Proyecto Bomba Turbomaquinas

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UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUIINGENIERIA MECANICA ELECTRICA

I.- INTRODUCCIONUna necesidad muy antigua presentada al ser humano, fue la necesidad de transportar el agua de un lugar a otro, por lo que empez a idear diversos mecanismos para su solucin, iniciando as el desarrollo tecnolgico en sistemas de bombeo. Un sistema de bombeo consiste en un conjunto de elementos que permiten el transporte de fluidos lquidos a travs de tuberas y el almacenamiento temporal de estos, de forma que se cumplan las especificaciones de caudal y presin necesarias en los diferentes sistemas y procesos.En un sistema tpico, adems de las tuberas que enlazan los puntos de origen y destino, son necesarios otros elementos. Algunos de ellos proporcionan la energa necesaria para el transporte: bombas (maquinas hidrulicas), lugares de almacenamiento y depsitos. Otros son elementos de regulacin y control: vlvulas y equipos de medida. Una bomba sirve para producir una ganancia en carga esttica de un fluido, procedente de una energa mecnica que se transmite en su eje por medio de un motor.Hay una diversidad de mecanismos de bombeo, cuya capacidad, diseo y aplicacin cubren un amplio rango que va desde pequeas unidades utilizadas para dosificacin de cantidades mnimas, hasta bombas centrifugas que son capaces de manejar grandes volmenes para surtir de agua a las grandes concentraciones urbanas. Su variedad de diseos cubren desde diferentes principios de operacin, hasta bombas especiales para manejo de sustancias tan diversas como el agua, metales fundidos, concreto, etc., gastos diferentes y materiales de construccin. Cada sistema de bombeo cubre especficas necesidades, lo que determina la complejidad de estos. Incluidos en ellos los sistemas de agua potable, el cual ser el tema a tratar, haciendo un desarrollo generalizado de los parmetros a analizar para la seleccin de bombas, as como tambin lo que compete a los sistemas de piletas utilizados en los sistemas de agua potable y su mantenimiento.

2.-JUSTIFICACION DEL PROBLEMA

Los sistemas de bombeo representan el costo de energa ms alto dentro de un organismo operador de aguas tanto potable como aquellas de orden residual y por lo tanto ofrecen una de las oportunidades ms directas para reducir el uso de energa y los costos de operacin.Para hacer ms eficiente un sistema de bombeo se recomienda realizar las siguientes medidas: Cambiar el equipo por un equipo de bombeo de alta eficiencia, colocar variadores de velocidad, optimizar el tren de descarga de la bomba, cambiar el dimetro de tubera al ptimo para reducir las prdidas por friccin, y una apropiada seleccin de la capacidad y tamao del equipo de bombeo de acuerdo a los requerimientos del sistema.Realizando las prcticas profesionales en el departamento de mantenimiento se pudo detectar que diversas reas requeran de atencin, es por eso que analizando las opciones se opt por implementar el remplazo del sistema de bombeo de la red de agua en la pileta, ya que este se encontraba en deterioro. Las bombas ya han estado operando por un gran lapso de tiempo, y las perdidas hidrulicas en el equipo son evidentes y persistentes, lo que para garantizar el correcto funcionamiento del sistema es necesario realizar el cambio del equipo por un equipo de bombeo de mayor eficiencia.El sistema incluye un tanque de succin, red de tuberas y el llenado de la pileta, en el cual desembocan las aguas de la red. La deficiente operacin y el constante deterioro de las instalaciones del sistema de bombeo podran causar su paro inminente provocando un estancamiento y el rebose del fluido.

3.- OBJETIVOS GENERALES Y ESPECFICOSEn modalidad de propuesta se llevan a cabo los siguientes procedimientos:

3.1.- Seleccin e Implementacin de un sistema de bombeo. Seleccin de las bombas reutilizando la instalacin real de tubera. Proyeccin de instalacin de las bombas.

3.2.-Creacin del plan de mantenimiento de las instalaciones fsicas del sistema de bombeo de la pileta Mantenimiento preventivo y correctivo a las instalaciones del tanque de succin y de los componentes de la red. Proyeccin de las acciones de mantenimiento.

4.- PROBLEMAS A RESOLVER

1.- La nueva implementacin del sistema de bombeo garantizar las especificaciones de caudal y carga dinmica total requeridos para el sistema de bombeo en la pileta.

2.- La operacin eficiente del equipo evitar el innecesario consumo de energa elctrica ocasionado por la deficiente operacin de la actual instalacin, reflejndose en el ahorro energtico y en costos.

3.- Evitar el progresivo dao y por el contrario generando el incremento de la vida til de la bomba mediante las acciones de mantenimiento para la restauracin de las condiciones fsicas de la misma.

4.- Por otro lado el termino de estas acciones oportunas promover a la excelente calidad de los procesos de bombeo en la pileta.

