Calculo de Bomba tipo tornillo.
El cálculo de una bomba tipo tornillo dependerá de varios factores, incluyendo el caudal requerido, la viscosidad del líquido y la presión necesaria para el proceso en cuestión. A continuación, se describen los pasos generales para calcular una bomba tipo tornillo:
Determinar el caudal requerido: El caudal es la cantidad de líquido que se requiere bombear por unidad de tiempo (por ejemplo, litros por minuto o metros cúbicos por hora). Este valor se puede determinar a partir de las especificaciones del proceso o del equipo que se alimentará con la bomba.
Calcular la viscosidad del líquido: La viscosidad es una medida de la resistencia de un líquido al flujo y se expresa en unidades como centipoises (cP) o Pascales-segundo (Pa·s). Este valor es importante porque la bomba tipo tornillo es más eficaz para bombear líquidos viscosos y de alta densidad. Se puede obtener el valor de la viscosidad a partir de las especificaciones del proceso o realizando pruebas en el líquido.
Determinar la presión necesaria: La presión necesaria para el proceso en cuestión también es un factor importante para el cálculo de la bomba tipo tornillo. Este valor se puede determinar a partir de las especificaciones del proceso o del equipo que se alimentará con la bomba.
Seleccionar la bomba adecuada: Una vez que se tienen los valores del caudal requerido, la viscosidad y la presión necesaria, se puede seleccionar una bomba tipo tornillo adecuada para el proceso. Esto se puede hacer consultando las tablas y gráficos de selección proporcionados por el fabricante de la bomba o utilizando fórmulas específicas para calcular el tamaño de la bomba.
En general, el cálculo de una bomba tipo tornillo puede ser más complicado que el de una bomba centrífuga debido a la dependencia de factores como la viscosidad del líquido. Por lo tanto, se recomienda trabajar con un especialista en bombas para asegurarse de que se seleccione la bomba adecuada para el proceso en cuestión.
A continuación, se presenta un ejemplo de cómo calcular la capacidad de una bomba tipo tornillo para una aplicación específica:
Supongamos que se necesita bombear 50 litros por minuto (L/min) de un líquido con una viscosidad de 500 cP a través de un sistema con una presión de 5 bar. La bomba tipo tornillo seleccionada debe tener una eficiencia volumétrica del 90%.
Para calcular la capacidad de la bomba, se pueden utilizar las siguientes fórmulas:
Caudal volumétrico = Volumen de líquido / Tiempo Qv = V / t
Donde: Qv = Caudal volumétrico en m³/s V = Volumen de líquido en m³ t = Tiempo en segundos
Para convertir los 50 L/min a m³/s, se divide por 60 segundos por minuto: Qv = 50 L/min / (60 s/min) = 0.833 L/s Qv = 0.833 / 1000 = 0.000833 m³/s
Presión = Altura x Densidad x Gravedad P = h x ρ x g
Donde: P = Presión en Pascal (Pa) h = Altura en metros (m) ρ = Densidad en kg/m³ g = Aceleración de la gravedad en m/s²
Para calcular la presión necesaria en Pa, primero se debe convertir la presión de 5 bar a Pa: P = 5 bar x 10^5 Pa/bar = 5 x 10^5 Pa
Con la viscosidad del líquido y la eficiencia volumétrica de la bomba, se puede calcular el factor de viscosidad (ν): ν = Viscosidad del líquido x Eficiencia volumétrica de la bomba ν = 500 cP x 0.90 = 450 cP
A continuación, se utiliza la fórmula de capacidad de la bomba para determinar el tamaño de la bomba:
Capacidad de la bomba = Caudal volumétrico / Factor de viscosidad Qb = Qv / ν
Qb = 0.000833 m³/s / (450 cP / 100) = 0.000185 m³/s
Por lo tanto, la bomba tipo tornillo seleccionada debe tener una capacidad de al menos 0.000185 m³/s para cumplir con los requisitos de la aplicación. Es importante tener en cuenta que esta es solo una simplificación de los cálculos involucrados en la selección de una bomba, y que hay otros factores que deben considerarse, como el diseño de la bomba y las características específicas del líquido que se va a bombear.
