomba
- Curva de rendimiento
- Tamaño del rotor/impulsor
- Consideraciones sobre la potencia de la bomba
- Eficiencia de la bomba
- Velocidad de rotación
- Curva NPSHr
Qué es una curva de bombeo
La lectura de una curva de bomba te dirá cómo funcionará una bomba en relación con la altura de presión y el caudal. La cubierta de una curva compuesta de bomba incluirá las curvas de rendimiento de la bomba, las curvas de potencia y el NPSH necesario. Una curva se define para una velocidad de funcionamiento (rpm) y un diámetro de entrada/salida concretos.
A continuación se muestra una curva de bombeo de la Bomba EDDY HD-10000.
Altura de bombeo – Presión de bombeo
En el eje vertical Y principal de nuestro gráfico de ejemplo tenemos la presión de la cabeza y en el eje horizontal X, el caudal. Básicamente, la altura es la presión y el caudal es la cantidad de agua que puede mover la bomba.
La altura es útil porque evalúa la capacidad de una bomba para realizar un trabajo. La mayoría de las aplicaciones de las bombas implican mover líquido a un nivel superior. Si tienes que bombear un líquido a 9 metros de altura y tu bomba no tiene al menos 9 metros de altura, no hay ninguna posibilidad de que funcione. Tu bomba necesitará al menos 30 pies más la pérdida por fricción para obtener el caudal necesario en el punto de descarga requerido.
La presión de elevación variará en función de los fluidos que estés bombeando. Por ejemplo, hemos comprado una bomba que puede proporcionar 45,72 m (150 pies) de altura de elevación. Si la utilizamos para bombear agua, la presión será de unos 54,25 psi (4,485 bar). Pero si la utilizamos para bombear leche, la presión será de unos 4,64 bar (56,15 psi). La presión variará en función del líquido utilizado, pero la altura a la que puede moverlo la bomba seguirá siendo la misma.
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Caudal de la bomba
El caudal de una bomba es la cantidad de fluido que puede transportar en un tiempo determinado. Sabiendo esto, puedes evaluar si un sistema existente funciona eficazmente o no. Si conoces el caudal que deberías alcanzar y, sin embargo, tu sistema no funciona, puedes tomar las medidas necesarias para solucionar el problema.
La mejor forma de leer tu caudal con un caudalímetro. Es un dispositivo sencillo que puede medir la cantidad de fluido que pasa por una tubería. Colócalo en la tubería de descarga, lo más cerca posible de la bomba, y te dará una lectura fiable del caudal. Es importante equipar tu sistema con medidores para comprobar su rendimiento a lo largo del tiempo. Años después, otra persona hará cambios en el sistema y podrá leer los contadores añadidos al sistema para corregir cualquier problema introducido en el sistema por sus cambios.
Curva de rendimiento
La curva de rendimiento será diferente para cada bomba y algunas se adaptarán mejor que otras a las necesidades de tu sistema. Normalmente verás en el gráfico que, a medida que aumenta el caudal, disminuye la presión de la cabeza.
Al seleccionar una bomba más grande, siempre que los requisitos de tu sistema estén en la línea de rendimiento o por debajo de ella, se puede considerar la bomba. El rendimiento puede modificarse en bombas utilizando impulsores más pequeños o transmisiones de frecuencia variable que se adapten mejor a tus necesidades.
Tamaño del rotor/impulsor
El rotor o rodete es la pieza central y convierte la energía mecánica en energía de presión, lo que determina directamente la capacidad de transporte y las prestaciones hidráulicas de una bomba centrífuga o de lodos. El fluido entra en el impulsor por el ojo y luego es empujado por los álabes/paletas a medida que el fluido pasa por el canal.
En la mayoría de las bombas centrífugas, el tamaño del impulsor puede cambiarse según las necesidades. El diámetro del impulsor cambiará la cantidad de agua que puede mover. En algunas tablas de rendimiento de bombas, verás varias curvas de rendimiento que dan los detalles de la bomba para impulsores de distintos diámetros. El diámetro del impulsor figurará al final de la línea. Esto te proporciona una potente variable que puedes cambiar para conseguir el máximo rendimiento para tu aplicación.
