Caracterizacion De Bombas

A la luz de la ecuación de la energía, un dispositivo de bombeo consiste en cualquier mecanismo que le aumente la condición energética al fluido. Recordando dicha ecuación:

P_1/γ+(V_1^2)/2g+z_1+h_b=P_2/γ+(V_2^2)/2g+z_2+h_pérdidas (1)

El término hb (cabeza de bombeo) representa este incremento energético.

En el marco de un diseño hidráulico, se requerirá calcular este término con suficiente certeza, dado que de él depende que las condiciones deseadas de presión, velocidad y elevación en el punto 2 se cumplan satisfactoriamente. Lo anterior corresponde al proceso de selección de este componente dentro del abanico de posibilidades que ofrecen los distintos fabricantes.

Para hacer este procedimiento de selección de una manera fiable, es necesario interpretar la información de ingeniería presentada por el fabricante de la bomba sobre la caracterización de su máquina producto. Se entiende por caracterización la evaluación del comportamiento de entrega de energía por parte del dispositivo dentro de las posibles solicitaciones de entrega de energía a las cuales puede ser sometido. Esta información se presenta en forma de gráficas o curvas características. Una de estas curvas relaciona las distintas cabezas de bombeo posibles que puede entregar la máquina hidráulica contra el caudal que puede establecerse.

Para el caso específico se contará con un equipo de bombeo accionado por un motor eléctrico. Así pues la eficiencia energética del conjunto quedaría definida por:

η=P_hid/P_elec (2)

De la ecuación 1 se tiene en cuenta que los diámetros de succión y descarga son iguales, lo cual hace que los términos de energía cinética sean iguales y se puedan cancelar. Los términos de elevación están en el orden de los centímetros para el caso práctico y se pueden despreciar dado que las cabezas que se esperan son de un orden de magnitud mucho mayor. También se considerará que las perdidas tanto del tramo de tubería como las internas en la máquina se contabilizaran dentro de la eficiencia del conjunto.

Teniendo en cuenta lo anterior la cabeza de bombeo viene dada por:

h_b=(P_2-P_1)/γ (3)

La potencia hidráulica vendría dada por la ecuación:

P_hid=γ*Q*h_b (4)

Al conjunto de bombeo se le suministra energía eléctrica la cual viene dada por la ecuación:

P_elec=V*A (5)

Finalmente se relacionaran la cabeza de bombeo y el caudal a través de una curva Hb vs Q y se determinara también la variación de la eficiencia con respecto al caudal.

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