Cálculo y Selección de la Bomba de Refuerzo
EJEMPLO
Selección de la bomba de refuerzo
Para seleccionar una bomba de refuerzo, se utiliza una relación gráfica entre la altura y el caudal de agua, que es única para cada modelo y se proporciona en los catálogos del fabricante.
El método de selección de la bomba de refuerzo depende de las tareas que se le asignen. Para seleccionar una bomba de refuerzo, se especifica el caudal y se traza una línea perpendicular desde el eje de las abscisas hasta la curva característica de la bomba. El punto de trabajo resultante determinará la altura en el caudal especificado.
La bomba de circulación se selecciona superponiendo la característica hidráulica del circuito de circulación, que refleja la dependencia de la pérdida de altura sobre el caudal de agua calculado, en la curva característica de la bomba. El punto de trabajo se ubicará en la intersección de las características de la bomba y el circuito de circulación.
Si varios modelos cumplen con los parámetros especificados, se elige una bomba menos potente que opere con una mayor eficiencia. Al seleccionar una bomba centrífuga para una red con caudal de agua variable, es mejor elegir un modelo con una curva de altura más plana y un rango de caudal más amplio.
Las características de ruido a menudo se convierten en un factor decisivo al elegir bombas para su instalación en edificios residenciales. En tales casos, se recomienda elegir una bomba con un motor eléctrico de menor potencia y una frecuencia de rotación de no más de 1500 revoluciones por minuto.
Cálculo de la Bomba de Refuerzo
El cálculo de una bomba de refuerzo implica determinar dos parámetros necesarios para el funcionamiento del sistema: el caudal y la presión. Dependiendo del esquema de instalación, el enfoque para calcular estos parámetros puede variar.
El cálculo de la bomba de refuerzo para un sistema de suministro de agua se lleva a cabo según el consumo de agua durante la hora máxima de uso, mientras que la presión se determina por la diferencia entre la presión deseada en la entrada del sistema de suministro de agua y la presión en la entrada de la red de agua.
La presión en la entrada del sistema de suministro de agua es igual a la suma de la presión excedente en el punto de toma de agua superior, la altura de la columna de agua desde la bomba hasta el punto superior en metros y la pérdida de altura en el tramo entre la bomba de refuerzo y el punto superior. La presión excedente en el punto de toma de agua superior generalmente se toma como 5-10 m.
El cálculo de la bomba de alimentación para un sistema de calefacción conectado según un esquema independiente se realiza en función del tiempo máximo permitido para llenar el sistema y su capacidad. El tiempo de llenado del sistema de calefacción generalmente se toma como alrededor de 2 horas. La presión de la bomba de alimentación se determina por la diferencia entre la presión de apagado de la bomba (sistema lleno) y la presión en el punto de conexión de la línea de alimentación.
El cálculo de la bomba de circulación para un sistema de calefacción se realiza en función de la carga térmica y el gráfico de temperatura calculado. El caudal de la bomba es proporcional a la carga térmica e inversamente proporcional a la diferencia de temperatura calculada entre las tuberías de suministro y retorno. La altura de la bomba de circulación está determinada únicamente por la resistencia hidráulica del sistema de calefacción, que debe especificarse en el proyecto (generalmente varía de 2 a 7 m).
Cavitación
La cavitación es la formación de burbujas de vapor en el volumen de un líquido en movimiento debido a una disminución de la presión hidrostática, seguida de su colapso en una región donde la presión hidrostática aumenta nuevamente.
En las bombas centrífugas, la cavitación ocurre en el borde de entrada del impulsor, donde la velocidad del flujo es máxima y la presión hidrostática es mínima. El colapso de la burbuja de vapor ocurre durante la condensación completa, lo que conduce a un aumento repentino de la presión a cientos de atmósferas. Si la burbuja estaba ubicada en la superficie del impulsor o la pala en el momento del colapso, el impacto se concentra en esa superficie, causando erosión del metal. La superficie del metal que está sujeta a la erosión por cavitación tiene una apariencia picada.
La cavitación en una bomba va acompañada de ruido fuerte, crujidos, vibraciones y, lo más importante, una disminución en la altura, la potencia, el caudal y la eficiencia. No existen materiales que tengan una resistencia absoluta a la erosión por cavitación, por lo que no se permite el funcionamiento de una bomba en un régimen de cavitación.
La presión mínima en la entrada de una bomba centrífuga se llama margen de NPSH (net positive suction head) y es indicada por los fabricantes de bombas en la descripción técnica.
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