Toberas y Aspersores

sistemas de toberas y sus aplicaciones

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Thomas Irwin, M.S. Environmental Scientist/Rutgers 

 

 

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     Si bien la ilustración elegida es relativamente pequeña y de alguna manera poco parece hacer intervenir la participación crucial del lote de toberas, la masiva existencia de sistemas de este tipo (en las instalaciones de porte auxiliados por personal especializado/ingenierías), es justamente la motivación para seleccionarlo como ilustración, i.e. cálculo estimativo de correctas especificaciones para la bomba que integrará el circuito hidráulico.

     De alguna manera se trata de un clásico en la tarea de instaladores de campo dado que el circuito hidráulico que alimenta el sistema de distribución/toberas deberá estar dimensionado de forma de garantizar la presión adecuada/acordada a la entrada de la tobera. Sea la presión (PSI) a cumplir en la bomba, o de alguna manera ya anticipando el BHP de la misma, la siguiente expresión sintetiza los tres aspectos o conceptos centrales, a saber

PSI (bomba) = PSI (tobera) + PSI a contrarrestar por pérdida de carga en cañería + PSI elevación

     Frecuentemente el PSI de tobera es suministrado por el fabricante del equipo que emplea ese dispositivo o dispositivos. La pérdida de carga a lo largo del circuito o cañería es en cierta manera un tema muy bien documentado en el que debe contabilizarse además todo tipo de accesorio (e.g. codos, tees, etc.), máquinas o intercambiadores (fábrica correspondiente suministrará PSI). Una de las tantas maneras/expresiones de estimar el PSI elevación es 

PSI elevación = densidad del líquido * h / 144, 

siendo para el caso del fluído agua densidad 62.4 lb/cu.ft. y expresando elevación de la línea de toberas sobre la bomba en pies.

     Intencionalmente se han realizado cálculos paralelos/ilustrativos sobre el mismo juego de datos pero empleando distintos diámetros en el dimensionamiento del circuito hidráulico, una consulta tremendamente frecuente al momento de instalar torres de enfriamiento. Puede verse, "hard facts", la relativa felicidad o infelicidad de cada alternativa en el momento de toparse con el impacto, gráfico, en la selección/procuración de la bomba. Es de esperar/deseable que induzca una reflexión antes de tomar la decisión definitiva. Usualmente el buen proveedor de bomba acompaña de alguna manera.

fps = 0.41 * GPM/d^2

(d = pipe diameter in inches)

US GPM

l/h

m3/h

fps d (inches) d (feet) d (m)

m/s

133 30204.3 30.2043 4.92 3.33 0.28 0.08 1.5
133 30204.3 30.2043 6.56 2.88 0.24 0.07 2
133 30204.3 30.2043 9.84 2.35 0.20 0.06 3 max
pérdida de carga H = 0.1 *GPM^2 * ( L/100) / d^5 pump BHP = GPM *H/(3960*eff.)
US GPM

l/h

m3/h L (feet) L (m) d (inches) fps H (feet) pump eff.
133 30204.3 30 141 43 5.00 2.2 0.8 85 0.0 HP
133 30204.3 30 141 43 4.00 3.4 2.4 85 0.1 HP
133 30204.3 30 141 43 3.00 6.1 10.3 85 0.4 HP
133 30204.3 30 141 43 2.00 13.6 77.9 85 3.1 HP
133 30204.3 30 141 43 3.00 6.1 10.3 85 0.4 HP
133 30204.3 30 141 43 2.00 13.6 77.9 85 3.1 HP
133 30204.3 30 141 43 3.00 6.1 10.3 85 0.4 HP
133 30204.3 30 141 43 2.50 8.7 25.5 85 1.0 HP
133 30204.3 30 141 43 2.35 9.9 34.8 85 1.4 HP
133 30204.3 30 141 43 2.00 13.6 77.9 85 3.1 HP
133 30204.3 30 141 43 1.50 24.2 328.4 85 13.0 HP
133 30204.3 30 141 43 1.00 54.5 2494.1 85 98.6 HP
incorporando el resto de la instalación
CALCULO ESTIMATIVO BOMBA pérdida de carga en cada etapa
(confirmar con proveedor calificado) elevación 6.00 m 19.7 ft
L = recorrido o largo aproximado del circuito hidráulico C - CTI 1.00 m 3.3 ft (distancia tobera - espejo de agua)
tobera 10.00 psig (max) 23.1 ft 0.703 kg/cm2 7.0 m H2O
intercamb 2.90 m (estimado) 9.5 ft (confirmar con fabricante de maquina)
55.6 ft 1.7 kg/cm2 16.9 m H2O
US GPM l/h m3/h L (feet) L (m) d (inches) fps H (feet) pump eff.
133 30204.3 30 141 43 3.00 6.1 65.8 85 2.6 HP 2.0 kg/cm2 20.1 m H2O
133 30204.3 30 141 43 2.50 8.7 81.1 85 3.2 HP 2.5 kg/cm2 24.7 m H2O
133 30204.3 30 141 43 2.00 13.6 133.5 85 5.3 HP 4.1 kg/cm2 40.7 m H2O

 

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