Selección de bomba de sello mecánico para la recirculacion de condensado producto del aprovechamiento de la energía calorífica del vapor en los procesos productivos de manufactura en la industria de los laminados de alta presión.

1. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Cálculo y selección de la bomba de sello mecánico.
Fosa de condensado del Area de Impregnación.
Se delimitan las condiciones de trabajo de la bomba y el sistema a continuación:
 Fluido de trabajo: Agua Caliente.
 Temperatura de Operación: 80°C ~ 90°C.
 Presión a la succión: 14,7 psi = 1 Kg/cm2.
 Presión a la descarga: 70 psi = 4,92 Kg/cm2.
 Altura máxima: 5 m.
 Altura hasta la bomba: 1 m.
 Tubería de Succión: 2”.
 Tubería de Descarga: 1 ½ “.
 Accesorios: válvulas de compuerta, válvulas check, codos de 90° y TEE.
Mediante la ecuación de Bernoulli se calcula la altura dinámica para diferentes caudales escogidos aleatoriamente y luego se procede con la graficación de la curva del sistema.

2. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Altura Estática
Caudal igual a cero.
Sustituyo los valores en la ecuación y obtengo el valor de la altura estática del sistema. Al ser el caudal igual a cero no existen perdidas por tramo de tuberías y tampoco existe velocidad de succión ni de descarga.
Altura Dinámica.
Caudal igual a 5 m3/h.
 Tubería de Succión (2”).
La longitud aproximada de esta tubería es 3,9 metros, además posee una válvula check, dos codos de 90° y una TEE.
Mediante las tablas anexos se obtuvieron los siguientes valores:
Hf= 1,027
= 0,021 m
= (1,9+0,57+0,57+1,14) =4,18

3. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
 Tubería de Descarga (1 1/2”).
La longitud aproximada de esta tubería es 14 metros, además posee una válvula check, tres válvulas de compuerta, tres codos de 90° y una “T”.
Mediante las tablas anexas se obtuvieron los siguientes valores:
Hf= 3,522
= 0,057 m
= (2,1+0,15+0,63+0,63+1,26+0,15+0,15+0,63)=5,7
Sustituyendo en la ecuación de pérdidas por tramo de tubería y por accesorios obtengo:
Se sustituyen todos los valores obtenidos en la ecuación de Bernoulli planteada al comienzo de este cálculo y se obtiene:

4. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Caudal igual a 10 m3/h.
 Tubería de Succión (2”).
La longitud aproximada de esta tubería es 3,9 metros, además posee una válvula check, dos codos de 90° y una “T”.
Mediante las tablas anexos se obtuvieron los siguientes valores:
Hf= 3,692
= 0,0839 m
= (1,9+0,57+0,57+1,14) =4,18
 Tubería de Descarga (1 1/2”).
La longitud aproximada de esta tubería es 14 metros, además posee una válvula check, tres válvulas de compuerta, tres codos de 90° y una “T”.
Mediante las tablas anexas se obtuvieron los siguientes valores:
Hf= 12,912
= 0,228 m

5. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
= (2,1+0,15+0,63+0,63+1,26+0,15+0,15+0,63)=5,7
Sustituyendo en la ecuación de pérdidas por tramo de tubería y por accesorios obtengo:
Se sustituyen todos los valores obtenidos en la ecuación de Bernoulli planteada al comienzo de este cálculo y se obtiene:

6. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Caudal igual a 15 m3/h.
 Tubería de Succión (2”).
La longitud aproximada de esta tubería es 3,9 metros, además posee una válvula check, dos codos de 90° y una “T”.
Mediante las tablas anexos se obtuvieron los siguientes valores:
Hf= 7,909
= 0,1889 m
= (1,9+0,57+0,57+1,14) =4,18
 Tubería de Descarga (1 1/2”).
La longitud aproximada de esta tubería es 14 metros, además posee una válvula check, tres válvulas de compuerta, tres codos de 90° y una “T”.
Mediante las tablas anexas se obtuvieron los siguientes valores:
Hf= 27,981
= 0,5131 m

7. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
= (2,1+0,15+0,63+0,63+1,26+0,15+0,15+0,63)=5,7
Sustituyendo en la ecuación de pérdidas por tramo de tubería y por accesorios obtengo:
Se sustituyen todos los valores obtenidos en la ecuación de Bernoulli planteada al comienzo de este cálculo y se obtiene:

8. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Curva del Sistema Instalado a 70 psi (a la descarga).
(Fosa de Condensado ~ Area Impregnación)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Altura Dinámica Total (m)
Caudal (m3/h)

9. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Curva de la bomba ofrecida por HOBA C.A. (Malmedi AZF 32-160B)
Motor eléctrico trifásico de 5 HP
Arranque Directo, 220/440 V, 60 Ciclos, 3500 RPM.
Impulsor de la bomba : 178 mm.
NPSHrequerido: 5 m.
0
10
20
30
40
50
60
70
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Altura Dinamica Total (m)
Caudal (m3/h)

10. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Punto de Operación de la Bomba.
Caudal de Operación: 14,5 m3/h.
Altura dinámica de Operación: 51 m.
Presión de Operación: 71 psi.
0
10
20
30
40
50
60
70
0
5
10
15
20
25
Altura Dinámica Total (m)
Caudal (m3/h)
Curva del Sistema
Curva de la Bomba

11. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Se realiza el cálculo del NPSH disponible del sistema para asegurar que la bomba no presente el fenómeno de cavitación.
 La presión de vaporización a 80 °C es 0,483 Kg/cm2 y a 90 °C es 0,526 Kg/cm2 (peor de los casos).
 Las pérdidas representadas por el tramo de tubería y accesorios en la succión es 1 m. (para caudal de operación 14,5 m3/h)
 El Z1 es 0,70 m ya que esa es la altura mínima que posee el sensor de nivel.
Para el caso del fluido de trabajo a 80 °C (caso mas común).
Para el caso del fluido de trabajo a 90 °C (caso menos favorable).

12. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
La condición que se debe cumplir para decir con propiedad que no se presentara el fenómeno de cavitación en la succión es que el NPSH disponible sea mayor que el NPSH requerido.
La bomba Malmedi AZF 32-160B requiere de 5 m de NPSHr, nuestro sistema posee 3,37 m a 90 °C, por lo tanto la bomba presentara el fenomeno de cavitación.
Para obtener una mayor gama de opciones a la hora de seleccionar la bomba de la fosa se decide sacrificar en una medida razonable la presión de descarga ya que no es un factor primordial dentro del proceso. Esto permite elegir una bomba que posea un menor NPSHr y evitar el fenomeno de cavitación.
Para este objetivo se presenta la siguiente tabla con los valores de las curvas del sistema para diferentes presiones:
PRESION DE DESCARGA
Q (0 m3/ h)
(Altura estática)
Q (5 m3/ h)
(Altura dinámica)
Q (10 m3/ h)
(Altura dinámica)
Q (15 m3/ h)
(Altura dinámica)
14,7 psi = 1 kg / cm2
4 m
5 m
7,83 m
12,45 m
50 psi = 3,5 kg / cm2
29 m
30 m
32,83 m
37,45 m
55 psi = 3,85 kg / cm2
32,5 m
33,5 m
36,33 m
40,95 m
60 psi = 4,21 kg / cm2
36,1 m
37,1 m
39,93 m
44,55 m
70 psi = 4,92 kg / cm2
43,2 m
44,2 m
47,03 m
51,65 m

13. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Curvas del Sistema a Diferentes presiones de descarga.
Curvas del Sistema Vs Curva de la bomba Malmedi AZ 32-315A (impulsor  267)
0
10
20
30
40
50
60
0
5
10
15
20
Altura Dinámica (m)
Caudal (m3/h)
Curva del Sistema (50 psi)
Curva del Sistema (55 psi)
Curva del Sistema (60 psi)
Curva del Sistema (70 psi)
0
10
20
30
40
50
60
0
5
10
15
20
25
Altura Dinámica (m)
Caudal (m3/h)
Curva del Sistema (50 psi)
Curva del Sistema (55 psi)
Curva del Sistema (60 psi)
Curva del Sistema (70 psi)
Bomba Malmedi AZ 32-315A

14. Ing. Jesús Sánchez
Laminados Innovadores Laminova
Puntos de Operación a diferentes presiones.
 Para la curva del sistema 50 psi:
H = 36,1 m.
Q = 13,9 m3/h.
 Para la curva del sistema 55 psi:
H = 37 m.
Q = 10,9 m3/h.
 Para la curva del sistema 60 psi:
H = 38 m.
Q = 6,9 m3/h.
Según lo que se observa en la gráfica de esta bomba Malmedi AZ 32-315A (impulsor  267) el NPSHrequerido es de 1,7 m. 
Con la selección de esta bomba no se presentaria el fenómeno de cavitación. Las caracteristicas generales de esta bomba según tabla de selección son las siguientes: motor de 5 Hp, 1750 RPM, impulsor  267 de bronce, tipo centrifuga y sello mecánico (vitón).