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Todas las medidas y ecuaciones necesarias para determinar cuánta potencia necesitas.
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Una bomba es un dispositivo básico pero vital que proporciona la fuerza para mover agua u otros fluidos de un lugar a otro. Como con cualquier dispositivo que transfiere energía a la distancia, la efectividad de una bomba de agua se mide en energía. Si bien los vatios y kilovatios son unidades más comunes de medición de potencia, los caballos de fuerza son una medida comúnmente utilizada para los dispositivos eléctricos de alta potencia en Estados Unidos. Te mostraremos cómo calcular la potencia que necesitas antes de instalar una bomba, así como también cómo medir la potencia de una bomba existente.
Cosas que debes saber
- Caballos de fuerza del agua =
- La altura dinámica total (TDH, por sus siglas en inglés) es la distancia vertical que viaja el líquido (en pies) más la pérdida de fricción desde la tubería.
- Q representa la tasa de flujo del líquido en galones por minuto.
- SG (por sus siglas en inglés) representa la gravedad específica del líquido (equivale a 1 si usas una bomba de agua).
Pasos
Método 1
Método 1 de 1:
Calcular los caballos de fuerza de agua para un proyecto planificado
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Escoge la tasa de flujo deseada. Las necesidades de tu proyecto determinarán la tasa de flujo necesaria del líquido desde la bomba. Escribe el valor en galones por minuto (gpm). No tendrás que usar la cifra de inmediato, pero determinará los tipos de bomba y tuberías que se utilizarán. [1] X Fuente confiable Penn State Extension Ir a la fuente
- En otras palabras, necesitas saber cuánta agua necesitas mover por minuto, que variará según el proyecto. Consulta this gpm chart
para obtener estimaciones de caudales comunes. Ejemplo :' Un jardinero tiene un plan de riego que requiere un caudal de 10 galones por minuto .
- En otras palabras, necesitas saber cuánta agua necesitas mover por minuto, que variará según el proyecto. Consulta this gpm chart
para obtener estimaciones de caudales comunes.
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Mide la altura que debe viajar el agua. Esta es la distancia vertical desde la parte superior de la capa freática (o la parte superior del nivel de agua en el primer tanque) hasta el destino final del agua. Ignora la distancia horizontal. Si el nivel del agua cambia con el tiempo, usa la distancia máxima esperada. Esta será la "elevación de bombeo" que la bomba debe generar. [2] X Fuente de investigaciónEjemplo: cuando el tanque de agua del jardinero está casi vacío (el nivel más bajo esperado), su nivel de agua se encontrará 50 pies (15 metros) por debajo del área del jardín a regar.
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Calcula la pérdida de fricción desde la tubería. Además de la presión mínima necesaria para llevar el agua a una distancia determinada, la bomba también debe superar la fuerza de fricción a medida que el agua se mueve por la tubería. La cantidad de fricción depende del material de la tubería, el diámetro interno y su longitud, como así también el tipo de juntas y accesorios que utilices. Busca estos valores en una tabla de pérdida de fricción de tuberías como esta . Escribe la pérdida total de la fricción en la unidad de medida deseada (el número de pies o metros que se "pierden" desde la elevación de la bomba debido a la fricción).Ejemplo: el jardinero decide usar tubos de plástico de 1 pulgada o 2,5 cm de diámetro y necesita 75 pies o 20 metros de tubería en total (incluyendo las longitudes horizontales). El gráfico de pérdida de fricción indica que los tubos de plástico de 1 pulgada o 2,5 cm causan una pérdida de 6,3 pies o 1,9 metros por cada 100 pies o 30 metros de longitud de tubería.
También determina la pérdida de fricción de cada accesorio de la tubería. Para tubos de 1 pulgada o 2,5 cm, un conector acodado de 90 grados y tres accesorios roscados contribuyen a una pérdida total de 15 pies o 4,5 metros.
Sumando las cifras, la pérdida total de fricción es 4,7 + 15 = 19,7 pies (5,9 metros) o aproximadamente 20 pies (6 metros).- Estas tablas a menudo incluyen un cálculo de la velocidad del agua en función de la tasa de flujo y las tuberías utilizadas. Es mejor mantener la velocidad por debajo de los 5 pies por segundo para evitar el "golpe de ariete", la vibración repetida que puede dañar el equipo. Ejemplo: El jardinero decide usar tuberías de plástico de 1" de diámetro y necesita un total de 75 pies de tubería (incluidas las longitudes horizontales). Una tabla de pérdidas por fricción de tubería le indica que las tuberías de plástico de 1" causan una pérdida de 6,3 pies de cabeza por cada 100 pies de longitud de tubería.
