Cómo leer una curva de bomba

¿Quieres aprender a leer la curva de una bomba? La curva de una bomba es una representación gráfica de las características de rendimiento de una bomba.

Comprender cómo interpretar la curva de una bomba es esencial para seleccionar la bomba adecuada para su aplicación y garantizar un rendimiento óptimo.

En esta publicación de blog, lo guiaremos a través de los pasos para leer y comprender una curva de bomba de manera efectiva.

¿Cuáles son las curvas de la bomba?

Las curvas de bomba son representaciones gráficas de las características de rendimiento de una bomba centrífuga, que representan la relación entre el caudal, la presión de cabeza y la eficiencia.

Los fabricantes de bombas suelen proporcionar un conjunto de curvas para cada modelo de bomba, que muestran su rendimiento en varios tamaños y velocidades de impulsor. Las curvas de bombas más comunes incluyen la curva de altura, la curva de eficiencia y la curva de potencia, que se trazan frente al caudal en el eje horizontal.

Curva típica de la bomba

Caudal (eje X)

El eje x de la curva de una bomba representa el caudal, generalmente medido en galones por minuto (GPM) o litros por minuto (LPM). Este eje muestra el volumen de fluido que la bomba puede mover durante un período determinado.

Cabeza (eje Y)

La altura, medida en pies o metros, se representa en el eje y de la curva de una bomba. Indica la altura dinámica total (TDH) que la bomba puede generar con distintos caudales.

El TDH consta de la carga estática, las pérdidas por fricción y la carga de presión. Las curvas de bomba suelen mostrar varias líneas, cada una de las cuales corresponde a un diámetro de impulsor o velocidad de bomba específicos.

A medida que aumenta el caudal, la altura disminuye, formando una curva con pendiente descendente.

Curvas de eficiencia

Las curvas de eficiencia muestran la eficiencia de la bomba a varios caudales. Estas curvas ayudan a determinar el rango operativo óptimo para una bomba, asegurando que funcione al máximo rendimiento y minimizando el consumo de energía.

La curva de eficiencia suele aparecer como una línea separada en la curva de rendimiento de la bomba, con los porcentajes de eficiencia trazados frente al caudal. La eficiencia de la bomba es la relación entre la potencia hidráulica de salida y la potencia de entrada requerida para accionar la bomba, expresada como porcentaje.

Curvas de potencia

Las curvas de potencia en los gráficos de rendimiento de las bombas ilustran la relación entre el consumo de energía y el caudal de una bomba centrífuga.

El consumo de energía generalmente se expresa en términos de caballos de fuerza de frenado (BHP) o kilovatios (kW) y está directamente relacionado con el caudal, la altura y la eficiencia de la bomba. A medida que aumenta el caudal, el consumo de energía también aumenta, siguiendo la forma de la curva de potencia.

La curva de potencia ayuda a seleccionar el tamaño de motor apropiado para la bomba, asegurando que el motor pueda manejar los requisitos máximos de potencia en el punto de operación deseado.

Curva NPSHR

La curva NPSHR (Cabeza de succión positiva neta requerida) representa la presión mínima requerida en la entrada de la bomba para evitar la cavitación, que puede causar daños al impulsor de la bomba y reducir la eficiencia.

La curva NPSHR generalmente se traza en el mismo gráfico que la curva de altura de la bomba, con el caudal en el eje x y el NPSHR en el eje y. A medida que aumenta el caudal, el NPSHR también aumenta, lo que indica que se necesita una presión de succión más alta para mantener el funcionamiento adecuado de la bomba.

Es fundamental garantizar que el NPSH (altura neta de succión positiva) disponible en el sistema sea siempre mayor que el NPSHR de la bomba al caudal deseado. El incumplimiento de este requisito puede provocar cavitación, reducción del rendimiento de la bomba y posibles daños a los componentes de la bomba.

Velocidad de la bomba

Las curvas de velocidad de la bomba generalmente se miden en revoluciones por minuto (RPM). A medida que aumenta la velocidad de la bomba, el caudal y la presión de cabeza también aumentan, lo que resulta en un desplazamiento de la curva de la bomba hacia arriba y hacia la derecha.

Por el contrario, reducir la velocidad de la bomba conduce a una disminución en el caudal y la presión de cabeza, lo que hace que la curva de la bomba se desplace hacia abajo y hacia la izquierda.

Diámetros del impulsor

Las curvas de los diámetros del impulsor de la bomba ilustran cómo el rendimiento de la bomba, como el caudal y la presión de cabeza, varía con diferentes tamaños de impulsor.

Al analizar la curva de una bomba, preste atención al diámetro del impulsor que mejor se adapte a sus necesidades de caudal y presión de cabeza, teniendo en cuenta la eficiencia y el consumo de energía. Optar por un tamaño de impulsor demasiado pequeño o demasiado grande puede provocar un rendimiento subóptimo, desgaste prematuro y mayores costos de energía.

