Cómo leer una curva de bomba

Las curvas de bombeo son herramientas esenciales para seleccionar y operar bombas centrífugas, pero interpretarlas puede ser un desafío incluso para los profesionales más experimentados. La lectura incorrecta de una curva de bombeo puede provocar errores costosos, como bombas de tamaño insuficiente, operación ineficiente y fallas prematuras.

En esta guía, desmitificaremos las curvas de las bombas y ofreceremos un enfoque paso a paso para leerlas correctamente. Al dominar la anatomía de una curva de bomba y aprender a localizar el punto de funcionamiento óptimo, estará preparado para tomar decisiones informadas al especificar y solucionar problemas de bombas en sus instalaciones.

¿Qué es una curva de bombeo?

Una curva de bombeo es una representación gráfica de una bomba centrífugaCaracterísticas de rendimiento de la bomba. Ilustra la relación entre el caudal, la presión (altura), la eficiencia y los requisitos de potencia de la bomba en diferentes condiciones de funcionamiento. Las curvas de la bomba son herramientas esenciales para seleccionar la bomba adecuada para una aplicación específica y optimizar su rendimiento.

Los fabricantes de bombas generan estas curvas mediante pruebas exhaustivas, midiendo el rendimiento de la bomba a distintos caudales manteniendo constante el diámetro y la velocidad del impulsor. Los puntos de datos resultantes se representan en un gráfico, creando una curva que representa las características de rendimiento de la bomba.

Anatomía de la curva de una bomba centrífuga

Eje X

El eje x de una curva de bomba representa la bomba. caudal, generalmente medido en galones por minuto (GPM) o metros cúbicos por hora (m³/h). A medida que se desplaza de izquierda a derecha a lo largo del eje x, el caudal aumenta.

Eje Y

El eje y representa la altura, que es la presión que la bomba puede generar a un caudal determinado. La altura se expresa normalmente en pies (ft) o metros (m) del líquido que se bombea. La altura disminuye a medida que aumenta el caudal, lo que forma la curva altura-caudal de la bomba.

Curva de caudal de carga (curva HQ)

La curva de altura de bombeo-caudal, también conocida como curva HQ, ilustra la relación entre la altura de bombeo y el caudal. Muestra cómo la altura de bombeo varía con el caudal, y cómo la altura de bombeo disminuye a medida que aumenta el caudal.

Curva de eficiencia (curva EQ)

La curva de eficiencia, o curva EQ, representa la eficiencia de la bomba a diferentes caudales. La eficiencia se expresa como un porcentaje e indica la eficacia con la que la bomba convierte la potencia de entrada en trabajo útil. La curva de eficiencia normalmente alcanza su punto máximo en un caudal específico, conocido como punto de máxima eficiencia (BEP).

Curva de potencia (curva BHP)

La curva de potencia, a menudo denominada curva de potencia al freno (BHP), muestra la potencia que necesita la bomba a distintos caudales. La potencia se mide normalmente en caballos de fuerza (HP) o kilovatios (kW). La curva de potencia suele aumentar con el caudal, ya que se necesita más potencia para mantener caudales más altos.

Punto de máxima eficiencia (BEP)

El punto de máxima eficiencia es el caudal en el que la bomba funciona con la máxima eficiencia. Hacer funcionar la bomba cerca de su punto de máxima eficiencia garantiza un rendimiento óptimo, un menor consumo de energía y una mayor vida útil de la bomba. El punto de máxima eficiencia se encuentra en el pico de la curva de eficiencia.

Curva de altura de succión neta positiva requerida (NPSHr)

El altura de succión neta positiva La curva requerida (NPSHr) indica la presión mínima requerida en la entrada de la bomba para evitar cavitaciónLa cavitación se produce cuando el líquido que se bombea se vaporiza debido a la baja presión, lo que provoca daños en los componentes de la bomba.

Fórmula PSI

En el sistema de unidades imperial, la presión se mide en libras por pulgada cuadrada (PSI), mientras que la altura se mide en pies. La fórmula para convertir entre PSI y pies de altura es:

Altura (pies) = PSI x 2,31 / Gravedad específica

dónde:

• La altura es la altura equivalente de una columna de líquido que la bomba puede levantar contra la gravedad.
• PSI es la presión generada por la bomba en libras por pulgada cuadrada
• 2,31 es un factor de conversión basado en la densidad del agua a 4 °C (39,2 °F)
• La gravedad específica es la relación entre la densidad del líquido y la del agua. Para el agua a 4 °C, la gravedad específica es igual a 1.