Consideraciones sobre la potencia de la bomba
Las curvas de potencia indican la potencia necesaria para hacer funcionar una bomba en un punto determinado de la curva de rendimiento. Las líneas de la curva de potencia corresponden a las curvas de rendimiento situadas por encima de ellas y, al igual que la curva de altura-caudal, las distintas líneas corresponden a distintos tamaños de impulsor. Esta información es útil para asegurarse de que el motor seleccionado es del tamaño correcto y también se utiliza al calcular los costes de consumo de energía.
Al dimensionar un motor, hay que tener en cuenta la demanda total actual y futura para asegurarse de que el motor tiene el tamaño correcto. Normalmente, el motor no se dimensiona según el punto de máxima eficacia, sino según la potencia máxima que se necesitará. Es práctica común dimensionar el motor según los requisitos de potencia del final de la curva (EOC).
Eficiencia de la bomba
La curva de rendimiento de la bomba también proporciona curvas de eficiencia. Estas curvas de rendimiento se cruzan con las curvas de altura-caudal y están marcadas con porcentajes. El rendimiento varía a lo largo del intervalo de funcionamiento.
Algunas curvas también marcan el Punto de Mejor Eficacia (P.M.E.). Éste es el punto de la curva de rendimiento de una bomba que corresponde al mayor rendimiento y suele estar entre el 80 y el 85% de la altura de cierre. En este punto, el impulsor está sometido a una fuerza radial mínima que favorece un funcionamiento suave con pocas vibraciones y ruido, lo que conlleva un menor mantenimiento y una mayor vida útil del equipo.
Velocidad de rotación
Algunos fabricantes de bombas proporcionan tablas separadas para el funcionamiento de la bomba a distintas velocidades de giro. De este modo, puedes comparar el rendimiento para aproximarte y encontrar un motor eléctrico que se adapte a él. Normalmente, las velocidades de giro más altas requieren más mantenimiento, por lo que, siempre que sea posible, es una buena práctica elegir una bomba de velocidad más baja que cumpla los requisitos de tu sistema.
Curva NPSHr
La tercera parte de la curva de la bomba es la curva de altura neta positiva de aspiración requerida (NPSHr). La curva NPSHr proporciona información sobre las características de aspiración de la bomba a distintos caudales. Para más información sobre el NPSH, consulta aquí.
El eje x se sigue midiendo en unidades de caudal de entrada (galones por minuto), pero el eje y se mide ahora en pies de NPSHr. Cada punto de la curva identifica el NPSHr que necesita la bomba con un caudal determinado para evitar problemas de cavitación que serían perjudiciales para la bomba y tendrían un impacto negativo en el rendimiento general de la bomba.
El NPSH es la presión mínima que debe haber en la entrada de aspiración de la bomba para superar las pérdidas de entrada y evitar la cavitación.
La cavitación se produce cuando la presión en la entrada de la bomba llega a un punto lo suficientemente bajo como para que el agua empiece a hervir, lo que crea burbujas de aire que se expanden y colapsan rápidamente, destruyendo poco a poco la superficie de la bomba y la carcasa, y haciendo necesaria una bomba nueva.
La cavitación de la bomba se producirá si no hay suficiente NPSHa. La cavitación provoca daños y erosión de piezas críticas de la bomba, como el impulsor, las juntas de la bomba y la voluta, lo que reduce el rendimiento de la bomba y encarece su sustitución y mantenimiento.
La presión también desempeña un papel importante. Dado que las bombas dependen de la creación de patrones de niveles de alta y baja presión para mover los materiales a través del sistema, las zonas de baja presión pueden provocar repentinamente la ebullición espontánea de los líquidos. Asegurando que el sistema proporcione siempre suficiente NPSH, los niveles de presión se mantienen por encima del punto de cavitación y la vaporización sale de la bomba.
Así que, aunque complejas, las curvas de la bomba son la mejor forma de determinar el tamaño de tu bomba y la potencia que necesita para un trabajo concreto. Si se bombean sólidos, hay que tener en cuenta factores adicionales.
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