También busca la pérdida por fricción de cada accesorio en la tubería. Para plástico de 1", un conector de codo de 90º y tres accesorios roscados aportan una pérdida total de 15 pies.
Al sumar todo esto, la pérdida total por fricción es 4,7 + 15 = 19,7 pies, o alrededor de 20 pies .
- Estas tablas a menudo incluyen un cálculo de la velocidad del agua en función de la tasa de flujo y las tuberías utilizadas. Es mejor mantener la velocidad por debajo de los 5 pies por segundo para evitar el "golpe de ariete", la vibración repetida que puede dañar el equipo.
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Suma la elevación de bombeo y la pérdida de la fricción. La distancia vertical que el agua debe viajar más la pérdida de la fricción desde la tubería da como resultado la altura dinámica total (TDH, por sus siglas en inglés). Esa es la carga de presión total que la bomba debe superar. [3] X Fuente de investigaciónEjemplo: TDH = distancia vertical + pérdida de la fricción = 50 pies + 20 pies = 70 pies (15 metros + 6 metros = 21 metros).
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Determina la gravedad específica si quieres bombear otros líquidos que no sean agua. La fórmula básica para los caballos de fuerza de agua supone que quieres bombear agua. Si quieres bombear un líquido diferente, busca su "gravedad específica" en línea o en una tabla de referencia de ingeniería . Los líquidos con una densidad específica superior son más densos y requieren más caballos de fuerza para viajar a través de la tubería [4] X Fuente de investigaciónEjemplo: dado que el jardinero bombea agua, no necesita buscar nada. La gravedad específica del agua equivale a 1.
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Ingresa estos valores en la fórmula. Los caballos de fuerza de agua o la potencia mínima requerida para el funcionamiento de una bomba equivale a , donde TDH es la altura dinámica total en pies, Q es la tasa de flujo en galones por minuto, y SG es la gravedad específica (1 para el agua). Ingresa todos los valores que hayas determinado en la fórmula para conocer los caballos de fuerza de agua para tu proyecto. [5] X Fuente de investigaciónEjemplo: la bomba de jardín debe superar una TDH de 70 pies (20 metros) para producir una tasa de flujo de 10 galones (37 litros) por minuto. Dado que bombea agua, SG equivale a 1.
Caballos de fuerza de agua = ~ 0,18 caballos de fuerza . -
Divide los caballos de fuerza entre la eficiencia de la bomba. Ahora, ya sabes cuántos caballos de fuerza necesitas para el funcionamiento de tu bomba. Sin embargo, ningún dispositivo mecánico es 100 % eficiente para transferir la potencia. Una vez que escojas una bomba, revisa la información del fabricante para conocer la eficiencia de la bomba. Luego, escríbela en forma decimal. Divide los caballos de fuerza de agua entre su valor para determinar los caballos de fuerza reales del motor que necesitas para la bomba. [6] X Fuente de investigación
- Las bombas modernas generalmente tienen una eficiencia del 50 al 85 % cuando se utilizan de forma correcta. Error en la cita: Closing
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Anuncio - Las bombas modernas generalmente tienen una eficiencia del 50 al 85 % cuando se utilizan de forma correcta. Error en la cita: Closing
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- Si no tienes un tanque adicional, coloca un balde grande para recolectar el agua a medir. Usa un balde de un tamaño conocido en galones.
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Mide la distancia vertical entre los dos puntos. Usa una escala o una regla para medir la distancia vertical entre el nivel de agua de la base del tanque de depósito y la aportación de agua en el tanque de destino. Escribe la distancia en la medida en pies. [7] X Fuente de investigación
- Por ejemplo, imagina que el nivel de agua en el primer tanque está 120 pies (36 metros) por debajo del tanque de destino.
- Para este paso, no importa la distancia horizontal que el agua viaja.
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Mide qué tan rápido se tarda en llenar el segundo depósito. Enciende la bomba para comenzar a bombear agua. Inicia un cronómetro al mismo tiempo. Observa cuánto tarda en llenarse el segundo depósito y anota este número, así como la capacidad del segundo depósito. [8] X Fuente de investigación
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Mide la tasa de flujo. Una vez que la bomba esté funcionando, podrás medir la tasa de flujo volumétrico: el volumen de agua que se transporta por unidad de tiempo. Anota esta tasa en galones por minuto.
- Por ejemplo, imagina que tu bomba necesita 30 segundos para llenar un recipiente de 10 galones (110 litros). Esto significa que la tasa de flujo es: . Por lo general, se escribe 20 gpm ( "galones por minuto").
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Determina la gravedad específica del líquido. La gravedad específica es una medida de densidad; cuanto más denso es un líquido, más [9] X Fuente de investigación potencia se requiere para bombearlo. El agua tiene una gravedad específica de 1. Si bombeas un líquido distinto, busca una tabla de ingeniería de gravedad específica .