5.-SISTEMA DE BOMBEO5.1 DEFINICINUn sistema de bombeo consiste en un conjunto de elementos que permiten el transporte a travs de tuberas y el almacenamiento temporal de los fluidos, de forma que se cumplan las especificaciones de caudal y presin necesarias en los diferentes sistemas y procesos. Un sistema de bombeo utiliza una mquina hidrulica, que aporta la energa necesaria para llevar a cabo la tarea de trasladar el fluido de un punto hacia otro. Esta mquina hidrulica, recibe energa mecnica y la convierte o restituye en energa que un fluido adquiere en forma de presin, de posicin o de velocidad.Las bombas se utilizan para impulsar lquidos a travs de sistemas de tuberas. Deben mover el flujo volumtrico que se desea al mismo tiempo que desarrollan la carga dinmica total ha requerida por los cambios de elevacin, diferencias en las cargas de presin y de velocidad, y todas las prdidas de energa que se hallen en el sistema. La energa que una bomba agrega al fluido, denominada , se determina despejando de la ecuacin general de la energa o de la hidrodinmica de Bernoulli, llegando a:

222 12 1 =+ 2 1 ++ 2

A este valor se le llama carga total sobre la bomba. Algunos fabricantes de bombas se refieren a l cmo carga dinmica total. Es de fundamental importancia saber interpretar esta ecuacin como una expresin del conjunto total de tareas que tiene que realizar la bomba en un sistema dado. En general, debe elevar la presin del fluido, desde la que tiene en la fuente p1, hasta la que tendr en el punto de destino p2. Debe subir el fluido, desde el nivel de la fuente z1, al nivel del destino z2. Tiene que incrementar la carga de velocidad en el punto 1 a la del punto 2. Se necesita que compense cualesquiera perdidas de energa en el sistema debido a la friccin en las tuberas o en vlvulas, acoplamientos, componentes o cambios en el rea o direccin del flujo. Es un deber efectuar el anlisis apropiado para determinar el valor de ha.Tambin se sabe que el clculo de la potencia que una bomba transmite al fluido, a la que se denomin Pa, se determina: = 5.2 PRINCIPIOS DE HIDRULICA CAUDALCantidad de lquido (en volumen o en peso) que se debe bombear, trasladar o elevar en un cierto intervalo de tiempo por una bomba: normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por minuto (l/m) o metros cbicos por hora (m/h). Smbolo: Q. ALTURA DE ELEVACINAltura de elevacin de un lquido: el bombeo sobreentiende la elevacin de un lquido de un nivel ms bajo a un nivel ms alto. Expresado en metros de columna de lquido o en bar(presin). En este ltimo caso el lquido bombeado no supera ningn desnivel, sino que va erogado exclusivamente a nivel del suelo a una presin determinada. Smbolo: H. CURVA CARACTERSTICAEspecial ilustracin grfica que explica las caractersticas de la bomba: el diagrama representa la curva formada por los valores de caudal y de altura de elevacin, indicados con referencia a un determinado tipo de rodete dimetro y a un modelo especfico de bomba. BAJO NIVELEspecial instalacin de la bomba, colocada a un nivel inferior al de la vena de la cual se extrae el agua: de esta manera, el agua entra espontneamente en la bomba sin ninguna dificultad. CEBADOLlenado de la bomba o de la tubera para quitar el aire presente en ellas. En algunos casos, se pueden suministrar, tambin, bombas auto cebadas, o sea, dotadas de un mecanismo automtico que facilita el cebado y por lo tanto la puesta en marcha de la bomba, lo cual sera imposible de otra manera, y adems muy lento. PRDIDAS DE CARGA, Prdidas de energa debidas a la friccin del lquido contra las paredes de la tubera, proporcionales al largo de stas. Tambin son proporcionales al cuadrado de la velocidad de deslizamiento y variabilidad en relacin con la naturaleza del lquido bombeado. Cada vez que disminuye el deslizamiento normal del fluido movido representa una posibilidad de Prdidas de carga como los bruscos cambios de direccin o de seccin de las tuberas. Para lograr en la bomba un correcto dimensionamiento, la suma de tales prdidas se debe agregar a la altura de elevacin prevista originariamente. VISCOSIDAD, Se trata de una caracterstica del fluido bombeado: representa su capacidad de oponerse al desplazamiento. La viscosidad vara segn la temperatura. PESO ESPECFICO, Cada fluido tiene una densidad caracterstica. El agua, que se usa como trmino de comparacin, convencionalmente tiene un peso especfico (o densidad) de 1 (a 4 5.3 CLASIFICACIN DE LAS BOMBAS.Hay muchas formas de clasificar las bombas. Por rangos de volmenes a manejar, por fluidos a mover, etc. Sin embargo, la clasificacin ms general es en funcin de la forma en que las bombas imprimen el movimiento al fluido, separndose en dos tipos principales.

5.4 BOMBAS CENTRFUGAS5.4.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOLas bombas centrfugas mueven un cierto volumen de lquido entre dos niveles y transforman un trabajo mecnico en otro de tipo hidrulico. La energa se comunica al lquido por medio de labes en movimiento de rotacin, es deci