Las bombas tipo tornillo se utilizan comúnmente para bombear líquidos viscosos y de alta densidad, como lodos y líquidos espesos. Para bombear agua de río, que generalmente tiene una baja viscosidad y densidad, se recomienda el uso de una bomba de tipo centrífuga en lugar de una bomba tipo tornillo.
Las bombas centrífugas son más adecuadas para líquidos de baja viscosidad como el agua de río porque funcionan mediante la conversión de la energía cinética del líquido en energía de presión, lo que las hace más eficientes para mover líquidos de baja densidad. Por otro lado, las bombas tipo tornillo tienen una mayor eficiencia en el bombeo de líquidos viscosos y de alta densidad debido a su diseño y principio de funcionamiento.
Es importante tener en cuenta que, aunque las bombas centrífugas son más adecuadas para el bombeo de agua de río, la selección de la bomba correcta dependerá de la aplicación específica, incluyendo la cantidad de agua que se necesita bombear, la distancia de bombeo y la altura de elevación requerida. Se recomienda trabajar con un especialista en bombas para determinar la bomba adecuada para la aplicación específica.
Las bombas centrífugas trabajan con la energía cinética del líquido, que se convierte en energía de presión a medida que el líquido fluye a través del impulsor. Para calcular la capacidad de una bomba centrífuga para agua de río, se pueden utilizar las siguientes fórmulas:
Caudal volumétrico = Volumen de líquido / Tiempo Qv = V / t
Donde: Qv = Caudal volumétrico en m³/s V = Volumen de líquido en m³ t = Tiempo en segundos
Para calcular el caudal volumétrico de agua de río necesario, se deben conocer los requisitos de la aplicación, como la cantidad de agua que se necesita bombear, la distancia de bombeo y la altura de elevación requerida.
La potencia requerida para una bomba centrífuga se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
Potencia = (Q x H x ρ x g) / η P = (Q x H x ρ x g) / η
Donde: P = Potencia en vatios (W) Q = Caudal volumétrico en m³/s H = Altura de elevación en metros (m) ρ = Densidad en kg/m³ g = Aceleración de la gravedad en m/s² η = Eficiencia de la bomba
Para calcular la potencia necesaria de la bomba centrífuga para la aplicación de bombeo de agua de río, se deben conocer la altura de elevación requerida, la distancia de bombeo, la densidad del agua y la eficiencia de la bomba.
Es importante tener en cuenta que la selección de la bomba adecuada dependerá de la aplicación específica y se recomienda trabajar con un especialista en bombas para determinar la bomba adecuada para la aplicación de bombeo de agua de río.
Las bombas tipo tornillo son más adecuadas para líquidos de alta viscosidad y densidad, como lodos y líquidos espesos. Sin embargo, para ilustrar cómo se pueden calcular algunas características de estas bombas, aquí hay un ejemplo teórico de una bomba tipo tornillo para agua:
Se desea bombear agua a una tasa de 1 m³/hora utilizando una bomba tipo tornillo. Se sabe que el diámetro de la hélice es de 10 cm y que la distancia entre las dos hélices es de 5 cm. Además, se conoce que la velocidad de rotación del eje es de 500 rpm.
