Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

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  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

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    KSB Know-how, tomo 7

    Indicaciones de planificación KRT

    > DN2 + 150

    CCW

    CW

    CO

    CO

    CO

    CB

    A

    CCp

    2 × Di

    Di

    0,75 × Di

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    1

      Página

      Introducción 31. Selección general de bombas 41.1 Parámetros de planificación / Datos de cálculo 41.2 Altura de impulsión 61.3 Valor NPSH 81.4 Potencia absorbida 101.5 Proceso de bombeo 111.6 Selección de la bomba 131.6.1 Curvas características 131.6.2 Curva característica de la bomba 151.6.3 Curva característica de la instalación 15

    1.7 Límites de servicio admisibles para bombas 161.7.1 Punto de funcionamiento o de servicio 161.7.2 Límites de servicio Q

    mín y Q

    máx  16

    1.7.3 Particuliaridades en el transporte de aguas residuales 171.8 Modo de funcionamiento de la bomba 191.8.1 Funcionamiento individual 191.8.2 Regulación por estrangulación 191.8.3 Adaptación del diámetro de rodete 201.8.4 Regulación de velocidad 201.9 Funcionamiento en paralelo  de bombas de tamaños contructivos idénticos 211.10 Funcionamiento en paralelo de bombas

    de diferentes tamaños constructivos 221.11 Conexión en serie 221.12 Escalamiento de bombas 231.13 Concepto de la bomba de instalación sumergida 24

    2. Técnica de maquinaria e instalación 272.1 Selección de la óptima geometría de rodete 272.2 Selección de materiales para aplicaciones diferenciadas 292.3 Sello del eje 31

    2.4 Rotor y cojinetes 332.5 Instalación 34

    3. Descripción general del motor 363.1 Tamaños de motor 373.2 Forma constructiva 373.3 Modo de funcionamiento 383.4 Clase de protección 383.5 Tipos de protección y clases de temperatura 383.6 Datos de diseño eléctricos 383.7 Motores KRT con convertidor de frecuencia 40

    3.7.1 Dimensionamiento de los convertidores de frecuencia 403.7.2 Accionamientos con protección contra explosión 40

    Índice

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    3.8 Construcción del motor 40

    3.9 Refrigeración 413.10 Dispositivos de vigilancia 413.11 Conexión y descripción de los dispositivos de vigilancia 443.12 Cables de energía y cables de control con boquillas de paso 483.13 Cables de conexión eléctrica 493.14 Cable Tefzel (TEHSITE) 503.15 Cable de goma blindado 513.16 Aseguramiento de calidad y certificados de ensayo 52

    4. Tuberías y válvulas 534.1 Planificación del sistema de tuberías 53

    4.1.1 Tuberías 534.1.1.1 Dimensionamiento 534.1.1.2 Trazado de tuberías 564.1.1.3 Fijación de la tubería / Soporte 594.1.1.4 Pasamuros 614.1.1.5 Materiales de tubería 614.1.1.6 Conexiones de medición en tuberías 624.2 Selección de las válvulas 634.2.1 Anotaciones previas 634.2.2 Criterios de selección 634.2.2.1 Medios bombeados 634.2.2.2 Tipos de construcción 634.2.2.3 Posición de montaje y dirección de flujo 644.2.2.4 Materiales 644.2.2.5 Diámetro nominal 644.2.3 Tabla de correspondencias

    "Tipos de válvulas y tipos de aguas residuales" 654.2.4 Montaje 664.2.4.1 Tipo de montaje 664.2.4.2 Posición de montaje 664.2.4.3 Soluciones técnicas para el montaje y desmontaje de válvulas 67

    5 Diseño de la obra 695.1 Anotaciones previas 695.2 Dispositivos de rejilla 715.3 Formación de espuma de superficie en estaciones de bombeo

    de aguas residuales 745.4 Integración de taludes escalonados en pozos de bombas 755.5 Divisores de flujo para evitar remolinos sumergidos 775.6 Dimensiones para el pozo de bomba y la instalación de la bomba 775.7 Pozos de bomba con una alta carga de contaminantes 795.8 La necesidad de ensayos de modelo 80

    5.9 Montaje experimental 815.10 Evaluación de los resultados 825.11 La importancia de simulaciones CFD 82

      Diagrama 88

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    3

    Introducción

    Este tratado técnico sirve de

    ayuda a planificadores y usuarios

    para elegir, dimensionar y

    accionar la motobomba

    sumergible más apropiada de la

    serie Amarex KRT.

    KSB ha desarrollado estas

    motobombas sumergibles como

    una solución segura, fiable y de

    eficacia energética para todos los

    trabajos de bombeo en la técnica

    de aguas residuales industriales y

    comunales. El objetivo era

    presentar la mayor variedad

    posible, basándose en una amplia

    gama de materiales, sensores

    resistentes y posibilidades de

    instalación flexibles. Sistemashidráulicos especialmente

    adaptados ofrecen con sus

    grandes pasos libres una

    seguridad funcional muy alta y

    proporcionan un bombeo

    económico optimizado de medios

    más diversos. La protección

    contra explosión también permite

    su utilización en ambientes

    potencialmente explosivos. Unaprotección contra un

    calentamiento excesivo del

    bobinado del motor, la

    estanqueidad absoluta de todas

    las entradas de cable, un cierre

    del eje especial y unos cojinetes

    seleccionados con vistas a una

    larga vida útil aseguran un

    funcionamiento prolongado sin

    averías.

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    4

    1.

    Selección general de bom-ba s

    1.1Parámetros deplanificac ión / Datos decálculo

    Para la planificación o el

    dimensionamiento de una

    bomba / estación de bombeo el

    cálculo del caudal y de la altura

    de impulsión correspondiente es

    de máxima importancia.

    Mientras que al determinar la

    altura de impulsión se pueden

    hacer suposiciones concretas

    sobre la magnitud de las

    pérdidas a esperar, el caudal

    realmente necesario depende de

    otra serie de factores quediscutimos a continuación.

    Caudal

    El caudal (también denominado

    caudal volumétrico Q, indicación

    p. ej. en [l/s] o [m³/h]), se define

    como el volumen útil

    transportado por la bomba por

    unidad de tiempo por la boca de

    impulsión. Caudales

    volumétricos internos, como p.

    ej. fugas o líquidos de cierre,

    evidentemente no forman parte

    del caudal volumétrico útil. Un

    cálculo lo más exacto posible

    del caudal necesario / generado

    es de suma importancia para el

    dimensionamiento correcto de

    la(s) bomba(s) y finalmentetambién para el tamaño de la

    propia estación de bombeo. La

    afluencia diaria de una estaciónde bombeo de aguas residuales

    depende en gran parte de varios

    factores:

    - el tipo del sistema de drenaje

    (agua mixta o sistema de

    separación)

    - la extensión y estructura del

    área hidrográfica

    - el número de los edificios

    conectados a la red de

    alcantarillados (y de sus

    habitantes)

    - el número y el tipo de las

    zonas industriales y

    artesanales (está considerado

    en el cálculo de los

    equivalentes de población).

    Esta afluencia puede serrepresentada mediante una así

    llamada curva hidrográfica que

    refleja la afluencia de aguas

    residuales típica / determinada a

    lo largo de todo un día.

    Se pueden producir diferencias

    considerables tanto en lacaracterística como en la

    cantidad diaria entre días

    laborales y festivos o de descanso

    o fines de semana. Con fuertes

    lluvias también se ha de contar

    con afluencias aumentadas. Esto

    es de especial importancia para el

    sistema de drenaje de aguas

    mixtas (aguas residuales y agua

    de lluvia son transportadas a la

    depuradora en un sistema de

    tuberías común).

    Por lo tanto, la curva

    hidrográfica es una base

    decisiva para el diseño del tipo

    de bomba, el número de

    bombas o escalonamiento de

    bombas y su modo deaccionamiento (p. ej. velocidad

    fija o variable) y finalmente la

    determinación correspondiente

    de los puntos de

    funcionamiento necesarios de

    los diferentes grupos.

    Figura 1: Ejemplo de una curvahidrográfica de afluencia para unmodelo de cálculo matemático

    Vista más amplia en el anexo

    1

           0

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    1.20

    1.40

    1.60

    1.80

    Tiempo t ens

    Ejemplo: Curva hidrográfica diaria

        C   a   u    d   a    l   v   o    l   u   m    é   t   r    i   c   o    d

       e   a    fl   u   e   n   c    i   a    Q   e   n    l    /   s

        F   a   c   t   o   r    Y    1

           3  ,       6       0       0

           7  ,       2       0       0

           1       0  ,       8       0       0

           1       4  ,       4       0       0

           1       8  ,       0       0       0

           2       1  ,       6       0       0

           2       5  ,       2       0       0

           2       8  ,       8       0       0

           3       2  ,       4       0       0

           3       6  ,       0       0       0

           3       9  ,       6       0       0

           4       3  ,       2       0       0

           4       6  ,       8       0       0

           5       0  ,       4       0       0

           5       4  ,       0       0       0

           5       7  ,       6       0       0

           6       1  ,       2       0       0

           6       4  ,       8       0       0

           6       8  ,       4       0       0

           7       2  ,       0       0       0

           7       5  ,       6       0       0

           7       9  ,       2       0       0

           8       2  ,       8       0       0

           8       6  ,       4       0       0

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    5

    Selección general de bombas

    Qafl

    (t)= Y1 + · Y1 · sin · (t-21600)π21600( )12Q

    afl(t)= 1,1 · Y1

    para 0 ≤ t ≤ 54000 y t ≥ 64800

    para 54000 < t < 64800

    temporal predefinido. De ello se

    obtiene

    aconsejamos continuar el cálculo

    basándose en volúmenes.

