Exp Eps Seda Juliaca Ing Luis Aguilar

5/26/2018 Exp Eps Seda Juliaca Ing Luis Aguilar

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SELECCISELECCIN YN Y

DIMENSIONAMIENTO DEDIMENSIONAMIENTO DEBOMBAS CENTRIFUGASBOMBAS CENTRIFUGAS

Ing. LUIS AGUILAR COAQUIRAIng. LUIS AGUILAR COAQUIRA

EPS SEDAJULIACA S.A.EPS SEDAJULIACA S.A.


2/69

CONCEPTOS BASICOS

BOMBAS CENTRIFUGAS


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BOMBA:

Mquina para desplazar lquidos.

Se basa en la forma ms econmica de transportar

fluidos: Tuberas.

Le da al fluido la energa necesaria para su

desplazamiento.

Transporta al fluido de una zona de baja presin a

una de alta presin.

CONCEPTOS BASICOS


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PARTES PRINCIPALES DE UNA BOMBA:

CONCEPTOS BASICOS

VOLUTA

IMPULSOR


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IMPULSOR:

CONCEPTOS BASICOS


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IMPULSOR:

CONCEPTOS BASICOS

IMPULSOR SEMI-ABIERTO IMPULSOR CERRADO


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ECUACIECUACIN DE LA ENERGN DE LA ENERGAA

ECUACIECUACIN DE DANIEL BERNOULLIN DE DANIEL BERNOULLI

teConsZ

g

VP tan

2

2

=++


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NPSHD

> NPSHR

Q

ATMOSFERICAPRESION

BOMBAS CENTRIFUGAS


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CAUDAL:

Es el volumen de lquido desplazado por la bombaen una unidad de tiempo.

Se expresa generalmente en litros por segundo(l/s), metros cbicos por hora (m/h), galones por

minuto (gpm), etc.

CONCEPTOS BASICOS


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ALTURA DE LA BOMBA (H):

Es la energa neta transmitida al fluido por unidadde peso a su paso por la bomba centrfuga.

Se representa como la altura de una columna delquido a elevar.

Se expresa normalmente en metros del lquidobombeado.

CONCEPTOS BASICOS


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ALTURA DE LA BOMBA (H):

CONCEPTOS BASICOS

C 2 ( m/s )

C 1 ( m/s )

P 1

P 2

H ( m )

H = H +

(P2 - P1) +( C2 - C1 ) / 2g


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DN 4"

DN 6"

-10 "Hg

80 psi

0.8 m

ALTURA DE LA BOMBA (H) - Ejemplo:

CONCEPTOS BASICOS

H = 0.8 +

(56.3 + 3.46) +

(3.08 - 1.37) / 2g

H = 0.8 + 59.8 + 0.4

H = 60.9 m

( 1 psi = 0.704 m )

( 1 Hg = 0.346 m )( g = 9.81 m/s )

Q = 25 l/s


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GRAVEDAD ESPECIFICA (S):

Es la relacin entre la masa del lquido

bombeado (a la temperatura de bombeo) y lamasa de un volumen idntico de agua a 15.6 C.(Relacin de densidades)

Se considera S=1 para el bombeo de agua.

CONCEPTOS BASICOS


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POTENCIA HIDRAULICA (PH):

Es la energa neta transmitida al fluido.

PH = Q*g*H

PH = Q*H*S PH

: P.Hidrulica ( HP )75 Q : Caudal ( l/s )H : Altura ( m )

S : Gravedad especfica

( 1 para agua limpia )

CONCEPTOS BASICOS


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PERDIDAS DE ENERGIA EN BOMBAS CENTRIFUGAS

Recirculacin

(Volumtrica)

Prdidas por Friccin

(mecnica)

Friccin del

Impulsor(Mecnica)

Prdidas por friccin

(hidrulica)

Prdidas en la

entrada del

impulsor(Hidrulica)

Filtraciones en la

Prensaestopa(Volumtrica)

BOMBAS CENTRIFUGAS
http://g/HIDROSTAL%20SA_APLICACIONES_Y_USOS_DE_EQUIPOS_DE_BOMBEO.ppt


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EFICIENCIA DE LA BOMBA ():

Representa la capacidad de la mquina detransformar un tipo de energa en otro.