Para calcular el caudal volumétrico (Qv) que la bomba tipo tornillo puede generar, se puede utilizar la siguiente fórmula:
Qv = (π x D² x n x η) / (4 x L)
Donde: Qv = Caudal volumétrico en m³/s π = 3.14159 D = Diámetro de la hélice en metros (m) n = Velocidad de rotación del eje en revoluciones por minuto (rpm) η = Eficiencia de la bomba L = Distancia entre las dos hélices en metros (m)
Sustituyendo los valores conocidos:
Qv = (3.14159 x 0.1² x 500/60 x 0.7) / (4 x 0.05) Qv = 0.008 m³/s
Para calcular la potencia necesaria para la bomba, se puede utilizar la siguiente fórmula:
Potencia = Qv x H x ρ x g / η P = Qv x H x ρ x g / η
Donde: P = Potencia en vatios (W) Qv = Caudal volumétrico en m³/s H = Altura de elevación en metros (m) ρ = Densidad del líquido en kg/m³ g = Aceleración de la gravedad en m/s² η = Eficiencia de la bomba
Suponiendo que se necesita elevar el agua a una altura de 5 metros y que la densidad del agua es de 1000 kg/m³, se puede calcular la potencia necesaria para la bomba tipo tornillo de la siguiente manera:
P = 0.008 x 5 x 1000 x 9.81 / 0.7 P = 888 W
Por lo tanto, se necesitaría una bomba tipo tornillo de alrededor de 888 W de potencia para bombear 1 m³/hora de agua a una altura de 5 metros utilizando las especificaciones dadas. Cabe señalar que estos cálculos son teóricos y pueden variar en la práctica según las condiciones reales de la aplicación.
Para realizar un ejemplo con condiciones reales, se necesitarían más detalles sobre el agua a bombear, como su caudal, la altura de elevación requerida, la distancia horizontal a la que se va a bombear, la densidad del agua, entre otros. Sin embargo, para ilustrar cómo se pueden realizar algunos cálculos para una bomba tipo tornillo en condiciones reales, aquí hay un ejemplo:
Supongamos que se desea bombear agua desde un río a una altura de elevación de 10 metros y a una distancia horizontal de 100 metros utilizando una bomba tipo tornillo. El caudal de agua del río es de 10 m³/hora y la densidad del agua es de 1000 kg/m³.
Para calcular el caudal volumétrico (Qv) que la bomba tipo tornillo puede generar, se puede utilizar la fórmula:
Qv = (π x D² x n x η) / (4 x L)
Donde: Qv = Caudal volumétrico en m³/s π = 3.14159 D = Diámetro de la hélice en metros (m) n = Velocidad de rotación del eje en revoluciones por minuto (rpm) η = Eficiencia de la bomba L = Distancia entre las dos hélices en metros (m)
Suponiendo que la bomba tiene una hélice de 20 cm de diámetro y la distancia entre las dos hélices es de 10 cm, y que la velocidad de rotación del eje es de 600 rpm con una eficiencia de 0.8:
Qv = (3.14159 x 0.2² x 600/60 x 0.8) / (4 x 0.1) Qv = 0.0168 m³/s
Por lo tanto, la bomba tipo tornillo puede generar un caudal volumétrico de 0.0168 m³/s.
Para calcular la potencia necesaria para la bomba, se puede utilizar la fórmula:
P = Qv x H x ρ x g / η
Donde: P = Potencia en vatios (W) Qv = Caudal volumétrico en m³/s H = Altura de elevación en metros (m) ρ = Densidad del líquido en kg/m³ g = Aceleración de la gravedad en m/s² η = Eficiencia de la bomba
Suponiendo que se necesita elevar el agua a una altura de 10 metros:
P = 0.0168 x 10 x 1000 x 9.81 / 0.8 P = 2086 W
Por lo tanto, se necesitaría una bomba tipo tornillo de alrededor de 2086 W de potencia para bombear 10 m³/hora de agua desde el río a una altura de 10 metros y una distancia horizontal de 100 metros utilizando las especificaciones dadas. Cabe señalar que estos cálculos son teóricos y pueden variar en la práctica según las condiciones reales de la aplicación. Además, estos cálculos no tienen en cuenta otros factores importantes como la resistencia al flujo y la pérdida de carga en la tubería, por lo que es importante tener en cuenta estos factores para una aplicación real.