    Partiendo del cálculo del caudal

    volumétrico de afluencia segúnla ecuación 01 ahora se calcula

    el volumen de afluencia Vafl

     que

    se da dentro de un intervalo

    Para poder determinar el caudal

    nominal de una bomba (QN =

    caudal exigido en el pedido de la

    bomba a la velocidad nominal

    nN, la altura de impulsión

    nominal HN y un fluido

    bombeado indicado),

    Y1 + · Y1 · sin · (t-21600)π

    21600( )12

    Vafl

    (t)= · dt

    para 0 ≤ t ≤ 54000 y t ≥ 64800

    para 54000 < t < 64800

    Vafl

    (t)= · dt( )

    3600

    3600

    1,1 · Y1

    nivel máximo admisible. Ahora

    sigue el cálculo del volumen de

    aspiración Vb [1.5]:

    Para la variación del volumen de

    aspiración de la bomba Vb cabe

    observar y cumplir con los dos

    valores límites predefinidos del

    recubrimiento mínimo y del

    Del volumen de afluencia Vafl y

    del volumen de aspiración de la

    bomba Vb que es bombeado a

    intervalos temporales, así como

    de la geometría del pozo se

    puede calcular el nuevo nivel

    (‘nivel’) del nivel anterior más la

    diferencia de volumen en

    relación al área de la sección

    transversal del pozo:

    variar en su amplitud. Esta

    variable multiplicada por 1,5corresponde al máximo de la

    curva hidrográfica diaria según

    la cual los equivalentes de

    población pueden ser

    determinados conforme a EN

    752-6. Por lo tanto, un caudal

    volumétrico máximo de 4 l/s

    corresponde en Alemania a

    1.000 equivalentes de población.

    pudiéndose calcular

    discretamente los estados enpasos de tiempo t de 20 s. En el

    cálculo se supone una curva

    hidrográfica diaria recurrente de

    la puesta en servicio hasta el

    final de la vida útil. La magnitud

    Y1 es la variable por la cual la

    curva hidrográfica diaria puede

    Son las grandes fluctuaciones de

    afluencia de aguas residuales Qafl (véase la curva hidrográfica

    diaria) las que exigen un cálculo

    con índice temporal.

    La curva hidrográfica diaria se

    representa de forma matemática

    según la ecuación 01 como aquí

    en el ejemplo de la figura 1,

    (1)

    (2)

    · π · d2pozo

    (Vafl

     - Vp)

    14

    nivel = nivelanterior

     +

    (3)

    Vb= · dt [1.6]

    3600

    Q

    (4)

    1

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    6

    Selección general de bombas

    1.2

    Altura de impulsión

    La altura de impulsión H de

    una bomba (indicación p. ej. en

    [m]) está definida por el trabajo

    mecánico útil transmitido al

    medio bombeado, relacionado

    con el peso del medio

    bombeado a la aceleración de

    gravedad local.

    La densidad ρ del medio

    bombeado (ρ = m/V [kg/m³],

    relación de la masa m en un

    volumen dado V del líquido

    bombeado) no tiene influencia

    en la altura de impulsión de una

    bomba centrífuga, solamente

    influye en la potencia absorbida

    en el eje de la bomba.

    La viscosidad cinemática υ del

    medio bombeado (υ = η / ρ

    [m²/s] o [cSt], ], o sea, la relación

    de la viscosidad dinámica o el

    factor de proporcionalidad η 

    entre la tensión de cizallamiento

    y el gradiente de velocidad a la

    densidad ρ del medio bombeado)

    influye a partir de ciertamagnitud en la altura de

    impulsión, el caudal y la

    potencia absorbida de la bomba.

    La influencia en los datos de

    bombeo comienza en medios

    bombeados de una viscosidad

    cinemática mayor ~ 40 m²/s.

    Entonces se habla de medios

    viscosos. En la técnica de aguas

    residuales los líquidos viscosos

    sólo juegan un papel en el

    tratamiento de lodos enestaciones depuradoras.

    Para poder determinar la altura

    de impulsión total H de una

    estación de bombeo / una

    bomba, los conocimientos sobre

    las situaciones siguientes son de

    considerable importancia:

    - la ordenada del suelo del

    canal de afluencia o del pozo

    de bomba

    - las ordenadas de conexión y

    desconexión de las bombas

    (corresponde al recubrimiento

    mínimo y nivel máximo

    admisible en el pozo de la

    bomba)

    - la topografía del terreno(largo y altura) entre la

    estación de bombeo y el lugar

    de destino

    - las válvulas instaladas, racores

    de tubería y tuberías con

    indicación de sus diámetros

    nominales DN y sus

    coeficientes de resistencia ζ

    - la ordenada de salida del lugar

    de destino de bombeo.

    Las bases de la relación entre

    presión y velocidad de un fluido

    en una tubería están descritas

    en la ecuación de Bernouilli.

    Expresado en palabras el

    principio de Bernouilli significa:

    "La presión total en régimen de

    circulación por una tubería libre

    de fricción como suma de la

    presión estática y dinámica

    permanece constante a lo largo

    de su recorrido.“ [1.8].

    Este principio es válido en caso

    de un flujo estacionario libre de

    fricción de un fluido

    incompresible; en el caso dado

    real, no obstante, tenemos un

    flujo no estacionario confricción de un medio

    incompresible. Por eso la

    ecuación de Bernoulli debe ser

    ampliada por la fricción y el

    cambio de velocidad. En general,

    se suele indicar la presión como

    altura de impulsión H en mcl

    (metros columna líquida) del

    fluido bombeado.

    Al utilizar motobombas

    sumergibles solo encontramos

    las diferencias de altura,

    también descritas como Hgeo, y

    la suma de todas las pérdidas Σ 

    HP. Por lo tanto, la altura de

    impulsión total H puede ser

    descrita con la ecuación

    simplificada (6) [1.9]:

     · ρ · v2  + p = const12(5)

    1

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    Selección general de bombas

    H = HGEO

     + Σ HP

    con Σ Hp = H

    pa + H

    pti + H

    pi 

    Nota:

    KSB entrega junto con el

    programa de diseño un software

    adicional para el cálculo de las

    alturas de impulsión necesarias,

    el llamado "calculador de

    tuberías". Con ello se pueden

    combinar y calcular todas las

    válvulas, racores de tubería y

    tuberías con sus diámetros

    nominales y coeficientes depérdida para poder determinar

    la altura de impulsión nominal

    de la estación de bombeo

    planeada [1.12]. Fuente : Folleto

    de KSB Dimensionado de

    bombas centrífugas. [1.10]

    Leyenda:

    HGEO Altura de impulsión

    estática, diferencia de altura

    mensurable entre los niveles de

    agua en aspiración e impulsión u

    ordenadaH

    p Pérdida de carga total,

    corresponde a la altura

    manométrica total HmanH

    pa Pérdida de carga de las

    válvulas, racores de tubería y

    tuberías en el lado de aspiración

    de la bomba - no existe en caso

    de bombas de instalación

    sumergida como p. ej. las

    bombas KRT y Amacan

    Hpti

     Pérdida de carga de las

    válvulas, racores de tubería y

    tuberías en el lado de impulsión

    de la bomba - pérdidas de

    tuberías individuales hasta la

    tubería central de impulsión en

    caso de estaciones de varias

    bombas

    Hpi Pérdida de carga de válvulas,racores de tubería y tuberías en

    el lado de impulsión de la bomba

    en la tubería central de

    impulsión

    La pérdida de carga Hp se

    calcula para tuberías rectas

    como sigue [1.10]:

    Para válvulas y racores detubería se calcula la pérdida de

    carga Hp como sigue [1.11]:

    Hp= λ · ·

    2 · g

    v2

    d

    L

    Hp= ζ  ·

    2 · g

    v2

    (6)

    (7)

    (8)

    1

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    8

    Selección general de bombas

    1.3Valor NPSH

    El valor NPSH (net positive

    suction head = altura neta

    positiva en la aspiración) es un

    parámetro importante para

    evaluar la capacidad de

    aspiración de una bomba

    centrífuga: Describe la presión

    mínima a la entrada necesitada

    por toda bomba centrífuga para

    poder trabajar libre de cavitacióny de modo seguro [1.13].

    Hay que diferenciar entre la

    influencia de cavitación

    admisible con una pérdida de

    carga del 3%, el valor NPSH3% 

    de la bomba ((llamado NPSHreq

     

    (req = required = requerido)) -

    llamado también presión

    correspondiente al NPSH de la

    bomba – y el valor NPSH de lainstalación ((llamado NPSH

    disp 

    (disp. = disponible; en inglés

    NPSHav

     (av = available)),

    llamado también presión

    correspondiente al NPSH de la

    instalación.

    En general, la condición para

    un funcionamiento libre de

    cavitación de la bomba es comosigue :

    La magnitud del suplemento de

    seguridad se determina según

    ATV y HI con el 30% del

    NPSH3%

    de la bomba. El valor

    NPSH de la instalación puede

    ser calculado conforme a la

    ecuación (10a).

    Para un sistema abierto y en

    caso de un montaje hasta 1000

    m sobre el nivel del mar y una

    temperatura del medio de 20 °C

    se puede simplificar la formula:

    El valor NPSH3%

     de la bomba

    se determina en una prueba de

    funcionamiento con una

    instalación especial en seco

    efectuada por el fabricante de la

    bomba y documentada en los

    documentos de venta.

    Prácticamente es imposible

    medir el valor NPSH de una

    bomba de instalación

    sumergida.

    Como el valor NPSH3%

     cambia

    en relación con el caudal, se

    expresa como función del

    caudal NPSHreq

    = f(Q).

    Indica la altura de impulsiónnecesaria en metros que debe

    haber a la entrada del rodete y

    ser superior a la presión de

    vapor del medio bombeado

    (punto de referencia para NPSH

    = la intersección del eje de

    bomba con el plano vertical que

    pasa por los puntos exteriores

    del canto de entrada de los

    álabes, véase fig. 1.3).

