La curva de la bomba no solo sirve como guía para los ingenieros al diseñar soluciones de transporte de fluidos, sino que también proporciona información para que los usuarios realicen mantenimiento preventivo en las bombas.
Este artículo explica las curvas de las bombas centrífugas y explica cómo interpretarlas y utilizarlas. Si desea comprenderlas a fondo, lea este artículo.
¿Qué es una curva de bomba centrífuga?
Los gráficos de curva de la bomba son una curva que representa la relación entre los diversos parámetros de rendimiento de la bomba, muestra el rendimiento y el estado de funcionamiento de la bomba de agua en diferentes condiciones.
El gráfico de la curva de rendimiento de la bomba contiene la siguiente información:
Cabezal de la bomba
🔸Tasa de flujo
🔸NPSH (Altura de succión neta positiva)
Tamaño del impulsor y rendimiento de la bomba
Curva de eficiencia de la bomba
🔸RPM (Revoluciones por minuto)
🔸BEP (Punto de Mejor Eficiencia)
La curva de la bomba centrífuga no solo es una herramienta importante para la selección de la bomba, sino también una referencia en los trabajos de mantenimiento para comprobar si el estado de varios puntos de funcionamiento de la bomba se desvía de los valores recomendados por la curva característica de la bomba.
Fig. El eje Y representa la altura en metros, y el eje X representa el caudal en m³/h, o L/s.
La línea roja representa el rango de eficiencia óptima de la bomba, donde la bomba logra una alta eficiencia y minimiza el desgaste.
¿Cómo leer una curva de rendimiento de una bomba?
Los ingenieros suelen utilizar las curvas de rendimiento de las bombas para realizar la selección inicial. Al utilizar la información de la curva, como la altura de bombeo y el caudal, y su intersección, podemos seleccionar aproximadamente el modelo de bomba.
Para comprender la curva de rendimiento de una bomba, primero debe comprender sus diversos parámetros. Continúe leyendo el siguiente contenido para comprenderla a fondo.
1. Cabezal de la bomba
El eje Y de la curva de la bomba representa la altura de bombeo, que representa la altura a la que una bomba puede bombear líquido. En pocas palabras, es la distancia vertical entre la salida de la bomba y la altura final de bombeo. En los cálculos reales, también deben considerarse factores como las pérdidas en los codos y la fricción de las tuberías.
A continuación se presenta una explicación más detallada del cabezal de la bomba. Cabezal dinámico total.
Cabezal dinámico total
Qué es TDH ¿En la curva de la bomba? En resumen, solemos usar el eje Y de la curva de la bomba para representar la TDH. La altura dinámica total de la bomba es la suma de la elevación estática, la altura de presión, la altura de potencia, la pérdida por fricción y otros factores de la bomba. Se puede entender como la altura a la que la bomba puede elevar el fluido después de considerar los factores anteriores. Generalmente se expresa en metros o pulgadas.
¿Cómo calcular la carga dinámica total?
TDH = Elevación estática + Altura de presión + Altura de velocidad + Pérdida de fricción
- Elevación estática: la elevación estática se refiere a la diferencia de altura entre el puerto de succión de la bomba y la superficie del líquido cuando la bomba está estacionaria.
- Carga de Presión: La carga de presión es la presión estática proporcionada por el fluido. Es decir, se refiere a la carga generada por la presión del fluido en la tubería. Se generarán diferentes cargas de presión en los extremos de succión y descarga de la bomba. A mayor presión del fluido, mayor carga de presión.
- Carga de velocidad: La carga de velocidad es la altura a la que la energía cinética del fluido lo eleva durante su flujo. A mayor velocidad del fluido, mayor carga de velocidad.
- Pérdida por fricción: La pérdida por fricción es la pérdida de energía que se genera en los codos, válvulas y tuberías de la tubería cuando la bomba está transportando fluido.
Fórmula de carga dinámica total
TDH=H estático + H presión + H velocidad + H fricción
2. Caudal
El eje X de la curva de rendimiento de la bomba representa el caudal, que puede entenderse como el volumen de fluido que la bomba puede suministrar por unidad de tiempo. Generalmente se expresa en metros cúbicos por hora (m³/h) o litros por segundo (L/s).
