Las leyes de afinidad de las turbomáquinas se pueden utilizar para calcular la capacidad de volumen, la cabeza o el consumo de energía en bombas centrífugas cambiando la velocidad o el diámetro de las ruedas.
como Leis Los índices de afinidad de bombas o ventiladores centrífugos indican la influencia en la capacidad de volumen, altura (presión) y/o consumo de energía de una bomba o ventilador debido a
- cambiar en velocidad rueda – revoluciones por minuto (rpm)
- semejanza geométrica – cambio en diámetro del impulsor
Tenga en cuenta que hay dos conjuntos de leyes de afinidad:
- leyes de afinidad para una bomba centrífuga específica: para aproximar las curvas de altura, capacidad y potencia para diferentes velocidades de motor y/o diferentes diámetros de rotor
- leyes de afinidad para una familia de bombas centrífugas geométricamente similares: para aproximar las curvas de carga, capacidad y potencia para diferentes velocidades de motor y/o diferentes diámetros de rotor
Leyes de afinidad de bombas para una bomba centrífuga específica
Capacidad de volumen
La capacidad volumétrica de una bomba centrífuga se puede expresar como
q 1 / q 2 = (n 1 / norte 2 ) (d 1 / d 2 ) (1)
Dónde
q = capacidad de caudal volumétrico (m 3 /s, gpm, cfm, ..)
n = velocidad de la rueda – revolución por minuto – (rpm)
d = diâmetro da roda (m, pés)
Cabeza o Presión
La cabeza o presión de una bomba centrífuga se puede expresar como
doble penetración 1 / dp 2 = (n 1 / norte 2 ) 2 (d 1 / d 2 ) 2 (2)
Dónde
dp = carga o presión (m, ft, Pa, psi, ..)
Poder
El consumo de energía de una bomba centrífuga se puede expresar como
PAG 1 / PAGS 2 = (n 1 / norte 2 ) 3 (d 1 / d 2 ) 3 (3)
Dónde
PAG = potencia (W, CV, ..)
Cambiar la velocidad de la rueda
Sí o el diámetro de la rueda es constante – cambiar la velocidad de la rueda de la bomba puede simplificar las leyes de afinidad para
Capacidad de volumen
q 1 / q 2 = (n 1 / norte 2 ) (1a)
Cabeza o Presión
doble penetración 1 / dp 2 = (n 1 / norte 2 ) 2 (2a)
Poder
PAG 1 / PAGS 2 = (n 1 / norte 2 ) 3 (3a)
¡Observación! Si la velocidad de una bomba aumenta en 10%
- el caudal volumétrico aumenta con 10%
- la cabeza aumenta con 21%
- la potencia aumenta con 33%
Si queremos aumentar la capacidad de flujo de un sistema existente en 10% , tenemos que aumentar la fuente de alimentación por 33% .
Cambio del diámetro del impulsor
Si la velocidad de la rueda es constante, un cambio en el diámetro del rotor simplifica las leyes de afinidad para
Capacidad de volumen
q 1 / q 2 = D 1 / d 2 (1b)
Cabeza o Presión
doble penetración 1 / dp 2 = (d 1 / d 2 ) 2 (2b)
Poder
PAG 1 / PAGS 2 = (d 1 / d 2 ) 3 (3b)
Ejemplo - Leyes de afinidad de la bomba - Cambio de velocidad de la bomba
La velocidad de la bomba cambia cuando el tamaño del impulsor es constante. El flujo inicial es 100 gpm , la cabeza inicial es 100 pies , la potencia inicial es los 5 cv , la velocidad inicial es 1750 rpm y la velocidad final de 3500rpm .
La capacidad de flujo final se puede calcular con (1a):
q 2 = q 1 norte 2 / norte 1
= (100 gpm) (3500 rpm) / (1750 rpm)
= 200 gpm
La cabeza final se puede calcular con (2a):
doble penetración 2 = pd 1 (norte 2 / norte 1 ) 2
= (100 pes) ((3500 rpm) / (1750 rpm)) 2
= 400 pies
El consumo de energía final se puede calcular con (3a):
PAG 2 = PAG 1 (norte 2 / norte 1 ) 3
= (5 cv) ((3500 rpm) / (1750 rpm)) 3
= 40 CV
Ejemplo - Leyes de afinidad de la bomba - Cambio de diámetro del impulsor
El diámetro del impulsor de la bomba se reduce cuando la velocidad de la bomba es constante. El diámetro cambia de 8 a 6 pulgadas .
La capacidad de flujo final se puede calcular con (1b) :
q 2 = q 1 (d 2 / d 1 )
= (100 gpm) ((¨6 pulgadas) / (8 pulgadas))
= 75 gpm
La cabeza final se puede calcular con (2b) :
doble penetración 2 = pd 1 (d 2 / d 1 ) 2
= (100 pés) ((6 pol) / (8 pol)) 2
= 56,3 pies
El consumo final de energía se puede calcular con (3b) :
PAG 2 = PAG 1 (d 2 / d 1 ) 3
= (5 cv) ((6 mitades) / (8 mitades)) 3
= 2,1 CV
Leyes de afinidad de bombas para una familia de bombas geométricamente similares
La capacidad de volumen se puede expresar como
q 1 / q 2 = (n 1 / norte 2 )(d 1 / d 2 ) 3 (4)
Dónde
q = capacidad de caudal volumétrico (m 3 /s, gpm, cfm, ..)
n = velocidad de la rueda – revolución por minuto – (rpm)
d = diámetro de la rueda
Cabeza o Presión
La cabeza o presión de una bomba centrífuga se puede expresar como
doble penetración 1 / dp 2 = (n 1 / norte 2 ) 2 (d 1 / d 2 ) 2 (5)
Dónde
dp = carga o presión (m, ft, Pa, psi, ..)
Poder
El consumo de energía de una bomba centrífuga se puede expresar como
PAG 1 / PAGS 2 = (n 1 / norte 2 ) 3 (d 1 / d 2 ) 5 (6)
Dónde
PAG = potencia (W, CV, ..)
Tenga en cuenta que las leyes de afinidad para los ventiladores no son idénticas a las de las bombas.
Fuente: https://www.engineeringtoolbox.com/affinity-laws-d_408.html