    Fig. 1.3: "Posición del punto de referencia s' para el valor NPSH en caso de distintas formas de rodete"(Fuente: Folleto de KSB: Dimensionado de bombas centrífugas)

    PS'

    PS'

    PS' PS'

    PS'

    PS'

    NPSHdisp = ze +  +  - Hpa 

    pe + pb - pD

    ρ · g 2 · g

    ve2

    (10a)

    NPSHdisp = ze + 10 m(10b)

    NPSHdisp^ NPSH

    reg, NPSH

    reg= NPSH

    3%+ suplemento de seguridad

    (9)

    1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    10/109

    del campo admisible, el medio

    bombeado y finalmente losmateriales utilizados para los

    componentes en contacto con el

    medio (en especial naturalmente

    del rodete).

    La fig. 1.4 muestra el resultado

    del exceso del grado de

    cavitación máximo admisible. En

    la intersección entre NPSHdisp

     y

    NPSHreq

      no se cumple con la

    condición de la ecuación (9), es

    decir, a la derecha del punto de

    intersección ya no hay un

    aumento del caudal y la altura

    de impulsión disminuye rápido.

    Este tipo de curva se llama

    “rama de rotura”. Un

    funcionamiento prolongado en

    estas condiciones causa daños enlas piezas de la bomba (rodete,

    cojinetes, sello del eje, etc.). Con

    un aumento del valor del

    NPSHdisp

     (p. ej. nivel de agua

    estancada más alto en la entrada)

    se puede alcanzar de nuevo el

    punto de funcionamiento B.

    9

    Selección general de bombas

    Estas son arrastradas por la

    corriente y revientan de repentecuando la presión en el canal del

    álabe aumenta de nuevo (foto

    del daño, véase fig. 1.5). La

    formación y el reventón

    repentino de burbujas de vapor

    se llama cavitación.

    La cavitación puede tener efectos

    negativos graves – empezando

    por pérdidas de carga y el

    descenso del rendimiento hasta

    la ruptura del caudal, una

    marcha inestable o unas

    características de vibración

    irregulares así como fuertes

    emisiones de ruido causadas por

    la corrosión (gripado) del rodete

    o las piezas interiores de la

    bomba – por eso solo puede sertolerada hasta cierto límite.

    En casos particulares, el grado

    de cavitación admisible también

    depende de las condiciones de

    servicio, el período de tiempo en

    el cual la bomba funciona fuera

    El fabricante de bombas puede

    influir en el valor NPSH3%mediante la selección de la forma

    del rodete, la ejecución

    constructiva del rodete (diámetro

    de la boca de aspiración, número

    de álabes y forma de los cantos

    de entrada) así como la

    velocidad de diseño de la bomba.

    El canto de entrada del canal de

    álabes del rodete es la zona

    crítica; después de la tubería de

    aspiración de bombas de

    instalación en seco y después de

    la entrada de la bomba en caso

    de bombas de instalación

    sumergida se trata de la sección

    transversal más estrecha por la

    que debe pasar el medio

    bombeado. Esta circulaciónalrededor de los cantos de

    entrada de los álabes provoca un

    descenso de presión local

    inevitable en esta zona. Si a

    causa de esta disminución de

    presión se pasa a un nivel

    inferior a la presión de vapor, se

    forman burbujas de vapor .

    Fig. 1.4: Influencia del NPSH disp sobre la curva de estrangulación dela bomba(Fuente: Diccionario de bombascentrífugas de KSB)

    Fig. 1.5: Rodete con daños de cavitación

    (Fuente: Diccionario de bombascentrífugas de KSB)

    Q1   Q2   Q

    H

    NPSH

    QH-Linie

    HA

    NPSHdisp(2)

    NPSHdisp(1)

    NPSHerf 

    A1

    A2

    B

    1

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    11/109

    10

    1.4

    Potencia absorbida

    La potencia absorbida P2 de una

    bomba centrífuga es la potencia

    mecánica absorbida por el

    accionamiento en el eje o

    acoplamiento de la bomba y

    puede ser determinada con la

    ecuación (11) [1.15]:

    ηp  rendimiento de la bomba o

    del acoplamiento

    El contenido de materia seca

    MS y las impurezas en el

    líquido bombeado son

    responsables de una potencia

    absorbida aumentada en el eje

    de la bomba (esto debe ser

    considerado en la elección del

    motor mediante reservas de

    potencia correspondientes) [1.7].

    La potencia absorbida P2 no

    debe ser confundida con la

    potencia disponible en el

    accionamiento (es decir lapotencia de accionamiento o

    potencia nominal del motor PN).

    Esta figura en la placa de

    características del fabricante del

    motor.

    Si se efectúa una medición de

    potencia en motobombas

    sumergibles, solo puede medirse

    la potencia absorbida por el

    motor P1. También incluye las

    pérdidas internas del motor que

    se describen con el rendimientodel motor ηM. Por lo tanto, la

    potencia absorbida en el eje de la

    bomba también puede ser

    calculada según la ecuación (12):

    Al determinar la potencia de

    accionamiento necesaria para la

    bomba es necesario considerar

    reservas de potencia conforme a

    EN ISO 9908. Con ello, en

    general, se consideran

    tolerancias de construcción y

    variaciones de las característicasde aguas residuales.

    Información más detallada y

    explicaciones sobre el tema

    “Motores” figuran en el

    capítulo "Descripción general

    del motor".

    P2= [kW]Q · H · g · ρ

    1000 · ηp

    P2 = [kW]P

    1

    ηM

    ηM Rendimiento del motor

    Selección general de bombas

    (11)

    (12)

    1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    12/109

    11

    1.5

    Proceso de bombeo

    La designación de la bomba

    según su fin de aplicación es

    una práctica muy común.

    Muchas veces se emplea como

    distintivo autoexplicativo el

    modo de servicio (p. ej. bomba

    principal, bomba nodriza,

    bomba de carga de base o de

    carga punta, entre otros), el

    campo de aplicación (p. ej.

    bomba de irrigación o de

    drenaje, bomba de circulación,

    bomba química, bomba de

    proceso, bomba de aguas de

    lluvia o de tiempo seco, entre

    otros), o el medio bombeado (p.

    ej. bomba de agua potable, de

    agua de mar, bomba de agua,de aguas residuales, bomba de

    materias fecales, de estiércol

    líquido, de lodo, de sólidos).

    En la técnica de aguas residuales

    se utilizan casi exclusivamente

    bombas centrífugas o bombas

    volumétricas. Mientras que las

    bombas volumétricas se emplean

    sobre todo en el tratamiento delodos (p. ej. en el reactor de

    fermentación de lodos, donde se

    trata de transportar medios

    bombeados con un alto

    contenido de materias secas (MS

    < 10%), las bombas centrífugas

    se encuentran en casi todos los

    sectores del transporte de aguas

    residuales y de instalaciones

    depuradoras.

    Bombas centrífugas son

    clasificadas según suscaracterísticas constructivas, en

    especial según la forma del

    rodete, la dirección del flujo y el

    modo de instalación.

    Un dato importante para

    describir el comportamiento de

    distintos rodetes es la velocidad

    específica nq (nota: en los

    países anglófonos, salvo EEUU,

    la velocidad específica se

    denomina "type number K" y

    en EEUU "N").

    El coeficiente tomado de la

    mecánica de semejanza permite

    la comparación de rodetes de

    diferentes tamaños con

    diferentes datos de servicio (Q y

    H en el punto del rendimientoóptimo así como la velocidad

    del rodete), la clasificación de

    su forma constructiva óptima y

    también la forma característica

    de su curva característica

    correspondiente. Se calcula

    como sigue:

    Las fig. 1.6 y 1.7 aclaran la

    relación entre la velocidad

    específica y la forma del rodete

    así como sus curvas

    características correspondientes.

    La velocidad específica de los

    rodetes utilizados en el

    tratamiento de aguas residuales

    es de nq ~ 45 a 200 min-1.

    Rodetes de nq ~ 45 a 90 min-1 seemplean sobre todo para el

    transporte de aguas residuales

    en y para la instalación

    depuradadora (p. ej. estaciones

    de bombeo principales e

    intermedias, en la entrada de

    instalaciones depuradoras, lodo

    de reciclaje y también en la

    salida de la instalación

    depuradora). Todo este campo

    lo cubren las motobombas

    sumergibles de la serie KRT con

    distintos rodetes.

    Para el procedimiento de

    activación en una instalación

    depuradora se necesitan más

    bien caudales grandes y alturas

    de impulsión bajas (o sea,rodetes de hélice de n

    q ~ 160 a

    200 min-1). Otros campos de

    aplicación de bombas de hélice

    son p. ej. la toma de agua de río,

    el transporte de agua de

    refrigeración y la protección

    contra inundaciones. En parques

    de atracciones sirven también de

    bombas de circulación para las

    atracciones acuáticas.

    Nota:

    Para el diseño de bombas de

    hélice y la planificación de las

    obras de toma correspondientes

    existe una publicación separada

    (KSB Know-how, tomo 6,

    0118.55 10/07: (Indicaciones de

    planificación para bombas

    sumergibles en tuberías de

    impulsión Amacan).

    nq = n · [min-1

    ]Hópt¾

    Selección general de bombas

    (13)

    √ Qópt

    1

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    13/109

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    14/109

    13

    específicos para aguas residuales

    (rodete de corte, rodetedesplazado, rodete monocanal,

    bicanal o tricanal, así como

    rodete monocanal abierto) están

    adaptadas a las exigencias

    especiales en el transporte de

    aguas residuales considerando

    las condiciones de aplicación

    específicas y también la

    composición del medio

    bombeado.

    Indicaciones detalladas sobre laaplicación de rodetes en cuantoa diferentes medios bombeadosasí como límites de aplicaciónde los rodetes figuran en elcapítulo "Técnica demaquinaria y tipos deinstalación".

    1.6.1Curvas características

    Bombas centrífugas suministran

    a una velocidad constante un

    caudal que aumenta al mismo

    tiempo que la altura de

    impulsión baja. La altura de

    impulsión H aplicada al caudalcorrespondiente Q proporciona

    la curva característica de la

    altura de impulsión, llamada

    también la curva Q-H. Aparte

    de la curva Q-H, otras curvas

    características de cada bomba

    son la curva del rendimiento

    que también depende del

    1.6

    Selección de la bomba

    La selección de la bomba

    depende en gran parte de las

    condiciones de servicio

    existentes – o sea, las exigencias

    del contratante en cuanto a

    ciertas características de

    funcionamiento de la bomba.