- En este ejemplo, se utiliza agua, por lo que la gravedad específica es 1.
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Calcula los caballos de fuerza a partir de estos valores. Los caballos de fuerza de agua de la bomba equivalen aproximadamente a , donde H es la distancia vertical que el agua viaja en pies, Q es la tasa de flujo en galones por minuto y SG es la gravedad específica del líquido. [10] X Fuente de investigación
- En este ejemplo, la bomba opera a 0,65 caballos de fuerza .
- En la práctica, probablemente uses más potencia en tu bomba. La bomba también superará la fuerza de la fricción en la tubería, y algo de potencia se desperdiciará debido a la ineficiencia del motor. Puedes duplicar este resultado para un cálculo aproximado del consumo de potencia, o llevar un registro de la cantidad de combustible o electricidad que utiliza tu motor, o consultar el paso 1 de este artículo.
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Consejos
- Para la mayoría de los líquidos, la gravedad específica se determina fácilmente al observar tablas de física. Sin embargo, también puedes medir la gravedad específica con un densímetro .
- Existen varios instrumentos mecánicos disponibles que pueden medir la tasa de flujo de un líquido, como el tubo Venturi y el tubo de Pitot.
- Recuerda que una unidad de caballos de fuerza equivale a 746 vatios. [11] X Fuente de investigación Dependiendo de tus circunstancias, es posible que tengas que convertir una de estas medidas a otra.
- Al igual que las bombas, los motores en sí no son 100 % eficientes. Asegúrate de seleccionar un motor con caballos de fuerza de salida de acuerdo a los requisitos de tu bomba. Si proporcionas los caballos de fuerza mínimos que has calculado (o los vatios equivalentes de electricidad) al motor, las pérdidas debido a la ineficiencia pueden reducir estos valores por debajo del mínimo estipulado. [12] X Fuente de investigación
- Puedes usar "3956" en vez de "3960" en la fórmula de los caballos de fuerza para obtener un resultado un poco más preciso. [13] X Fuente confiable U.S. Department of Energy Ir a la fuente Las calculadoras de caballos de fuerza en línea pueden proporcionar dos resultados apenas distintos, dependiendo del valor que utilicen.
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Advertencias
- Las bombas solo pueden elevar el agua a cierta altura (aunque pueden llevarla hacia arriba tanto como la potencia lo permita). En la práctica, la altura máxima equivale a aproximadamente 22 pies o 7 metros sobre el nivel del mar, y casi 1 pie o 30 cm menos por cada 1000 pies o 300 metros sobre el nivel del mar. Asegúrate de que el componente de succión de la bomba esté ubicado dentro de la distancia sobre el nivel del agua. [14] X Fuente de investigación
- Los sistemas de bombeo más potentes pueden incluir componentes de alta presión y voltaje. Instálalos solo bajo la supervisión de profesionales experimentados. [15] X Fuente de investigación
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Referencias
- ↑ https://extension.psu.edu/water-system-planning-estimating-water-needs
- ↑ http://riograndewater.org/media/1064/b-6011-calculating-horsepower-requirements-and-sizing-irrigation-supply-pipelines.pdf
- ↑ https://www.owp.csus.edu/glossary/total-dynamic-head.php
- ↑ https://www.britannica.com/science/specific-gravity
- ↑ http://riograndewater.org/media/1064/b-6011-calculating-horsepower-requirements-and-sizing-irrigation-supply-pipelines.pdf
- ↑ http://riograndewater.org/media/1064/b-6011-calculating-horsepower-requirements-and-sizing-irrigation-supply-pipelines.pdf
- ↑ http://riograndewater.org/media/1064/b-6011-calculating-horsepower-requirements-and-sizing-irrigation-supply-pipelines.pdf
- ↑ https://www.sintechpumps.com/pumps/calculate-your-pumps-flow -rate/
- ↑ https://www.britannica.com/science/specific-gravity
- ↑ http://waterplanner.gemi.org/calc-horsepower.asp
- ↑ https://www.rapidtables.com/convert/power/hp-to-watt.html
- ↑ https://www.uaex.uada.edu/environment-nature/water/docs/IrrigSmart-3241-A-Understanding-water-horsepower.pdf
- ↑ https://energy.gov/sites/prod/files/2016/08/f33/Dedicated%20Purpose%20Pool%20Pumps%20TP%20NOPR.pdf
- ↑ https://www.nwcg.gov/course/ffm/squirt-water/35-drafting-guidelines
- ↑ http://inspectapedia.com/water/Well_Pump_Capacity.php
Acerca de este wikiHow
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