El cálculo de la cabeza de la bomba de desaguado determina la energía que la bomba debe añadir para mover el agua desde el nivel de fuente más bajo hasta el punto de descarga con el caudal requerido. Para un sumidero abierto y una salida abierta, comience con la diferencia de elevación vertical, luego añada la fricción y las pérdidas del tubo de aspiración y de descarga a través de válvulas, curvas, pantallas y equipos de tratamiento. Aumente la cabeza de presión de salida si el sistema de recepción está presurizado. Calcule en más de un nivel de agua y caudal porque un sumidero cambiante y un filtro de suciedad desplazan el punto de operación. Seleccione la bomba en la que la curva de presión coincida con la curva del sistema instalado; no elija un modelo basado en la máxima presión de salida o la cabeza de corte. Verifique la presión de aspiración y la cabeza de aspiración positiva neta por separado para que una cabeza de descarga suficientemente adecuada no oculte un fallo en la entrada.
Establecer el mismo dato para cada elevación
Elija un dato de medición consistente y registre la superficie de agua más baja a la que se pueda bombear, el nivel de funcionamiento normal, la elevación de referencia de la bomba, los puntos más altos del recorrido de descarga y la elevación final de la salida. Para una salida abierta y sin obstrucciones, la cabeza estática es la diferencia entre la elevación de la energía de la salida de agua y la superficie de agua de origen. Si la salida es un chorro libre, utilice la elevación de la salida y cualquier cabeza de velocidad del material especificada por el método de diseño. Si entra en un tubo de presión o en un depósito con un nivel de agua más alto, incluya ese límite en lugar de ello. No mezcle la profundidad medida debajo del suelo de la zanja con la elevación absoluta del emplazamiento sin convertir ambas en un mismo dato de referencia.
El BorraPumps SCPY, bomba de remolque de agua de recogida de residuos de alta succión Es una referencia real de producto. Se ven claramente su carcasa de la bomba azul, el motor, la rueda, los gatos de estabilización y el bastidor. La imagen del producto no indica la curvatura de la cabeza, la altura máxima de elevación, la clasificación de sólidos ni la potencia del motor para este proyecto. Obtenga datos precisos sobre el modelo. Gamma de remolques de bombeo Ofrece opciones relativas al sitio, sujetas a sus propias curvas.
Cabezal independiente según la carga estática y la carga de flujo
Para una ruta abierta desde un extremo a otro, escribe Hsystem(Q) = Hestático + Htubos(Q) + Hconexiones(Q) + Hotros componentes(Q). La presión de elevación estática permanece constante incluso con un caudal nulo. Las pérdidas en tuberías y accesorios aumentan con el caudal, normalmente de forma no lineal. Si la salida tiene una presión superior a la atmosférica, hay que añadir Δp/(ρg) para la diferencia de presión de salida requerida, con unidades constantes. Si la velocidad de entrada o de salida difiere significativamente, aplique los términos apropiados de velocidad y cabeza de presión según la ecuación de la energía. Tutorial del sistema de curvas distribuye las pérdidas estáticas, mayores y menores; su Curvas combinadas de la bomba y del sistema Demostrar por qué la intersección determina el flujo real.
Utilice el diámetro interno del tubo, el material y la rugosidad; la longitud del tubo; los colas; las válvulas de retención y de aislamiento; los tamices; y cualquier equipo de filtración, depuración o tratamiento. Una manguera fija de longitud considerable puede cambiar su longitud y ruta a medida que avance la obra. Una unidad de tratamiento obstruida puede provocar una pérdida mayor que la que se había previsto al ponerla en marcha. Una lectura de presión cerca de la bomba no aporta toda la información si no se conocen el límite de salida y todas las pérdidas intermedias.
Ejemplo transparente de trabajo
Supongamos que un sumidero de excavación hipotético tiene su nivel de agua de diseño más bajo a una altura determinada. −6 m y una salida de descarga libre en +2 m en el mismo dato. La diferencia estática es 8 m. En un flujo de diseño determinado por separado, se supone que la suma de la fricción de los tubos de aspiración y de descarga es calculada. 4 m, y válvulas, curvas y tratamientos adicionales 2 m. El encabezamiento del sistema requerido inicial es 8 + 4 + 2 = 14 m con ese caudal. Este es un cálculo ilustrativo, no una calificación de rendimiento de SCPY. Si la toma de corriente se sobrecarga, se debe añadir la presión de la misma; si el recorrido o el flujo cambian, las pérdidas deben ser recalculadas.