    Como condiciones de servicio se

    entienden en primer lugar losdatos sobre el medio bombeado

    (p. ej. temperatura, densidad,

    viscosidad, contenido de

    materia seca MS, contenido de

    arena u otros aditivos), el

    caudal esperado y la altura de

    impulsión necesaria, el

    comportamiento de aspiración y

    la velocidad de la bomba

    centrífuga. Además, se necesitan

    datos sobre el tamaño y los

    valores de conexión de los

    accionamientos, el modo de

    funcionamiento, la frecuencia

    de conexiones estimada, así

    como influencias de la

    instalación o del

    medioambiente, como la

    emisión de ruidos máx.admisible, vibraciones

    admisibles, fuerzas en tuberías

    así como riesgos potenciales de

    explosión (indicaciones sobre

    las zonas ATEX).

    Las motobombas sumergibles

    de la serie KRT con sus rodetes

    caudal, la curva del NPSHR 

    oder NPSH3% y la curva de lapotencia absorbida. Todas las

    curvas características indicadas

    deben ser consideradas al

    seleccionar una bomba.

    Como ejemplo figuran las

    curvas características para una

    bomba de rodete tricanal con

    una velocidad específica de nq ~

    80 min-1 de la fig. 1.8 (rodete de

    baja presión).

    Todas las indicaciones de los

    datos hidráulicos son conforme a

    la norma vigente EN ISO 9906 y

    se refieren a un funcionamiento

    en agua pura. Las curvas

    características típicas dependen

    de la velocidad específica (véase

    también fig. 1.6).

    Se diferencian curvas planas ypendientes. Con una curva

    característica pendiente y para

    una misma variación de la

    altura, el caudal varía menos

    que con una curva plana. Por

    consiguiente, bombas con una

    curva pendiente de la altura de

    impulsión tienen mejores

    posibilidades de regulación de

    caudal que con una curva plana.

    Selección general de bombas 1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    15/109

    14

    Fig. 1.8: Curvas características para un rodete tricanal nq ~ 80 min-1 a una velocidad de labomba de n = 960 min-1 (Fuente: Programa de diseño de KSB)

    Selección general de bombas

    Baureihe-Größe

    Type-SizeModèle

    Tipo

    SerieTipo

    Nenndrehzahl

    Nom. speedVitesse nom.

    Velocità di rotazione nom.

    Nominaal toerentalVelocidad nom.

    Laufrad-ø

    Impeller dia.Diamètre de roue

    ø girante

    Waaier øDiámetro de rodete

    Projekt

    Project

    Projet

    Progetto

    Projekt

    Proyecto

    Pos.-Nr.

    Item No.

    N° de pos.

    N° pos

    Pos. nr.

    N° de art

     Angebots-Nr.

    Quotation No.

    N° de l'offre

    N° offerta

    Offertenr.

    N° oferta

    KSB AktiengesellschaftPostfach 20074306008 Halle (Saale)Turmstraße 9206110 Halle (Saale)

    Laufradaustrittsbreite/Impeller outlet width/Largeur à la sortie de la roueLuce della irante/Waaier uittredebreedte/Anchura de salida rodete

     Amarex KRT 300-400K 960 1/min 408 mm

    115 mm115 mm

     

    0 2000 4000 6000 8000US.gpm

    0 2000 4000 6000IM.gpm

    0 100 200 300 400 500l/s

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800m³/h

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800m³/h

    Fördermenge/Flow/Débit/Portata/Capaciteit/Caudal

    50

    20

    90

    ft

    10

    20

    4

    28

    m

    Förderhöhe

    TDHHauteur 

    Prevalenza

    Opvoerhoogte

     Altura

    65

    70

    hp

    48

    50

    52

    46.5

    53.5

    kW

    Leistungsbedarf 

    Power Input

    Puiss. abs.

    Potenza ass.

    Opgenomen

    vermogen

    Potencia absorb.

    20

    10

    30

    ft

    5

    10

    2

    m

    NPSHR

    0

    50

    100

    %

    Eta

    η  [%]

     Qmin

    ø408/A01

    85.2

    ø408/A01

    ø408/A01

    1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    16/109

    15

    Mientras que las pérdidas de

    fricción aumentanconstantemente si crece el

    caudal, las pérdidas de empuje

    del caudal de diseño de la

    bomba (también llamado Qlibre

     

    de empujes) aumentan tanto

    con un caudal decreciente como

    creciente. En la fig. 1.9 pueden

    verse las pérdidas hidráulicas

    como relaciones por cocientes.

    La curva característica del

    rendimiento (curva Q-η)

    asciende del punto de caudal 0

    hasta el punto

    Q η ópt (~ Qlibre de empujes)

    a un valor máximo y a

    continuación baja de nuevo. El

    curso de la curva característica

    1.6.2

    Curva característica de labomba

    La curva característica de laaltura de impulsión (curva Q-H)es la que se considerasuperficialmente la curvacaracterística de la bomba.Como ninguna bomba trabajasin pérdidas, deben restarse dela curva de la altura de

    impulsión teórica o libre depérdidas utilizada para el diseñolas pérdidas hidráulicas internasde una bomba. Las perdidashidráulicas internas secomponen de las pérdidas defricción y empuje. Ambosvalores de pérdida pueden serdefinidos como función del

    caudal.

    del rendimiento refleja las

    pérdidas internas de la bomba eindica en qué campo de caudal

    debe utilizarse la bomba para

    trabajar con una máxima

    eficacia energética. En la fig.

    1.10 se ve la gráfica de este

    curso.

    Las fig. 1.11 o 1.12 reflejan los

    cursos NPSH3%

     o

    respectivamente la potencia

    absorbida P2 en el eje de la

    bomba. Mientras que la curva

    característica NPSH3%

     

    caracteriza el comportamiento

    de aspiración de la bomba

    (véase el capítulo "Valor

    NPSH"), la curva característica

    de la potencia absorbida es de

    importancia para el cálculo de

    la potencia nominal del motor.

    1.6.3

    Curva característica de lainstalación

    La curva característica de la

    instalación se representa también

    como función del caudal. Como

    se puede ver en la fig. 1.13, lacurva característica de la

    instalación está formada por una

    componente estática constante y

    una componente dinámica

    dependiente del caudal de forma

    cuadrática proporcional (nota:

    esto solo es válido si se desestima

    la dependencia de la fricción de

    tubería de la cifra de Reynold Re).

    Fig. 1.9: Curva característica de laaltura de impulsión y su disminu-ción por las pérdidas hidráulicasinternas. Representación en

    relaciones por cocientes, conreferencia al punto óptimo

    Fig. 1.10: Curva característica delrendimiento □ =f ( Q ). Represen-tación en relaciones por cocientes,con referencia al punto óptimo

    Fig. 1.11: Curva característica

    NPSH 3% , NPSH 3% = f (Q). Repre-sentación en relaciones porcocientes, con referencia al puntoóptimo

    Fig. 1.12: Potencia eléctrica

    absorbida P2 = f (Q). Representa-ción en relaciones por cocientes,con referencia al punto óptimo

    Selección general de bombas

    0.00

    5.00

    10.00

    15.00

    20.00

    25.00

    30.00

    200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 1800.00 2000.00   0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    20,00

    60,00

    40,00

    80,00

    100,00

    120,00

    140,00

    160,00

    180,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00  1800,00   2000,00

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    20,00

    60,00

    40,00

    80,00

    100,00

    120,00

    140,00

    160,00

    180,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00   1800,00   2000,00

    Curva característica Q-H

    Qeta,opt

    Heta,opt

    Punto Q libre de empujes

    Curva característica Q-P2

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00

    1

    CurvacaracterísticaQ-H

    Curvacaracterísticasinpérdidas

    Pérdidasdefricción

    Pérdidasdeempuje

    Qeta,ópt

    Heta,ópt

    PuntoQlibrede empujes

    Curva característica Q-H

    Qeta,opt

    Heta,opt

    Punto Q libre de empujes

    Curva característica Qeta

    Curva característica Q-H

    Qeta,opt

    Heta,opt

    Punto Q libre de empujes

    Curva característica Q-NPSH3%

    Vista más amplia en el anexo

    Vista más amplia en el anexoVista más amplia en el anexo

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    17/109

    16

    Para motobombas sumergibles

    de instalación sumergida lacomponente estática de la altura

    de impulsión Hgeo

     es la diferencia

    de altura mensurable entre el

    nivel de agua en aspiración e

    impulsión. La componente

    dinámica de la altura de

    impulsión está compuesta por la

    totalidad de todas las pérdidas

    de carga causadas por válvulas,

    racores de tubería y tuberías

    planeadas o instaladas en el lado

    de impulsión de la bomba hasta

    la descarga al nivel de agua del

    lado de impulsión. En el

    apartado "Altura de impulsión"

    figuran informaciones detalladas

    acerca de ello.

    1.7Límites de servicio admisi-

    bles para bombas

    Cada bomba centrífuga tiene

    límites de aplicación o también

    de funcionamiento

    recomendados. Estos se refieren

    al punto hasta el cual la bomba

    puede ser utilizada como

    máximo por razonesconstructivas y técnicas de

    instalación o del accionamiento.

    La observancia y elcumplimiento de estos límites es

    una condición previa

    importante para que la bomba

    pueda llevar a cabo su tarea de

    bombeo por el periodo de

    aplicación previsto. A

    continuación, se discutirán los

    límites más importantes de

    aplicación o funcionamiento.