El mejor punto de eficiencia (BEP)

El punto de mejor eficiencia (BEP) es un aspecto crucial de las curvas de las bombas centrífugas, que representa el caudal al que opera la bomba con la máxima eficiencia. Este punto está determinado por la intersección de la curva de rendimiento de la bomba y la curva de eficiencia, lo que indica el equilibrio óptimo entre la presión de cabeza y el caudal para un modelo de bomba específico.

Operar una bomba cerca de su BEP garantiza un rendimiento óptimo, un consumo de energía reducido y un desgaste mínimo de los componentes de la bomba. Desviarse significativamente del BEP puede provocar una menor eficiencia, un aumento de los costos de energía y posibles daños a la bomba, como el desgaste prematuro de los cojinetes y sellos.

Curva de bomba avanzada

Capacidad

La capacidad de una bomba centrífuga, medida en galones por minuto (GPM) o litros por minuto (LPM), representa el volumen de fluido que la bomba puede mover durante un tiempo determinado. Las curvas de la bomba muestran la relación entre el caudal y la altura, y el caudal normalmente se muestra en el eje horizontal.

Viscosidad

La viscosidad es un factor crucial a considerar al leer las curvas de la bomba. Las bombas centrífugas están diseñadas para manejar fluidos con viscosidades específicas y las desviaciones de estos valores pueden afectar significativamente el rendimiento de la bomba.

Los fluidos de mayor viscosidad requieren más potencia para bombear y pueden reducir los caudales, lo que lleva a una menor eficiencia de la bomba. Las curvas de bomba generalmente suponen que el fluido bombeado tiene una viscosidad similar a la del agua, por lo que es esencial hacer ajustes cuando se trata de fluidos más viscosos.

Viscosidad dinámica

La viscosidad dinámica es un factor crítico a considerar al leer las curvas de la bomba para fluidos distintos del agua.

Las curvas de bomba suelen basarse en agua, que tiene una viscosidad menor en comparación con muchos otros fluidos. Al bombear fluidos de alta viscosidad, el rendimiento de la bomba se desviará de la curva de la bomba, lo que dará como resultado caudales reducidos y un mayor consumo de energía.

Densidad

Las curvas de bombeo normalmente se basan en agua, que tiene una densidad de 1 g/cm³ (o 1000 kg/m³).

Si el fluido que se bombea tiene una densidad diferente a la del agua, el rendimiento de la bomba se verá afectado. Por ejemplo, si el fluido es más denso que el agua, la bomba necesitará más potencia para lograr el mismo caudal y altura.

Cortar

Las curvas de bomba generalmente no incluyen información sobre el corte, ya que el corte es más relevante para el fluido que se bombea que para la bomba en sí. Sin embargo, es importante considerar los efectos del cizallamiento al seleccionar una bomba, especialmente cuando se trata de fluidos sensibles o viscosos.

Las altas tasas de cizallamiento pueden causar daños a ciertos tipos de fluidos, como emulsiones o suspensiones, lo que provoca cambios en sus propiedades y afecta potencialmente el rendimiento de la bomba. Al bombear fluidos viscosos, el cizallamiento también puede afectar la eficiencia y el consumo de energía de la bomba.

Para minimizar los efectos del corte, puede ser necesario elegir una bomba con una velocidad de funcionamiento más baja o un tipo diferente de diseño de impulsor.

Potencia al freno

La curva de potencia de frenado (BHP) en una tabla de rendimiento de la bomba indica la potencia requerida por la bomba para funcionar a varios caudales. Por lo general, se muestra como una curva separada junto a las curvas de altura y eficiencia.

La curva BHP ayuda a seleccionar el tamaño de motor apropiado para la bomba, asegurando que el motor pueda proporcionar suficiente potencia para cumplir con los requisitos de la bomba en todo su rango operativo. Para determinar la potencia requerida del motor, ubique el punto en la curva de BHP correspondiente al caudal y altura deseados, y seleccione un motor con una potencia nominal igual o ligeramente superior al valor de BHP.

Caballos de fuerza de trabajo

La curva de caballos de fuerza de trabajo en una tabla de rendimiento de la bomba representa el consumo de energía de la bomba a varios caudales. Por lo general, se muestra como una curva separada junto a las curvas de altura y eficiencia.

La potencia de trabajo aumenta a medida que aumenta el caudal, lo que indica un mayor consumo de energía a mayores caudales. La potencia requerida por la bomba está determinada por la intersección del caudal y la curva de potencia de trabajo.

Los fabricantes de bombas proporcionan curvas de potencia de trabajo para ayudar a los usuarios a seleccionar el tamaño de motor adecuado para sus aplicaciones de bombeo. Sobredimensionar el motor puede generar ineficiencias y mayores costos de energía, mientras que un tamaño insuficiente puede resultar en un rendimiento inadecuado y posibles daños a la bomba.