3. Punto de máxima eficiencia de la curva de la bomba
La bomba tiene la máxima eficiencia y el menor desgaste en este estado de funcionamiento.
4. Tamaño del impulsor y rendimiento de la bomba
El tamaño del impulsor afecta el rendimiento de la bomba. Aumentar el tamaño del impulsor aumenta el caudal de la bomba, ya que un impulsor más grande puede impulsar más líquido. Según la ley de afinidad: H ∝ D², donde D es el diámetro del impulsor, aumentar el tamaño del impulsor también aumenta la altura de la bomba.
Sin embargo, es importante considerar que simplemente aumentar el tamaño del impulsor no necesariamente mejora la eficiencia. Un impulsor más grande requiere un motor de mayor potencia para mantener la rotación. Es necesario encontrar el punto óptimo de eficiencia en la curva de la bomba.
5. Curva de eficiencia de la bomba
La curva de eficiencia de la bomba es crucial en el análisis de bombas porque nos indica con qué eficiencia funciona una bomba en diferentes condiciones, es decir, qué parte de la potencia de entrada del motor se utiliza para mover líquido.
La curva de eficiencia de la bomba también nos ayuda a identificar el Punto de Máxima Eficiencia (PME) y el rango de alta eficiencia. El PME o rango de alta eficiencia es donde la bomba alcanza el máximo rendimiento y minimiza el desgaste.
6. RPM
La velocidad de la bomba tiene un impacto significativo en la altura de elevación y el caudal durante el funcionamiento. Al seleccionar una bomba, se debe considerar la velocidad en el punto de máxima eficiencia.
7. NPSH
La altura de succión neta positiva (NPSH) es un indicador importante para prevenir la cavitación durante el funcionamiento de la bomba. NPSH consta de dos parámetros.
- NPSH A:El NPSH requerido para la bomba en funcionamiento real.
- NPSH R:El NPSH mínimo requerido para que la bomba funcione.
Al diseñar una solución de suministro de bomba, NPSH A > NPSH R Se debe cumplir con lo establecido para garantizar que haya suficiente presión en el extremo de succión de la bomba para evitar que se produzca cavitación en la bomba.
¿Cómo leer el NPSH en la curva de la bomba?
En una curva de bomba, NPSH es la línea discontinua perpendicular al eje X.
Podemos observar que las diferentes posiciones tienen diferentes valores de NPSH. En el contenido anterior, mencionamos que el NPSH incluye el NPSH. A (NPSH realmente requerido durante el funcionamiento) y NPSH R (NPSH mínimo requerido para el funcionamiento). Tenga en cuenta que el NPSH A > NPSH R Se debe garantizar que no se produzca cavitación en la bomba.
Hemos determinado la ubicación del punto A y podemos ver que el punto A está cerca del rango de NPSH R de 8 m. Por lo tanto, podemos determinar que, al diseñar el sistema de bombeo, debemos asegurarnos de que el NPSH A >8m para prevenir mejor la cavitación.
Aunque las curvas de bombeo proporcionadas por cada fabricante de bombas no son exactamente iguales, si puede comprender el significado de los distintos parámetros en la curva de rendimiento de la bomba, puede realizar una selección de bomba simple según las curvas de bomba proporcionadas por el fabricante.
¿Cómo utilizar la curva de selección de bombas?
Con la explicación anterior, todos tienen una comprensión básica de las curvas de bombeo. Ahora, podemos usarlas para seleccionar modelos de bombas.
- Utilizando los datos de caudal y altura requeridos, determinamos el punto de funcionamiento de la bomba.
- El punto de mejor eficiencia (BEP) se encuentra cerca del punto de operación.
- El BEP nos permite determinar la potencia óptima del motor a partir de la curva de la bomba.
Consejos de expertos:
💡 Al seleccionar una bombaIntente elegir uno que esté en o cerca del BEP para asegurarse de que se encuentre dentro del rango de alta eficiencia y maximizar su vida útil.
💡 Utilizando las curvas de bomba proporcionadas por los fabricantes, podemos realizar el mantenimiento de las bombas existentes. Por ejemplo, según el BEP de la bomba, podemos ajustar el tamaño del impulsor o modificar las tuberías y los codos para minimizar el desgaste y mejorar la eficiencia.