    1.7.1Punto de funcionamiento ode servicio

    El punto de funcionamiento o

    de servicio de una instalación de

    bombeo se obtiene de la

    intersección (fig. 1.13) de la

    curva característica de lainstalación y de la bomba

    (según el uso lingüístico general

    la curva característica de la

    altura de impulsión de la bomba

    se denomina curva característica

    de la bomba). Define la altura

    de impulsión que se produce y

    el caudal correspondiente. Por

    consiguiente, si se quiere

    modificar el punto de

    funcionamiento es necesario

    cambiar la curva característica

    de la instalación o de la bomba.

    Explicaciones más concretas

    figuran más abajo en el

    apartado "Modos de

    funcionamiento de la bomba".

    1.7.2

    Límites de servicio Qmí n yQmá x

    El comportamiento en

    funcionamiento de una bomba

    centrífuga (características

    hidráulicas, mecánicas y

    acústicas) depende en gran parte

    de la posición del punto de

    funcionamiento o de servicio

    respecto al punto Qηópt.Por eso, al elegir una bomba,

    hay que asegurarse que el punto

    de servicio se encuentre cerca

    del punto óptimo.

    (QPF

     aprox. 0,8 a 1,2 x Qηópt)

    No solo los gastos de energía y

    de manutención sino también

    las fuerzas de excitación

    hidráulica son más bajos en este

    campo de trabajo.

    En la práctica diaria puede

    resultar necesario operar con el

    grupo en función del proceso en

    el campo de carga parcial o

    carga excesiva. Cuanto más

    lejos está el punto de servicio

    del punto óptimo, tanto peor

    resulta el flujo hacia los álabes

    del rodete y del dispositivodifusor (carcasa). Si el flujo

    relativo ya no puede adaptarse

    al contorno del álabe en el lado

    de aspiración (carga parcial) o

    en el lado de impulsión (carga

    excesiva), se forman zonas de

    interrupción de flujo que

    interfieren en aumento en la

    transmisión de la energía al

    líquido bombeado.

    Fig. 1.13: Curva característica de lainstalación – suma de las compo-nentes estática y dinámica de laaltura de impulsión

    Selección general de bombas

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00

    Curvacaracterísticadela bomba

    Curvacaracterísticadela instalación

    Hestático

    aHgeo

    Hdinámico

    QAP

    HAP

    Puntodefuncionamientode labomba

    1

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    18/109

    Reclamaciones de garant ía al

    fabricante de la bomba seexcluyen en estos casos.

    1.7.3Particuliaridades en e ltransporte de aguas resi-duales

    La bomba centrífuga es solo un

    componente de la instalación detratamiento de aguas residuales.

    Solo puede trabajar de modo

    fiable, si tanto los sistemas

    periféricos de la instalación, el

    medio bombeado (características

    y composición), como el control y

    modo de funcionamiento han

    sido adaptados a las

    características de la bomba

    centrífuga o su sistemahidráulico. En este contexto

    sugerimos fijarse en el hecho de

    que la expresión ‚sistema

    hidráulico libre de atascamiento’

    que se utiliza muy a menudo no

    es correcta – solo es una cuestión

    de la carga hasta que se atasque

    cualquier sistema hidráulico. En

    todo caso, el término "sistema

    hidráulico de atascamiento

    reducido" es mejor, ya que es una

    descripción más realista.

    Basadas en las experiencias de

    expertos en este campo hemos

    resumido a continuación algunas

    particularidades en el transporte

    de aguas residuales.

    Aumentan las fuerzas hidráulicas

    (fuerzas radiales y axiales), yrápidamente vibraciones

    mecánicas, ruidos y no en último

    término la cavitación que son los

    fenómenos perceptibles en el

    exterior. Los fabricantes de

    bombas determinan mediante la

    fijación del límite Qmín

     y Qmáx

     el

    campo de funcionamiento

    continuo admisible de sus

    bombas (sin indicación explícita,

    el final de la curva característica

    de la bomba representada

    determina el límite de Qmáx

    ).

     Por regla general, el campo de

    servicio admisible es de aprox.

    0,3 a 1,4 x Q η ópt .

    Para bombas centrífugas de una

    velocidad específica más alta a

    partir de aprox. nq= 140 1/min el

    límite de Qmín

     puede resultar

    considerablemente más alto

    situándose en

    aprox. 0,6 a 0,7 x Q ηópt.

    Un funcionamiento de la

    instalación más allá de este

    campo de servicio admisible

    provoca una carga aumentada y

    un desgaste prematuro de

    componentes de la bomba.

    Éstas deben ser tenidas en cuenta

    en la planificación de unainstalación de tratamiento de

    aguas residuales para alcanzar un

    alto grado de fiabilidad

    ("funcionamiento con

    atascamiento reducido").

    - Punto de funcionamiento cerca

    del punto óptimo. En la gama

    QPF

     ~ 0,8 a 1,2 x Qηópt no solo se

    encuentra el campo de trabajo

    energéticamente más favorable,

    sino también aquel campo en el

    que las impurezas en el medio

    bombeado pueden ser

    transportadas lo más rápido

    posible. En la fig. 1.15 figura este

    campo. Especialmente en el

    campo de carga parcial entre

    Qmín y 0,8 x Q ηópt el transporte deimpurezas está más o menos

    sensiblemente limitado a causa de

    los caudales bajos (escasa

    velocidad de flujo). Un

    funcionamiento permanente de la

    bomba en este campo puede

    causar atascamientos en el canal

    del rodete o un gripado en la

    cámara lateral del rodete. Esta

    característica de bombascentrífugas gana importancia al

    determinar el campo de control y

    de funcionamiento y con ello el

    desplazamiento del punto de

    trabajo. Las palabras claves en

    este contexto son: regulación de

    la velocidad, cambio de la altura

    de impulsión estática entre el

    nivel de agua de conexión y

    desconexión en el pozo de la

    bomba y funcionamiento en

    paralelo.

    17

    Selección general de bombas

    Fig. 1.14: "Límites de funciona-miento Qmín y Qmáx – Representa-ción del campo de funcionamientocontinuo admisible de la bombacentrífuga (Qmín aprox. 0,3*Qeta,ópt  y Q

    máx aprox. 1,4 * Q

    eta,ópt  )“

    1

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00

    Curva característica de la instalación

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    Curva característica de

    la bomba

    AP

    Qmax

    Campo de funcionamiento continuo admisible

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    19/109

    18

    bombeado. Indicaciones

    detalladas sobre la aplicación derodetes en cuanto a diferentes

    medios bombeados así como

    límites de aplicación de los

    rodetes figuran en el capítulo

    "Técnica de maquinaria y tipos

    de instalación".

    - Velocidades de flujo en

    tuberías y el régimen de control

    en caso de un funcionamiento

    con convertidores de frecuencia.

    Hoy en día el control de

    bombas se efectúa cada vez más

    mediante convertidores de

    frecuencia. Esto resulta

    ventajoso desde el punto de

    vista energético y ofrece además

    la posibilidad de procesos de

    depuración continuos. Engeneral, los campos de control

    en sí no dependen de las

    características constructivas y

    mecánicas de la bomba o de los

    accionamientos, sino que deben

    ser determinados

    individualmente considerando

    la velocidad de arrastre mínimo

    de sólidos y fibras. Experiencias

    pertinentes demuestran que entuberías de impulsión verticales

    la velocidad de flujo no debe ser

    inferior a 2 m/s, en caso de

    tuberías horizontales basta una

    velocidad superior a 1 m/s.

    Debe quedar asegurado que las

    impurezas serán expulsadas por

    completo de la bomba y de la

    tubería de impulsión, incluso a

    velocidad baja.

    - Prever reservas de motor

    suficientes. Todas lasindicaciones de fabricante en

    cuanto a los datos hidráulicos

    de la bomba se basan en la

    norma vigente EN ISO 9906 y

    se refieren a un servicio con

    agua pura. Ningún planificador

    puede predecir con certeza las

    características reales de las

    aguas residuales; se observa una

    tendencia a aguas residuales con

    un porcentaje de sólidos o fibras

    cada vez más alto. La seguridad

    de funcionamiento debería ser

    más importante que los gastos

    de inversión (véase la reserva

    recomendada según ISO 9908).

    - Selección del rodete adecuado.

    Las motobombas sumergiblesde la serie KRT con sus rodetes

    específicos para aguas residuales

    (rodete de corte, rodete

    desplazado, rodete monocanal,

    bicanal o tricanal, así como

    rodete monocanal abierto) están

    adaptadas a las exigencias

    especiales en el transporte de

    aguas residuales considerando

    las condiciones de aplicaciónespecíficas y también la

    composición del medio

    La velocidad periférica del

    diámetro exterior del rodete D2de rodetes para aguas residuales

    no debe ser inferior a 15 m/s.

    Por principio, se debe arrancar

    una bomba centrífuga con la

    rampa de arranque más corta,

    es decir, alcanzar lo más rápido

    posible una velocidad alta. Solo

    entonces se puede reducir la

    velocidad y ajustar el punto de

    funcionamiento deseado.

    Campos de frecuencias

    naturales de la instalación

    (fundamento / bomba / tubería)

    deben ser suprimidos en el

    convertidor de frecuencia y no

    deben ser utilizados de forma

    permanente. En funcionamiento

    en paralelo todas las bombas

    deben ser accionadas dentro delo posible a la misma frecuencia

    para evitar una separación de

    grupos individuales hacia el

    campo de carga parcial no

    permitido. Las válvulas de

    retención deben abrir por

    completo en cualquier punto de

    funcionamiento de las bombas

    para ofrecer superficies de

    ataque mínimas a las impurezasy prevenir atascamientos.

    - Condiciones de afluencia y

    diseño de la obra. Condición

    previa para un funcionamiento

    libre de perturbaciones de las

    bombas y el cumplimiento de los

    datos de bombeo acordados en el

    contrato son condiciones de flujo

    hidráulicamente optimizadas

    (explicación detallada en el

    capítulo "Diseño de la obra").