Caballos de fuerza viscosos

Los caballos de fuerza viscosos son un factor crítico a considerar al seleccionar una bomba para fluidos con mayor viscosidad que el agua. La viscosidad del fluido afecta directamente el consumo de energía y la eficiencia de la bomba.

Las curvas de bomba generalmente suponen que el fluido bombeado tiene la misma viscosidad que el agua, pero muchas aplicaciones industriales involucran fluidos con mayor viscosidad. A medida que aumenta la viscosidad, la bomba requiere más potencia para mantener el mismo caudal y altura, lo que lleva a una menor eficiencia y un mayor consumo de energía.

Para tener en cuenta la potencia adicional requerida, los fabricantes de bombas suelen proporcionar factores de corrección o curvas separadas para diferentes niveles de viscosidad.

Uso de curvas de bomba para la selección de bombas

Trazar la curva del sistema

Para seleccionar la bomba adecuada, trace la curva del sistema en el gráfico de curvas de la bomba. La curva del sistema representa la relación entre el caudal requerido y la altura dinámica total del sistema, teniendo en cuenta factores como el tamaño, la longitud y los accesorios de la tubería.

Selección de la curva de la bomba que cumpla con el flujo y la altura en o cerca de BEP

Identifique la curva de la bomba que intersecta la curva del sistema en o cerca del punto de mejor eficiencia (BEP). Operar la bomba en o cerca de su BEP garantiza un rendimiento, eficiencia y longevidad óptimos, lo que reduce el consumo de energía y los costos de mantenimiento.

Comprobación del NPSHR de la bomba seleccionada frente al NPSHA del sistema

Compare la altura de succión positiva neta requerida (NPSHR) de la bomba seleccionada con la altura de succión positiva neta disponible (NPSHA) del sistema. Asegúrese de que NPSHA sea mayor que NPSHR para evitar la cavitación y mantener el rendimiento adecuado de la bomba.

Teniendo en cuenta la eficiencia, la potencia, la velocidad y el diámetro del impulsor

Evalúe la eficiencia, el consumo de energía, la velocidad y el diámetro del impulsor de la bomba seleccionada. Las bombas de mayor eficiencia reducen los costos de energía, mientras que la curva de potencia indica el tamaño del motor requerido. Considere la velocidad de la bomba y el diámetro del impulsor para garantizar la compatibilidad con el sistema y optimizar el rendimiento.

Curvas de bomba para resolución de problemas

Uso de la curva para comprobar si la bomba está funcionando en el punto de diseño

Las curvas de la bomba proporcionan una representación gráfica del rendimiento de una bomba, lo que permite a los usuarios determinar si la bomba está funcionando al caudal y altura diseñados. Al trazar la curva del sistema y encontrar la intersección con la curva de la bomba, se puede verificar si la bomba está funcionando en su punto óptimo de diseño.

Identificación de problemas como cavitación, desgaste y recirculación

Las curvas de la bomba pueden ayudar a identificar problemas potenciales como cavitación, desgaste y recirculación. La cavitación ocurre cuando la presión cae por debajo de la presión de vapor del líquido, lo que provoca que se formen burbujas y colapsen, lo que provoca daños. El desgaste se puede detectar comparando la curva actual de la bomba con la curva original, mientras que la recirculación se puede identificar mediante una caída en la curva de la bomba a caudales bajos.

Determinar si la bomba está sobredimensionada o insuficiente para el sistema

Al comparar la curva del sistema con la curva de la bomba, los usuarios pueden determinar si la bomba está sobredimensionada o insuficiente para la aplicación. Una bomba sobredimensionada funcionará a un caudal más alto y una altura más baja que el punto de diseño, mientras que una bomba de tamaño insuficiente funcionará a un caudal más bajo y una altura más alta.

Realización de correcciones mediante recorte del impulsor, cambios de velocidad, etc.

Si la bomba no está funcionando en su punto de diseño, se pueden hacer correcciones ajustando el impulsor, cambiando la velocidad de la bomba o ajustando la curva del sistema. El ajuste del impulsor reduce el diámetro del impulsor, lo que desplaza la curva de la bomba hacia la izquierda, mientras que al aumentar la velocidad de la bomba se desplaza la curva hacia la derecha. El ajuste de la curva del sistema se puede lograr modificando las tuberías, válvulas u otros componentes del sistema.

En conclusión

En conclusión, comprender cómo leer la curva de una bomba es esencial para seleccionar y operar bombas de manera eficiente. Si sigue los pasos descritos en esta publicación de blog, podrá interpretar eficazmente las curvas de la bomba y tomar decisiones informadas.

Tome medidas ahora y comience a aplicar este conocimiento para optimizar sus sistemas de bombeo.