Impacto de la gravedad específica y la viscosidad en la bomba
1. ¿Cómo cambia la curva de una bomba con la gravedad específica?
La gravedad específica del fluido afecta la potencia de la bomba. Cuanto mayor sea la gravedad específica, mayor será el consumo de energía de la bomba.
Según la relación entre la gravedad específica y la densidad de un fluido, cuanto mayor sea la gravedad específica, mayor será la densidad. Al aumentar la densidad del fluido, mayor es la resistencia del sistema de bombeo para transportarlo, por lo que requiere mayor potencia.
Cuando una bomba suministra un fluido con una gravedad específica mayor a la esperada, aumentará el consumo de energía de la bomba, hará que el flujo de la bomba sea inestable, acelerará el desgaste y reducirá la eficiencia y la vida útil del sistema de bomba.
2. Efecto de la viscosidad en el rendimiento de la bomba
El cambio en la viscosidad del fluido afectará la potencia, el caudal y la altura de la bomba. Al aumentar la viscosidad del fluido, el caudal disminuirá y la potencia y la altura aumentarán.
Al aumentar la viscosidad del fluido transportado por la bomba, aumenta la resistencia al flujo en la tubería, disminuye su fluidez y, en consecuencia, el caudal. Para mantener el mismo caudal, el sistema de bombeo necesita aumentar su potencia, lo que aumenta su consumo energético.
Cuando la viscosidad del fluido aumenta, aumenta la resistencia al flujo en la tubería. Para superar estas resistencias, el sistema de bombeo requiere mayor fuerza (altura) para transportar el fluido, lo que aumenta la altura de la bomba.
Entonces podemos concluir que cuando la viscosidad del fluido aumenta, la bomba requiere más potencia para transportar el fluido, lo que resulta en una disminución del caudal, un aumento de la potencia de la bomba y una disminución de la eficiencia de la bomba.
Conclusión
En resumen, la curva de la bomba puede proporcionar datos muy importantes durante la selección y el mantenimiento de la misma. Con base en datos como el caudal, la altura de elevación y la potencia, podemos determinar el rango de funcionamiento eficiente de la bomba y realizar la selección correcta o el mantenimiento óptimo para maximizar la eficiencia.
Preguntas frecuentes
Curva de la bomba de desplazamiento positivo
Las bombas de desplazamiento positivo dependen de cambios periódicos en el volumen dentro de la bomba para suministrar fluido, por lo que en la curva de la bomba de desplazamiento positivo, el caudal no cambia con la presión.
En un gráfico de bomba de desplazamiento positivo, la curva característica de flujo frente a presión es casi horizontal.
Curva de la bomba: potencia vs. caudal
La potencia de la bomba aumenta exponencialmente con el aumento del caudal.
Cuando aumenta el caudal, el fluido producirá una mayor resistencia en la tubería y la bomba necesitará aumentar más potencia para impulsar el fluido.
¿Cómo afecta el VFD a la curva de la bomba?
El sistema VFD puede ajustar la velocidad del motor de acuerdo con los cambios de carga del sistema de bomba, cambiando así la velocidad de la bomba.
Al ajustar la velocidad de la bomba a través del sistema VFD, se pueden controlar con precisión el flujo y la altura del sistema de bomba, se puede ahorrar energía, se pueden reducir las pérdidas innecesarias, la bomba siempre puede mantener un funcionamiento de alta eficiencia, se puede extender la vida útil de la bomba y se pueden reducir los costos de mantenimiento.
Curva de la bomba y curva del sistema
La curva de resistencia del sistema de bombeo muestra los cambios en la resistencia y el caudal que todo el sistema debe superar para impulsar el fluido. Estas resistencias incluyen la fricción de la tubería, las pérdidas por curvatura y las pérdidas por válvulas, entre otras.
En la curva de resistencia del sistema de bombeo, la curva disminuye gradualmente con el aumento del caudal y aumenta gradualmente con el mismo. La intersección de estas dos curvas constituye el punto de trabajo del sistema de bombeo. En este punto, la altura y la resistencia del sistema de bombeo están equilibradas, lo que constituye el punto de trabajo óptimo.