    Fig. 1.15: Campo de funciona-miento preferido u óptimo parael transporte de aguas residuales

    Selección general de bombasl1

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00

    Curvacaracterística de lainstalación

    Hgeo

    Qmin

    QηoptCurva característica de la

    bombaAP

    Qmax

    Campo defuncionamiento

    óptimoCampo de funcionamiento continuo admisible

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    20/109

    19

    Selección general de bombas

    1.8.1Funcionamiento individual

    La curva característica de la

    instalación puede ser cambiada

    al variar la altura de impulsión

    estática. Decisivo para ello

    puede ser un cambio de la altura

    geodésica del nivel de agua en la

    cámara de aspiración, como

    indicado en la fig. 1.16. El

    campo de funcionamiento de la

    bomba se sitúa en la curva

    característica Q-H entre los dos

    puntos de trabajo "bomba

    conectada" y "bomba

    desconectada".

    Nota:

    Observar el punto de

    funcionamiento cerca del punto

    óptimo, o sea, del campo de

    trabajo óptimo.

    1.8.2Regulación por

    estrangulación

    Existen dos posibilidades básicas

    Las motobombas sumergibles de

    la serie Amarex KRT disponen depozos relativamente pequeños

    con soleras parcialmente

    biseladas que aseguran una

    afluencia continua de la carga

    contaminante. Con ello se

    consigue evitar en caso de

    intervalos de conexión

    relativamente cortos una

    concentración de sedimentos y los

    pozos permanecen limpios.

    1.8Modo de func ionamientode la bomba

    El modo de funcionamiento de la

    bomba depende de muchos

    factores. Es posible cambiar el

    punto de funcionamientomediante una modificación del

    diámetro del rodete, la velocidad

    o un servicio en paralelo o en

    serie. No deben ser olvidadas las

    condiciones secundarias de la

    instalación como altura de nivel

    de agua estancada, condiciones

    de afluencia, el valor NPSH de la

    instalación y al fin y al cabo las

    propiedades del medio

    bombeado, como composición,

    densidad y viscosidad,

    temperatura, etc. En los

    apartados siguientes tratamos

    este tema más a fondo.

    para modificar la curva

    característica de la instalación.Por un lado se pueden aumentar

    o reducir las resistencias de flujo

    dentro de la tubería. Esto se hace

    de forma intencionada al

    cambiar la apertura de un

    elemento de estrangulación, el

    empleo de otro recorrido de

    bombeo (tuberías con diferentes

    diámetros y largos nominales) o

    no intencionado por sedimentos,

    corrosión o incrustaciones.

    Al cerrar o estrangular las

    válvulas de una bomba

    centrífuga se "destruye"

    conscientemente energía ya

    producida y transformada en

    altura de impulsión

    (correctamente: despilfarrar laenergía sin aprovecharla). Desde

    el punto de vista energético se

    trata de la peor solución de

    regulación y además debe ser

    evitada en el transporte de aguas

    residuales (a excepción de los

    procesos de arranque y parada)

    para no producir un riesgo de

    atascamiento en o detrás de estas

    válvulas.

    Fig. 1.16: Cambio del punto defuncionamiento de la bomba avelocidad fija y variación de la alturade impulsión estática entre el nivelde agua de conexión y desconexiónen el lado de aspiración

    Fig. 1.17: Cambio del punto defuncionamiento de la bomba al variarlas pérdidas de carga en la tubería de

    transporte, como p. ej. cambio deldiámetro nominal de tubería, cambiodel recorrido de bombeo o del largo osedimentos e incrustaciones en latubería

    1

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000, 00 1200, 00 1400, 00 1600,00 1800, 00 2000, 00

    AP(ein)

    Curva característica de lainstalación al nivel de

    agua de desconexión

    Hgeo,max

    Qmin

    Qηopt

    Curva característica de la bombaHgeo,min

    AP(aus)

    Curva característica dela instalación al nivel deagua de conexión

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200, 00 400,00 600,00 800,00 1000, 00 1200, 00 1400, 00 1600, 00 1800, 00 2000, 00

    AP1

    Curva característica de la instalación 1

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    Curva característica de la bomba

    AP2

    AP3

    Curva de estrangulación 2

    Curva de estrangulación 3

    Vista más amplia en el anexo

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    21/109

    20

    Selección general de bombas

    1.8.3

    Adaptación del diá metrode rodete

    Una medida relativamente fácil

    y hidráulicamente muy eficaz

    (pero irreversible) para reducir

    el caudal y la altura de

    impulsión sin variar la

    velocidad, es la adaptación del

    diámetro del rodete D2 al

    reducirlo en el torno (fig. 1.18).Ya que con esta medida se

    modifican el largo del álabe, la

    anchura de salida del álabe y el

    ángulo de salida del álabe, el

    efecto, es decir, el cambio del

    caudal, de la altura de

    impulsión y del rendimiento,

    varía según la construcción del

    rodete (velocidad específica nq).

    Como aproximación se puede

    constatar: Cuanto menor la

    velocidad específica nq, tanto

    más se puede reducir el

    diámetro del rodete sin tener

    que contar con mayores

    pérdidas de rendimiento.

    Los fabricantes de bombas

    indican en la documentación /folletos de curvas características

    el posible campo de reducción

    del diámetro del rodete en

    forma de un tramado de torno.

    Dentro de estos límites la

    relación entre diámetro de

    rodete, caudal y altura de

    impulsión puede ser descrita

    con la ecuación (14):

    1.8.4

    Regulación de velocidad

    Una bomba centrífuga de

    velocidad variable solo produce

    el caudal / la altura de

    impulsión que realmente hace

    falta. Por lo tanto, esta

    posibilidad de regulación es la

    forma más económica en cuanto

    al consumo de energía y la más

    suave respecto a la carga de loscomponentes de la bomba. La

    reducción de velocidad

    proporciona además en el lado

    de afluencia seguridad adicional

    frente al valor NPSH de la

    instalación. La relación entre

    velocidad, caudal y altura de

    impulsión refleja la ley de

    afinidad – un caso especial de

    las leyes modelo para bombas

    centrífugas - a condición de una

    densidad invariable y un

    rendimiento constante de la

    bomba:

    Los pares de variables

    pertenecientes para Q y H se

    encuentran en una línea recta

    imaginaria a través del origen

    del sistema de coordenadas Q-H

    (fig. 1.18). El nuevo punto de

    funcionamiento del grupo es la

    intersección que se da en la

    curva característica de la bomba

    con rodete de diámetro reducido

    y la curva característica no

    variada de la instalación.

    Nota: Observar el punto de

    funcionamiento cerca del puntoóptimo, o sea, del campo de

    funcionamiento óptimo; la velo-

    cidad periférica en la salida del

    rodete no debería ser inferior a

    aprox. 15 m/s, a ser posible.

    = =Q

    2T

    Q2máx

    H2T

    H2máx

    D2T

    D2máx

    ( )2

    Fig. 1.18: Reducción o adaptacióndel diámetro de rodete al punto defuncionamiento deseado de labomba

    (14)

    Fig. 1.19: Cambio del punto defuncionamiento de una bombacentrífuga al variar la velocidad

    (15)

     =Q

    1

    Q2

    n1

    n2

     =H1

    H2

    n1

    n2( )

    2

     =P

    1

    P2

    n1

    n2

    ( )3

    1

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00

    D2max

    AP Curva característica de la instalación

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    Diámetro de reducción D2T

    D2min

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    0,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 1800,00 2000,00

    n1

    AP1

    Curva característica dela instalación

    Curva característicade la bomba

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    AP2

    AP3

    n2n3

    Vista más amplia en el anexo

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    22/109

    21

    Selección general de bombas

    Los pares de variables

    correspondientes para Q y H seencuentran en una parábola

    imaginaria a través del origen

    del sistema de coordenadas

    Q-H, representada en la fig.

    1.19 mediante la línea en trazos

    y puntos. El nuevo punto de

    funcionamiento del grupo es la

    intersección que se da entre la

    curva característica de

    velocidad reducida y la curva

    característica de la instalación

    no variada. En caso de una

    curva característica de la

    instalación con una componente

    estática pequeña, el nuevo

    punto de funcionamiento sigue

    cerca del punto óptimo. Cuanto

    mayor la componente estática

    de la curva característica, tantomás se acerca la bomba a

    caudales más pequeños y al

    campo de peores rendimientos

    en régimen de carga parcial si

    se reduce la velocidad; y si se

    aumenta la velocidad la bomba

    se acerca a campos de peores

    rendimientos en régimen de

    sobrecarga.

    Nota:

    Observar el punto de

    funcionamiento cerca del punto

    óptimo, o sea, del campo de

    funcionamiento óptimo;

    observar la velocidad de flujo en

    las tuberías al régimen de

    control para un funcionamiento

    con convertidor de frecuencia; la

    velocidad periférica a la salida

    del rodete no debería ser inferior

    a 15 m/s , a ser posible; prever

    una reserva de motor suficienteen caso de un funcionamiento

    con convertidor de frecuencia. 

    1.9Funcionamiento en para-

    lelo de bombas de tamañosconstructivos idénticos

    El funcionamiento en paralelode dos o más bombas

    centrífugas con una tubería de

    bombeo / tubería central común

    es una buena solución en caso

    de curvas características planas

    de la instalación. Cuanto menor

    resulta la componente dinámica

    de la altura de impulsión

    dependiente proporcionalmente

    al cuadrado del caudal de lacurva característica de la

    instalación, mayor es el

    aumento asequible del caudal.

    Estas relaciones figuran en la

    fig. 1.20. El caudal total de

    grupos idénticos está compuesto

    por partes iguales de los

    caudales correspondientes a las

    alturas de impulsión de lasbombas individuales. La altura

    de impulsión de las bombas

    individuales debe ser

    incrementada por la

    componente dinámica de las

    pérdidas de carga de la tubería

    individual hasta su integración

    en la tubería central. La curva

    característica de la instalación

    de la tubería central sólo reflejalas pérdidas de carga a partir

    del punto de unión de las

    tuberías individuales.

