Càlcul del cabal de la bomba d'aigua
A partir del volum d'aigua dissenyat i el nombre de bombes, es pot calcular el cabal de disseny d'una sola bomba. La fórmula de càlcul és la següent:
Q = Qtotal / n
On,
Q-Cabal de disseny d'una sola bomba (m3/h);
Qtotal-Cabix horari mitjà del projecte (m3/h);
n-Nombre de bombes.
Val a dir que per a projectes amb cabals reduïts, generalment s'utilitzen dues bombes, una en funcionament i una altra en espera; per a projectes amb grans cabals, es poden utilitzar tres bombes, dues en funcionament i una en espera.
Durant el funcionament, les dues bombes funcionen simultàniament. Si la bomba en funcionament falla, se substitueix per la bomba d'espera. La bomba fallada es pot treure per reparar-la. Per tant, la inversió en la bomba d'espera és més econòmica que la que està en funcionament i una que està configurada en espera.
Finalment, cal tenir en compte que quan s'utilitzen diverses bombes, s'han de seleccionar les bombes del mateix model tant com sigui possible per facilitar el manteniment i la gestió.
Càlcul de la capçalera de la bomba
Com és ben sabut, la capçalera total de la bomba està determinada per tres factors: la capçalera d'aspiració de la bomba, la capçalera de bombeig i la pèrdua de capçal de la canonada. Per tant, un cop determinats el cabal de la bomba, el diàmetre de la canonada i la disposició de la canonada, es pot determinar el capçal de disseny de la bomba.
H Major o igual a h1 + h2 + h3 + h4
On,
H-Capçal total de la bomba (m);
h1- Pèrdua de capçal de la canonada d'aspiració (m), que inclou generalment la boca de la campana d'aspiració, el colze de 90 graus, la secció recta, la vàlvula, el reductor, etc.;
h2- Pèrdua de càrrega de la canonada de descàrrega (m), que inclou generalment el reductor, la vàlvula de retenció, la vàlvula, la canonada curta, el colze de 90 graus (o en T), la secció recta, etc.;
h3-Diferència entre el nivell d'aigua de treball més baix del dipòsit i el nivell d'aigua d'elevació requerit més alt (m);
h4-Capçal de seguretat (m), que es pot estimar com a 0,5 m ~ 1,0 m quan s'estima el capçal. Tanmateix, cal tenir precaució quan s'utilitza aquest valor en càlculs detallats per evitar desviar-se del punt de funcionament.
Val la pena assenyalar que per als projectes de tractament d'aigües residuals, la funció principal de la bomba és augmentar l'elevació en lloc de lliurar aigua a llargues distàncies. La canonada de subministrament d'aigua és generalment curta i la pèrdua de fricció al llarg de la canonada és insignificant.
Per tant, la pèrdua de càrrega només s'ha de calcular en funció de la pèrdua de resistència local. La fórmula específica de càlcul és la següent:
hx=ξx·[(Vx^2)/(2g)]
On,
x-1, 2 (1 tub d'aspiració, 2 tubs de descàrrega);
h-suma de pèrdues de cap local (m);
ξ-suma dels coeficients de resistència locals;
v-velocitat de flux a la canonada (calculada a partir del cabal de la bomba i el diàmetre de la canonada);
g-acceleració deguda a la gravetat, 9,81 m/s².
Cal tenir en compte que si s'utilitza una bomba submergible, es pot ignorar la pèrdua de càrrega del tub d'aspiració h1 (1 tub d'aspiració).
Principis per a la selecció de bombes
En general, els fabricants de bombes proporcionen corbes característiques d'elevació-caudal (H-Q) i corbes de cabal-d'eficiència (η-Q) per a cada bomba que produeixen. Per a cada projecte específic, es calculen l'elevació de la bomba (Hc) i el cabal (Qc) requerits, representats per un punt de coordenades C específic al diagrama anterior.
Els principis per seleccionar una bomba són els següents:
1) La corba H-Q de la bomba seleccionada ha de complir simultàniament els requisits tant de cabal com de capçalera.
Idealment, el punt C hauria de caure a la corba, però això és rar en projectes reals. En aquests casos, la capçalera del punt de funcionament de la bomba ha de ser lleugerament superior a la capçalera de disseny, alhora que s'assegura el cabal (la corba H-Q de la bomba seleccionada ha de ser lleugerament superior al punt C requerit).
2) En general, el punt de funcionament de la bomba no serà el seu punt més alt d'eficiència, però hauria d'estar a prop per garantir un funcionament eficient (Qc hauria d'estar a prop del pic de la corba η-Q).
A més, com que el nivell d'aigua del dipòsit canvia durant el funcionament de la bomba, la bomba o la unitat de bomba haurien de funcionar dins de la seva zona d'alta-eficiència durant aquests canvis.