No vuelva a añadir el elevador de succión de 6 m después de calcular la diferencia de elevación entre la fuente y el desagüe de 8 m; esto duplicaría el cálculo de la parte del elevador estático. El lado de la aspiración aún requiere un control separado de la presión de llenado y la NPSH. El Departamento de Energía de los Estados Unidos Libro de referencia sobre el sistema de bombeo describe la cabeza total, las curvas del sistema y la sensibilidad del flujo a la presión negativa.
| Entrada | Valor ejemplo | ¿Por qué está incluido? | Evidencias del proyecto |
|---|---|---|---|
| Elevación más baja de la fuente de agua | −6 m | Registra la mejor elevación estática | Control de la encuesta y el nivel |
| Elevación de descarga abierta | +2 m | Define el límite de la salida | Revisión de la ruta |
| Diferencia estática | 8 m | Existe incluso a baja velocidad de flujo | Sustracción del mismo dato |
| Fricción de tubería y manguito | 4 m | Aumenta con el flujo y la longitud | Diámetro, longitud, rugosidad, caudal |
| Accesorios y tratamientos | 2 m | Añade pérdidas de componentes | Curvas de proveedores de válvulas y filtros |
| Total ilustrativo | 14 m | La carga en el flujo supuesto | Verificar contra la curva de la bomba exacta |
Todos los números de la tabla son hipotéticos. Reemplace los valores con los datos reales de la encuesta, el flujo y los componentes antes de la adquisición.
Utilice el requisito de flujo de la balanza de agua
La bomba debe suministrar un caudal que controle el agua subterránea, el escurrimiento de la lluvia, el agua de construcción y cualquier extracción planificada dentro del tiempo permitido. Guía de cálculo del caudal de desaguado durante la excavación desarrolla esa estimación basada en el flujo temporal. Luego se calcula la cabeza. en ese flujo. Al elegir una bomba según la altura de la cabeza y aceptar el caudal que proporcione la curva, puede ocurrir que el depósito de agua se eleve durante una tormenta. Por el contrario, un caudal alto a una altura muy baja en la ficha técnica no prueba que la bomba pueda suministrar el caudal requerido en el lugar.
Cuando dos bombas funcionan en paralelo, comparten aproximadamente la misma cabeza, pero el flujo combinado sigue las curvas respectivas y la curva común del sistema. Una bomba de reserva seleccionada para garantizar la fiabilidad debe ser probada con el caudal que debe soportar por sí sola. Un cabezal de descarga largo, un dispositivo de retorno de flujo o un filtro de sedimentos pueden cambiar ambos puntos de operación. No se debe multiplicar el caudal del catálogo de una sola bomba por dos sin comprobar la curva combinada.
Verifique la elevación de la succión y el priming por separado
Una bomba de remolque montada en la superficie que se coloca por encima de la fuente necesita una presión y una capacidad de bombeo suficientes en la entrada. La elevación vertical desde la fuente hasta la bomba, la pérdida del tubo de aspiración, la temperatura, la altitud y la presión atmosférica disponible afectan a la bombeo y al NPSH. Estos términos no son una excusa para añadir el doble de elevación de aspiración a la cabeza total. Calcular el NPSH disponible utilizando el dato de aspiración seleccionado de la bomba y comparar con la curva de NPSH requerida en cada régimen de funcionamiento. Solicite datos de bombeo para el diámetro de la manguera real y el nivel de agua.
Si el nivel de la fuente baja, la presión total estática aumenta y el margen de entrada se agrava. Ambos pueden reducir el caudal entregado. Articulo sobre el dimensionamiento de tuberías de aspiración auto-primantes explica el diámetro del tubo y los controles de fugas de aire para las instalaciones de autoalimentación; el modelo del remolque puede tener un sistema de priming diferente que debe confirmarse en el manual del mismo. Mueva la bomba o rediseñe la toma de aire si la elevación verificada supera su límite.