    Nota:

    Observar el punto de

    funcionamiento cerca del punto

    óptimo, o sea, del campo de

    funcionamiento óptimo;

    observar las velocidades de flujo

    en las tuberías; en el diseño de

    la estación de bombeo para un

    funcionamiento en paralelo de

    dos o más grupos idénticos, en

    ciertas circunstancias debe

    excluirse la afluencia de uno de

    los grupos a la tubería central –

    este caso se da si no se puede

    obtener un punto de

    funcionamiento admisible como

    intersección entre la curva

    característica de la instalación yde la bomba individual.

    Fig. 1.20: Funcionamiento en paralelo de dos bombas centrífugas

    idénticas. Las pérdidas en tuberíasindividuales (pérdidas de cargahasta la integración en la tuberíacentral) están consideradas en lacurva característica reducida de labomba

    1

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    50 0,00 100 0,00 1500, 00 2000,00 2500,00 300 ,

    Grupo 1 o 2

    Grupo 1 & grupo 2

    Curvas reducidas

    AP

    Curva característica de lainstalaciónTubería central

    Pérdidas de altura de impulsióntuberías individuales grupo 1 o grupo2

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    Curva característica de la bombareducida por las pérdidas de las tuberíasindividuales

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    23/109

    22

    Selección general de bombas

    1.10Funcionamiento e nparalelo de bombas dediferentes ta mañosconstructivos

    El funcionamiento en paralelo

    de dos o más bombas

    centrífugas de diferentes

    tamaños constructivos puede

    tratarse en principio de forma

    análoga al funcionamiento en

    paralelo de bombas de tamaños

    constructivos idénticos (fig.

    1.21). Trabajan juntas sin

    problemas si se trata de grupos

    con curvas características de

    Q-H estables (altura de

    impulsión a caudal cero es más

    grande que la altura de

    impulsión en el punto Qmín

    ) que,

    a ser posible, tienen la mismaaltura de impulsión a caudal

    cero.

    El caudal total se compone de

    los caudales correspondientes a

    las alturas de impulsión de las

    bombas individuales. La altura

    de impulsión de las bombas

    individuales debe ser

    incrementada por la

    componente dinámica de las

    pérdidas de carga de la tubería

    individual hasta su integración

    en la tubería central. La curva

    característica de la instalación

    de la tubería central solo refleja

    las pérdidas de carga a partir

    del punto de unión de las

    tuberías individuales.

    Observar el punto de

    funcionamiento cerca del puntoóptimo, o sea, del campo de

    funcionamiento óptimo. El

    grupo con la altura de impulsión

    a caudal cero más baja puede ser

    apartado fácilmente a caudales

    más pequeños, si la altura de

    impulsión total cambia (Hgeo

    máx, estrangulación, etc.);

    observar la velocidad de flujo en

    las tuberías individuales; en eldiseño de la estación de bombeo

    para el funcionamiento en

    paralelo de dos o más grupos

    diferentes, en ciertas

    circunstancias debe excluirse la

    afluencia de uno de los grupos a

    la tubería central – este caso se

    da si no se puede obtener un

    punto de funcionamiento

    admisible como intersección

    entre la curva característica de la

    instalación y de la bomba

    individual.

    1.11

    Conexión en serie

    La conexión en serie (una tras

    otra) de dos bombas centrífugas

    idénticas en una tubería de

    bombeo común es la solución

    ideal en caso de curvas

    características pronunciadas de

    la instalación. En combinación

    con curvas características planas

    de bombas, incluso en caso demayores variaciones de la altura

    de impulsión (p. ej. cambio de la

    componente estática de la altura

    de impulsión Hgeo

    ) el caudal

    resultante no varía mucho. La

    altura de impulsión total se

    compone de las alturas de

    impulsión correspondientes a los

    caudales de las bombas

    individuales. Estas relaciones

    figuran en la fig. 1.22.

    En el transporte de aguas

    residuales este modo de

    funcionamiento solo se aplica en

    casos muy raros.

    Nota:

    Observar el punto defuncionamiento cerca del punto

    óptimo, o sea, del campo de

    funcionamiento óptimo; observar

    las velocidades de flujo en las

    tuberías; el segundo grupo en

    dirección del flujo no solo debe

    ser apto para el aumento de

    presión sino también para la

    presión inicial del primer grupo;

    observar la resistencia de la

    carcasa / clase de presión de la

    carcasa.

    Fig. 1.21: Funcionamiento en paralelo de dos bombas centrífugasdiferentes. Las pérdidas en tuberíasindividuales (pérdidas de cargahasta la integración en la tuberíacentral) están consideradas en lacurva característica reducida de labomba

    1

    0,00

    5,00

    10,00

    15,00

    20,00

    25,00

    30,00

    5 00 ,0 0 1 00 0, 00 1 50 0, 00 2 00 0, 00 2 50 0, 00 3 00 0, 0

    ^

    Grupo2

    Grupo1Grupo 1 & grupo 2

    Curvas reducidas

    AP

    Curva característica dela instalación tuberíacentral

    Pérdidas de altura de impulsiónTuberías individuales grupo 1 o grupo 2

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    Curva característica de la bombareducida por las pérdidas de lastuberías individuales

    Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    24/109

    1.12

    Escalonamiento de bombas

    Para estaciones de bombeo que

    están integradas en grandes

    redes y que deben trabajar

    temporalmente en diferentes

    trayectos (de bombeo) y están

    expuestas a grandes variaciones

    de servicio, el campo de

    funcionamiento y las

    posibilidades de regulación de

    una o varias bombas

    centrífugas muchas veces ya no

    bastan. En la fig. 1.23 se ve el

    esquema de un posible

    escalamiento de diferentes

    bombas. La totalidad de los

    trayectos de bombeo / curvas

    características de la instalación

    se divide en tres secciones, eneste ejemplo en un

    funcionamiento en días de

    lluvia, un funcionamiento de

    día y un funcionamiento

    nocturno.

    23

    Selección general de bombas

    Fig. 1.22: Conexión en serie dedos bombas centrífugas idénticas

    Todas las bombas pueden ser

    adaptadas a las condiciones

    secundarias actuales de caudal

    y trayecto de bombeo gracias a

    la velocidad variable. Cada

    bomba dispone de una bomba

    de reserva idéntica. Las bombaspara el funcionamiento de día

    existen dos veces (redundancia)

    y también pueden trabajar en

    paralelo. Para un

    funcionamiento en días de

    lluvia o durante el día se puede

    contar con una suficiente

    dilución de las aguas residuales.

    Aquí pueden utilizarse bombas

    centrífugas de tamañocorrespondiente con rodetes

    tipo multicanal (número de

    álabes z = 2 o 3).

    Para el funcionamiento

    nocturno se utilizan rodetestipo monocanal o desplazados,

    ya que hay que contar con una

    fuerte concentración de sólidos

    en el medio bombeado debido a

    los caudales reducidos.

    Nota:

    Observar el punto de

    funcionamiento cerca del punto

    óptimo, o sea, del campo de

    trabajo óptimo; observar las

    velocidades de flujo en las

    tuberías en operación con

    convertidor de frecuencia;

    observar la velocidad periférica

    a la salida del rodete que no

    debería ser inferior a 15 m/s, a

    ser posible; prever una reserva

    de motor suficiente en caso deun funcionamiento con

    convertidor de frecuencia.

    Bombas para días de lluvia 1+1

    Q/Qopt = 0,8

    Q ηopt

    Q/Qpot = 1,2

    n1

    n2

    n3

    Bombas para un funcionamiento de día 2+1

    Bombas para un funcionamiento de noche 1+1

    Q

    H

    Fig. 1.23: Escalonamiento debombas en bombas para días delluvia, un funcionamiento de día yun funcionamiento nocturno para

    cubrir diferentes trayectos debombeo en caso de diferentesniveles de agua y acontecimientos

    1

    0,00

    10,00

    20,00

    30,00

    40,00

    50,00

    60,00

    200,00 400,00 600,00 800,00 1000, 00 1200,00 1400, 00 1600, 00 1800,00 2000, 00

    Grupo 1 & grupo 2

    AP

    Curva característicade la instalación

    Hgeo

    Qmin

    Qηopt

    Grupo 1 o grupo 2

    Vista más amplia en el anexo Vista más amplia en el anexo

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    25/109

    24

    Selección general de bombas

    1.13

    Concepto de la bomba deinstalación sumergida

    El concepto más simple para

    una estación de bombeo son

    bombas de instalación

    sumergida. Las bombas son

    instaladas directamente en la

    cámara de aspiración y durante

    el funcionamiento están

    parcialmente o completamentesumergidas en aguas residuales.

    La bomba puede ser accionada

    por un eje vertical de un motor

    instalado sobre el nivel de

    embalse o todo el grupo opera

    como una motobomba

    sumergible y se instala bajo el

    agua.

    En la práctica estaciones de

    bombeo de instalación

    sumergida se utilizan sobre

    todo en instalaciones más

    pequeñas (caudal hasta aprox.

    100 l/s); se trata de las llamadas

    estaciones de bombeo

    prefabricadas [1.17; 1.18].

    También en estaciones debombeo grandes (caudal hasta

    aprox. 16.000 l/s) se benefician

    cada vez más de las ventajas de

    una instalación sumergida. Las

    ventajas y desventajas de este

    tipo de instalación figuran en la

    tabla 1.1 [1.19].

    Para evitar atascamientos no

    debe haber estrechamientos enla tubería en dirección de flujo

    y el diámetro interior de las

    tuberías de impulsión debe ser

    como mínimo idéntico al

    diámetro interior de la boca de

    impulsión [1.20]. Las piezas de

    empalme de las tuberías no

    deben tener estrechamientos y

    válvulas abiertas tampoco

    deben obstaculizar el flujo

    [1.21; 1.22]. El diámetro

    óptimo debe ser calculado

    mediante la velocidad de flujo

    mínimo – y debería ser

    sustituido entonces por un tubo

    de tamaño siguiente mayor

    disponible. En caso de tuberías

    de impulsión largas las medidas

    contra el golpe de ariete tienenprioridad a medidas para el

    cumplimiento de la velocidad de

    flujo mínima. La velocidad

    máxima en tuberías de

    impulsión hasta 500 m de largo

    es de 2,5 m/s [1.23].