Por ejemplo, si una bomba genera una presión de 50 PSI mientras bombea agua, la altura equivalente sería:

Presión de carga = 50 PSI x 2,31 / 1 = 115,5 pies

Esto significa que la bomba puede elevar una columna de agua hasta 115,5 pies de altura. El valor de la altura de elevación es lo que normalmente se representa en el eje y de la curva de una bomba.

Si la presión se expresa en kPa (kilopascales) en lugar de PSI, se debe utilizar un factor de conversión diferente para obtener la altura en metros en lugar de pies.

Cómo leer la curva de una bomba: guía paso a paso

Paso 1: Identifique sus requisitos

Antes de examinar la curva de la bomba, defina claramente los requisitos de su sistema. Los factores clave incluyen:

• Caudal requerido (Q) en galones por minuto (gpm) o metros cúbicos por hora (m³/h)
• Altura dinámica total (H) en pies o metros, teniendo en cuenta cabeza estática, pérdidas por fricción, y requisitos de presión
• Propiedades de los fluidos como viscosidad, gravedad específica y temperatura
• Altura de succión neta positiva disponible (NPSHa) según el diseño de su sistema

Paso 2: Localizar el punto de operación

En la curva de la bomba, encuentre el punto donde el caudal requerido (Q) se cruza con el carga dinámica total (H). Esta intersección se conoce como punto de funcionamiento o punto de trabajo. Indica la altura y el caudal que producirá la bomba en el sistema.

Paso 3: Determinar la eficiencia

Trace una línea vertical desde el punto de funcionamiento hasta la intersección de las curvas de eficiencia (EQ). Esto indicará la eficiencia de la bomba en el caudal requerido. Una mayor eficiencia significa un menor consumo de energía y menores costos operativos. Procure seleccionar una bomba que funcione cerca de su punto de máxima eficiencia (BEP).

Paso 4: Calcular los requisitos de energía

Desde el punto de funcionamiento, traza una línea horizontal hacia la izquierda para intersecar la curva de potencia (BHP). Esto indicará el freno caballo de fuerza Se requiere que la bomba funcione con el caudal y la altura de elevación especificados. Asegúrese de que el motor seleccionado tenga suficiente potencia para cumplir con este requisito.

Paso 5: Verificar NPSHr

Localice la curva NPSHr que corresponde al diámetro del impulsor y al caudal. La NPSHr representa la presión mínima requerida en la entrada de la bomba para evitar la cavitación. Asegúrese de que la NPSHr de su sistema supere la NPSHr de la bomba por un margen adecuado, normalmente un mínimo de 1 a 2 pies o 0,3 a 0,6 metros.

Paso 6: Comprenda el rango operativo

Las bombas funcionan de manera más eficiente y confiable dentro de un rango específico alrededor del punto de máxima eficiencia (BEP). Si se opera demasiado a la izquierda o a la derecha del BEP, se puede reducir la eficiencia, aumentar el desgaste y causar posibles daños. Como regla general, intente operar la bomba entre 70% y 120% de su caudal BEP.

¿Cuál es la relación entre la potencia de la curva de la bomba y el caudal?

La relación entre potencia y caudal en la curva de una bomba no es lineal. A medida que aumenta el caudal, normalmente también aumenta la potencia necesaria, pero a un ritmo más rápido. Esto se debe a que la potencia es proporcional al cubo del caudal (P ∝ Q³).

En la curva de la bomba, la curva de potencia (BHP) comenzará baja en flujo cero y aumentará exponencialmente a medida que aumenta el caudal.

Es importante tener en cuenta que la eficiencia de la bomba también varía con el caudal. El punto de máxima eficiencia (BEP) se produce en un caudal específico en el que la bomba funciona con mayor eficiencia. Si funciona muy por debajo o por encima del caudal BEP, se reducirá la eficiencia y aumentará el consumo de energía por unidad de caudal.