Considerar los cambios en el lugar de trabajo temporal
Las rutas de desaguado de la construcción se desplazan a medida que las excavaciones se profundizan y los espacios de trabajo se desplazan. Se puede extender un tubo de descarga alrededor del tráfico, elevado sobre un talud o conectado a un tanque de tratamiento. Cada cambio altera la curva del sistema. Defina la ruta más probable y las etapas en las que se requiere una nueva recalculación. Un tubo que se dobla o se rompe puede causar una pérdida mucho mayor de la prevista; inspeccione el tubo plano real cuando esté bajo presión. Verifique la salida para detectar erosión y presión negativa provocada por el agua alta en el área de recepción.
NPTEL IIT Guwahati Resumen de los métodos de desaguado distingue los diseños de sumideros, pozos de bombeo y pozos de bombeo profundo. El método seleccionado debe adaptarse al objetivo de excavación y control de las aguas subterráneas; el diseño final también debe cumplir con los requisitos locales de descarga y control de sedimentos. Es posible que el filtro necesite limpieza o reemplazo; incluya la pérdida de su condición sucia al verificar si la bomba puede mantener la carga operativa.
Lee la curva real de la bomba
Marque la cabeza calculada en el caudal requerido en la curva del modelo SCPY exacto, incluyendo la velocidad y la configuración del rotor. Confirme la potencia del motor o el motor, la eficiencia, el caudal operativo mínimo y máximo y la capacidad de sólidos. El punto de operación real es la intersección de la curva; si ninguna intersección cumple con el rendimiento, cambie el diseño de la bomba o del sistema. Una unidad con una cabeza de apagado más alta puede aún así funcionar mal al caudal de diseño. No acepte una cotización que indique solo un máximo de cabeza de apagado.
Para realizar una comprobación de potencia, se utiliza la potencia hidráulica. ρgQH, donde la densidad es kg/m³, Q es m³/s y H es m. La entrada del eje es más alta porque la eficiencia de la bomba es inferior a uno, y la entrada del motor o motor aún es mayor después de las pérdidas del conductor. Use las propiedades reales del líquido y la eficiencia del fabricante en el punto de carga. Guía sobre la deshidratación con diésel versus eléctrica aborda la decisión del conductor después de conocer el punto hidráulico.
Verifique con mediciones en el campo
Durante la puesta en marcha, mida la elevación de la fuente de agua, el estado de la salida de descarga, el caudal, la presión de aspiración y descarga, la configuración de la manguera, la velocidad del motor o la carga, y la presión diferencial del filtro. Compare la presión de descarga medida con la curva calculada. Una bomba que muestre la presión de salida esperada pero con un caudal insuficiente puede estar trabajando contra una mayor fricción o presión negativa que la estimada. En cambio, una entrada ruidosa con un caudal bajo puede indicar un problema de aspiración. Cambie una variable a la vez y mantenga el registro.
Configure alarmas de nivel y una respuesta ante fallas antes de dejar la bomba sin supervisión. Repita las mediciones después de mover el tubo o limpiar el equipo de tratamiento. La naturaleza temporal de un sitio es un motivo para revisar el cálculo con frecuencia, no para elegir una norma general demasiado amplia. La cabeza correcta está vinculada a una ruta, un caudal y un nivel de agua, todos los cuales pueden cambiar.
Preguntas frecuentes
¿Añadiré elevación de succión para elevar la descarga?
Utilice una diferencia de elevación constante entre la fuente y el punto de salida. Si esa diferencia ya incluye la posición de la bomba, no agregue nuevamente la elevación de succión. Verifique la margen de succión por separado.
¿Es la cabeza estática igual que la cabeza dinámica total?
No. La cifra total de cabeza también incluye las pérdidas de tubería, manguera, accesorios y tratamiento dependientes del caudal, así como cualquier presión de salida requerida.
¿Se puede utilizar la capacidad máxima de la bomba como capacidad de funcionamiento designada?
No. La cabeza de máximo o de corte de flujo se produce con poca o ninguna corriente. Lea la cabeza en el caudal requerido según la curva exacta.
¿Cuándo debe repetirse el cálculo?
Reverifique esto cuando los niveles de la fuente, la elevación de la salida, la longitud del tubo de suministro, el filtro, los requisitos de caudal o la combinación de bombas de funcionamiento cambien de forma significativa.
Formación continua
Cal Poly Pomona Ponencia sobre las características de las bombas centrífugas explica las curvas de la bomba y su intersección con una red de tuberías. Para el cálculo en el lugar real, utilice la curva propia de la bomba seleccionada del remolcador.