    El material de las tuberías debe

    ser apto para las aguas

    residuales a bombear yresistente a la corrosión (ácido

    sulfhídrico). Esto también es

    válido para los soportes de las

    tuberías que deben proveerse en

    distancias cortas. La tubería

    debe ser fijada de tal forma que

    no se transmitan fuerzas a la

    bombas. Debe tener una

    superficie interior lisa, resistir

    cargas cíclicas y estar diseñada

    para una presión de servicio de

    6 a 10 bar. La integración de la

    tubería de impulsión de la

    bomba en la tubería principaldebe hacerse en posición

    horizontal. Evitar bruscos

    cambios de dirección. Las

    piezas de empalme y los racores

    de las tuberías deben cumplir

    con las normas de producto

    pertinentes.

    Válvulas de mariposa no sirven

    como elemento de cierre.

    Recomendamos válvulas de

    compuerta de junta blanda con

    rosca exterior, cuerpo en GGG,

    vástago en 1.4571, tuerca del

    vástago y anillos de asiento en

    2.1060. En caso de actuadores

    mecánicos vigilar que la fuerza

    de regulación máx. posible no

    pueda dañar la válvula decompuerta [1.24].

    Elementos de retención

    especialmente aptos son

    válvulas de retención con

    palanca y peso. Materiales

    recomendados para el cuerpo

    son fundición gris con grafito

    laminar (GGL) o hierro fundido

    con grafito esferoidal (GGG)[1.25]. Para velocidades de flujo

    bajas pueden utilizarse válvulas

    de retención de bola [1.26]. El

    elemento de retención debe

    estar instalado en posición

    vertical y a ser posible muy por

    encima de la bomba para que el

    nivel de agua creciente pueda

    eliminar el aire de la bomba.

    Entonces no hace falta un

    dispositivo de purga de la

    bomba [1.27].

    1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    26/109

    25

    Selección general de bombas

    Anotaciones acerca de la

    cifra de Reynolds

    La velocidad de flujo v no es

    constante en toda la superficie

    de sección del tubo A. Como

    líquido de Newton (viscoso) se

    adhiere a la pared del tubo,

    donde la velocidad de flujo es

    igual a cero. En el eje del tubo

    la velocidad de flujo alcanza su

    máximo. En el curso de la

    velocidad de flujo por la

    superficie de sección se distingue

    entre un flujo laminar y

    turbulento (fig. 1.24) [1.35].

    La forma de flujo depende de la

    velocidad de flujo medio ν, el

    diámetro de tubo d y la

    viscosidad cinemática ν del

    fluido. Estas magnitudes se

    concentran en la cifra deReynolds Re. Para KSB AG la

    cifra de Reynold Re = 2320 es el

    límite entre el flujo turbulento y

    laminar.

    La instalación de las bombas

    (como mínimo dos) [1.28] debehacerse de tal forma que el agua

    pueda fluir libremente hacia

    ellas (servicio de afluencia)

    [1.29]. Evitar un

    funcionamiento en el campo

    inestable. Limitar la cavitación

    a la medida admisible (NPSHdisp

     

     / NPSHreq

     ≥ 1,3) [1.30]. Las

    bombas empleadas deben ser las

    adecuadas para el agua a

    bombear y para el objetivo de

    bombeo [1.31]. Según las

    normas europeas bastan

    motores sin protección

    antiexplosiva. Para Alemania,

    en cambio, reglamentos

    nacionales exigen una

    protección contra explosión

    según zona EX dII B T3, ya quecámaras de aspiración de

    instalaciones de bombas de

    aguas residuales son

    consideradas espacios con riesgo

    de explosión [1.32].

    Mensajes de funcionamiento

    deben ser indicados

    individualmente de forma óptica

    y mensajes de fallosindividualmente de forma óptica

    y en conjunto también de forma

    acústica [1.33]. Además

    recomendamos instalar

    instrumentos de medición del

    nivel, de la presión de impulsión

    y del caudal [1.34].

    Anotaciones acerca del

    volumen de as piración

    Según ATV-DVWK-A 134 para

    bombas de velocidad constante

    el volumen de la cámara de

    aspiración disponible se calcula

    como sigue:

    Para cantidades de aguas

    residuales domésticas existen

    suposiciones normalizadas.

    Para Alemania se supone una

    cantidad de aguas residuales de

    150 a 300 l por habitante y día

    (sin reserva de infiltración) y

    una descarga punta de 4 a 5 lpor 1000 habitantes y segundo

    (reserva de infiltración incluida)

    [1.36].Fig. 1.24: Flujo laminar y turbu-lento

    V = 0,9 ·Q

    P

    Z (16)

    1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    27/109

    26

    Literatura

    [1.1] Literatura de profundización: ATV-DVWK –A 134

    [1.2] Literatura de profundización: ATV-DVWK –A 118

    [1.3] Literatura de profundización: ATV-DVWK –A 134

    [1.4] Comprensión matemática de la representación

    de Turk, W.I. (1954), pág.144

    [1.5] Compare Código fuente PWSIM 02, línea 353[1.6] Comprensión matemática de la representación

    de Turk, W.I. (1954), pág.144

    [1.7] Literatura de profundización: Diccionario de

    bombas centrífugas de KSB

    [1.8] Hahne, E. (2000), pág. 397

    [1.9] Literatura de profundización:

      Dimensionado de bombas centrífugas de KSB

    [1.10] Literatura de profundización:

      Dimensionado de bombas centrífugas de KSB

    [1.11] Literatura de profundización:

    Dimensionado de bombas centrífugas de KSB

    [1.12] Literatura de profundización:

      Calculador de tuberías de KSB, Software de diseño

    [1.13] Literatura de profundización:

      Folleto Europump 1974 (NPSH de bombas

    centrífugas – Significado, cálculo, medición)

    [1.14] Literatura de profundización:

      Folleto Europump 1974 (NPSH de bombas

    centrífugas – Significado, cálculo, medición)

    [1.15] Literatura de profundización:

    Diccionario de bombas centrífugas de KSB

    [1.16] Compare KSB AG (1989)

    [1.17] Compare ATV e.V. (editor) (1982),

      pág.443 y siguiente

    [1.18] Compare Weismann, D. (1999),  pág.100 y siguientes

    [1.19] Weismann, D. (1999), pág.104 y siguiente.

    [1.20] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.20

    [1.21] Compare EN 752-6 (1998), pág.6

    [1.22] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.23

    [1.23] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.10

    [1.24] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000),

      pág.21 y siguientes

    [1.25] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.24

    [1.26] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.24

    [1.27] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.24

    [1.28] Compare EN 752-6 (1998), pág.4

    [1.29] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.7

    [1.30] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.15

    [1.31] Compare EN 752-6 (1998), pág.6

    [1.32] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.18

    [1.33] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.30

    [1.34] Compare ATV-DVWK-A 134 (2000), pág.30

    [1.35] Compare Hahne, E. (2000), pág.395 y siguientes[1.36] Compare EN 752-4 (1997), pág.14 y siguientes

    Ventajas DesventajasEscasos gastos para trabajos civiles (parcialmente disponibles

    como estaciones de bombeo prefabricadas)

    Elementos incorporados favorecen sedimentos en la cámara de

    aspiración.

    Poco espacio requerido Accesibilidad difícil

    Escasa necesidad de inversión Condiciones de mantenimiento no higiénicas

    Técnica de instalación simple

    NPSHdispon

    alto

    Tabla 1.1: Ventajas y desventajas de estaciones de bombeo de instalación sumergida(Fuente: Representación propia en apoyo a Weismann, D. (1999), pág. 104 y siguientes)

    Selección general de bombas1

  • 8/19/2019 Band 7 Es Planungshinweise Krt Data

    28/109

    27

    Selección general de bombas

    2.

    Técnica de maquinaria einstalación

    2.1Selección de la óptimageometría de rodete

    En ningún otro campo de

    aplicación de bombas centrífugas

    existen tantas formas de rodete

    como para el transporte de aguas

    residuales (fig. 2.1). Todas estas

    formas de rodete tienen su

    justificación.

    El criterio de selección más

    importante para la forma del

    rodete es la seguridad funcional.

    De ahí se explica también la

    exigencia de la directiva ATV

    (DVWK-A 134) de un paso libre

    de 100 (76) mm. El rendimiento

    de la bomba también ha ganado

    importancia en los últimos años.

    Los requisitos de seguridad

    funcional se concentran sobre

    todo en el contenido de gas, el

    porcentaje de fibras, el tamaño

    de sólidos, el contenido en

    materia seca (CMS) y el

    contenido de arena. En la tabla

    2.1 figuran las expectativas

    matemáticas de KSB en cuanto alos medios existentes en el sector

    de aguas residuales.

    Mientras se puedan definir de

    forma relativamente clara los

    límites de las distintas formas de

    rodete respecto al contenido de

    gas, arena y materia seca, la

    cuantificación no resultará tan

    fácil para impurezas como fibras

    u otros sólidos. La composición

    de las aguas residuales también

    puede variar temporalmente. En

    la selección se debe recurrir a las

    experiencias del usuario.

    La tabla 2.2 refleja los límites de

    aplicación de las distintas formas

    de rodete.

    Rodetes abiertos y sobre todo el

    rodete F (rodetes de paso libre)

    sirven para un alto contenido de

    gas y un contenido mayor de

    fibras. Para aguas residuales

    limpiadas con reja

    recomendamos los rodetes

    cerrados K debido a su excelente

    rendimiento. Para tamañospequeños y medianos solo

    pueden utilizarse rodetes

    desplazados o monocanales para

    sólidos mayores, ya que disponen

    del paso libre necesario.

    Componentes de fibras largas

    (productos textiles, artículos de

    limpieza y sanidad, partes de

    plantas) ponen en peligro la

    seguridad funcional en cas