Sistemas de Bombeo: Conceptos y Ejemplos

Sistemas de Bombeo: Conceptos

• Se presentan conceptos sobre sistemas de bombeo, incluyendo instalaciones y ejemplos.
• El profesor es Juan Yévenes Puentes, ingeniero civil en mecánica y magíster en ciencias de la ingeniería.
• La presentación fue realizada en Santiago, Chile, en 2024.
• Se describe el transporte de fluidos desde un depósito a otro.

Instalaciones: Ejemplos

• Se muestran diagramas de sistemas de bombeo para ilustrar el transporte de fluidos.
• Las tuberías, válvulas y otros componentes se detallan para describir las instalaciones.
• Se indican componentes como válvulas de pie, válvulas de compuerta, válvulas de retención, válvulas de purga de aire e instalación de manómetros para medición de caudal y presión.
• Se muestran depósitos con agua a temperatura ambiente.
• Se incluyen detalles para el análisis de los componentes.

Principio de Conservación de la Energía: Teorema de Bernoulli

• El teorema de Bernoulli es clave para el análisis hidráulico.
• Se relaciona la energía total de un fluido (presión, potencial y cinética) en un punto con la del resto del flujo a través de la ecuación Hgeo + p/γ + v²/2g = constante.
• La línea piezométrica es la suma (z + p/γ), y representa la presión en el fluido.
• La línea de carga total es la suma (z + p/γ + v²/2g), y representa la suma de las tres formas de energía en el sistema.

Principio de Conservación de la Energía: Ecuación de Bernoulli

• La ecuación de Bernoulli establece la conservación de la energía en un flujo estacionario de un fluido ideal.
• Relaciona la presión, la velocidad y la altura en dos puntos distintos del fluido.
• La ecuación es: P1/pg + Z1 + V1²/2g = P2/pg + Z2 + V2²/2g + Hp.
• Se relaciona las presiones, alturas y velocidades en dos puntos diferentes del flujo.

Análisis de Sistemas de Bombeo

• El análisis de sistemas de bombeo requiere considerar la altura geométrica (diferencia de cota entre los depósitos de succión y descarga), carga de presión (diferencia de presión entre los depósitos) y pérdidas de carga (pérdidas de energía que se producen en el sistema).
• La altura total de un sistema implica la suma de parámetros como altura geométrica, carga de presión, pérdidas de carga y posibles cargas asociadas a las bombas o turbinas.
• La altura manométrica total (carga total) es la suma de las alturas y pérdidas de energía considerando todos los componentes.
• Se incluyen tipos de sistemas: abiertos y cerrados

Bombas Centrífugas : Punto de Operación

• Se presenta un gráfico representativo de curvas de rendimiento, potencia y caudal de una bomba centrífuga.
• La curva del sistema indica las demandas de presión y caudal del sistema
• El punto de trabajo se encuentra donde las curvas de bombeo y sistema se intersecan.

Altura de Succión (Hs)

• La altura de succión (Hs): considera la altura geométrica de succión, carga de presión en succión y las pérdidas de carga.
• H_s = H_geos + P_rs/γ + H_ps + v_rs²/2g

Altura de Descarga (Hd)

• La altura de descarga (Hd): considera la altura geométrica de descarga, carga de presión en descarga y las pérdidas de carga.
• H_d = H_geod+ P_rd/γ + H_pd + v_rd²/2g

Esquemas Típicos de Succión y Descarga

• Se incluyen diagramas ilustrativos de los casos de succión y descarga, positiva y negativa.
• Se describe cómo determinar las alturas considerando el signo o la orientación de las fuerzas.

Cálculo de la Altura Manométrica Total

• Se describe cómo calcular la altura manométrica total (H), importante tanto para el diseño como para el funcionamiento del sistema.
• H = H_geo + (P_rd - P_rs)/γ + H_p + (v_rd² - v_rs²)/2g.
• La presentación especifica que H_geo, H_p, Prd, Prs y las velocidades deben tener las mismas unidades en las operaciones.

Bibliografía y Referencias

• Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas de Claudio Mataix.
• Manual de Entrenamiento KSB. Módulo 1.

Este cuestionario explora los conceptos clave de los sistemas de bombeo, incluyendo instalaciones y ejemplos prácticos. Abarca el transporte de fluidos y la importancia del teorema de Bernoulli en el análisis hidráulico. Ideal para estudiantes de ingeniería y profesionales del área.