04 casos allievi bomb calderin

4. Bombeo con protección mediante calderín

CÁLCULO Y SIMULACIÓN DE TRANSITORIOS HIDRÁULICOS A PRESIÓN MEDIANTE EL PROGRAMA ALLIEVI 4. BOMBEO CON PROTECCIÓN MEDIANTE CALDERÍN

Vicent Espert Alemany Enrique Cabrera Marcet Grupo ITA Valencia, junio de 2016

Universitat Politècnica de València 1

4. Bombeo con protección mediante calderín

CASO 4. BOMBEO CON PROTECCIÓN MEDIANTE CALDERÍN

Datos de nudos

Caudal deseado 300 l/s Altura geométrica 95 m

Datos de depósitos

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2

4. Bombeo con protección mediante calderín

Datos de tuberías

Datos descarga superior al depósito de impulsión

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4. Bombeo con protección mediante calderín

Datos de la válvula de descarga

Datos de las bombas con curvas características universales

DN 250 mm k = 10

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Dimensiones de calderines horizontales

4. Bombeo con protección mediante calderín

Coeficiente de pérdidas conexión ramal de entronque a calderín

Datos de los calderines

Obtenida en el cálculo del régimen permanente

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4. Bombeo con protección mediante calderín

Resultados del cálculo del régimen permanente Bombas con curvas características universales Nudos

Tuberías

Bombas

Caudal total impulsado

Calderines Punto de funcionamiento de bombas

Presión inicial del gas dentro del calderín

Volumen inicial de gas dentro del calderín

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4. Bombeo con protección mediante calderín

Selección de bombas según información de catálogo

Se seleccionan bombas de eje horizontal, multicelulares y de alta presión, con el punto de funcionamiento Qb = 100 l/s Hb = 140 m 7

4. Bombeo con protección mediante calderín

Según la información de catálogo, se seleccionan las bombas modelo APM-150, a 1.450 rpm

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Curvas características de las bombas APM-150 para un solo rodete, a 1.450 rpm

4. Bombeo con protección mediante calderín

Se deberían elegir tres bombas APM-150 de cuatro rodetes de diámetro nominal 360 mm, recortados a diámetro 340 mm Sin embargo, y previendo el posible envejecimiento de las bombas, se elegirán rodetes de 360 mm sin recortar Bombas de un solo rodete D2 = 360 mm Qb (l/s)

ηb1r (%)

Hb1r (m) Pacc1r m) 0

52.5

26

0.00

40

51.25

39

51.57

80

47.5

49

76.08

120

39

60

76.52

160

24

68

55.40

188

0

65

0.00

Bombas de cuatro rodetes, D2 = 360 mm 20 15 10

Qb (l/s) Hb4r (m)

Pacc4r (m)

ηb4r (%)

0

210

104

0.00

40

205

156

51.57

80

190

196

76.08

5

120

156

240

76.52

0

160

96

272

55.40

188

0

260

0.00

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4. Bombeo con protección mediante calderín

Se genera un segundo escenario en el que se introducen las curvas características de las bombas seleccionadas, por puntos, desde el punto de Qb = 0 hasta el punto Hb = 0 El momento de inercia se recalcula a partir del punto óptimo de funcionamiento de la bomba seleccionada con cuatro rodetes: Qb = 100 l/s, Hb = 43x4 = 172 m, ηb = 80’4 %

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4. Bombeo con protección mediante calderín

Resultados del cálculo del régimen permanente Bombas con curvas características por puntos Nudos

Tuberías

Bombas

Caudal total impulsado

Calderines Punto de funcionamiento de bombas

Con esta presión inicial de gas dentro del calderín se calcula una presión de hinchado de 69’48 mca para obtener un volumen inicial de gas de 5 m3

Volumen inicial de gas dentro del calderín

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Resultados del cálculo del régimen transitorio Bombas con curvas características por puntos. ∆t = 0’02 s Parada de bombas sin protección La simulación no puede continuar 5 s después de la desconexión porque Hb se hace negativa

Parada de bombas con 4 calderines de 10 m3

Volumen mínimo de agua en cada caderín 1 m3. Sería conveniente que este volumen sea al menos de 2 m3

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Resultados del cálculo del régimen transitorio Bombas con curvas características por puntos Parada accidental en t = 30 s. Arranque secuencial de bombas a partir del instante 1.500 s, arranques cada 5 minutos y tiempos de arranque de 15 s. ∆t = 0’1 s. Tiempo total 3.600 s.

Volumen inicial de agua en cada calderín 6 m3, con presión de hinchado 53’55 mca

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4. Bombeo con protecciĂłn mediante calderĂ­n

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Nuevos casos a resolver: - En las maniobras de parada y puesta en marcha de bombas, representar gráficamente la evolución de la columna de aire entrante por el extremo final de la tubería de impulsión. ¿Cuál es la longitud máxima de esta columna de aire?

- En las maniobras anteriores, ¿cómo evoluciona el caudal de descarga por el vertedero del depósito de impulsión?

- Con las bombas en marcha, programar el cierre de la válvula de descarga, lineal o en dos etapas. Tiempo total de cierre 120 s - Con la válvula de descarga cerrada, programar su apertura lineal en un tiempo de cierre de 120 s. ¿Interesaría apertura de esta válvula en dos etapas?

- En las maniobras de la válvula de descarga, ¿cómo evoluciona el nivel del agua en el depósito de impulsión? ¿Y el caudal de descarga por el vertedero?

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