Es la relacin entre energa entregada al fluido y laenerga entregada a la bomba.

Se expresa en porcentaje.

Potencia hidrulica

Potencia al eje de la bomba

CONCEPTOS BASICOS

=


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POTENCIA DE LA BOMBA ( P ):

Potencia entregada por el motor al eje de la bomba.

P = Q*H*S P : Potencia ( HP )75x Q : Caudal ( l/s )

H : Altura ( m )

S : Gravedad especfica( 1 para agua limpia )

: Eficiencia ( % )

CONCEPTOS BASICOS


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CURVA DE UNA

BOMBA CENTRIFUGA


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CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS:

La Altura ( H ), la Eficiencia (), el NPSH requerido(NPSHr) y la Potencia Absorbida (P) estn en

funcin del Caudal (Q) .

Estas curvas se obtienen ensayando la bomba en

el Pozo de Pruebas.

CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS


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CURVAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS :

ALTURA (ADT)

EFICIENCIA ()

POTENCIA (P)

NPSH

H

Q

Estas curvas se obtienen ensayando la bomba con agua limpiay fra (15.6C).

R

BOMBAS CENTRIFUGAS


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CURVA DEUNA

BOMBA:

(%)

H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM



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CURVA DEUNA

BOMBA:

MODELO

DE LABOMBA

(%)H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11D=203.4

1750-RPM



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CURVA DEUNA

BOMBA:

VELOCIDAD

(%)H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM



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CURVA DEUNA

BOMBA:

(%)H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM

CURVA

H-Q



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CURVA DEUNA

BOMBA:

CURVA DE

EFICIENCIA

(%)H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM



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CURVA DEUNA

BOMBA:

CURVA DE

POTENCIA

(%)H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM



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CURVA DEUNA

BOMBA:

DIAMETRO

(%)H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM



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LEYES DE AFINIDAD:

Relaciones que permiten predecir el rendimiento deuna bomba a distintas velocidades.

Cuando se cambia la velocidad:

1. El Caudal vara directamente con la velocidad.2. La Altura vara en razn directa al cuadrado de la

velocidad.3. La Potencia absorbida vara en razn directa al

cubo de la velocidad.



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LEYES DE AFINIDAD:

Q2 = Q1(n2/n1)

H2 = H1(n2/n1)

P2 = P1(n2/n1)

n2, n1 : Velocidades (rpm)

(%)

H-Q

P

H(m)

Q ( L / S )

MR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM

1750rpm

1510rpm

1200rpm



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PERDIDAS EN TUBERIAS Y

ACCESORIOS


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VISCOSIDAD:

Resistencia al flujo.

Aumenta con la disminucin de la

temperatura.

PERDIDAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS


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FACTORES QUE PROVOCAN PERDIDAS:

Viscosidad del fluido

Velocidad del flujo ( Caudal, dimetro de la tubera )

Rugosidad de la tubera ( Material, edad )

Turbulencia del flujo ( Vlvulas y accesorios )



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CALCULO DE PERDIDAS EN TUBERIAS:FORMULA DE HAZEN - WILLIAMS


hf : Prdidas por friccin (m)L : Longitud de la tubera (m)

C : Coeficiente de prdidasTubera de acero : C=110Tubera de PVC : C = 140

D : Dimetro de la tubera (m)

Q : Caudal (m3/s)

852.1

87.4 **678.10

=

C

Q

D

Lhf


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CALCULO DE PERDIDAS EN TUBERIAS:FORMULA DE DARCY

g

V

D

Lfhf

2**

2

=

hf : Prdidas por friccin (m)f : Coeficiente de friccin

L : Longitud de la tubera (m)D : Dimetro de la tubera (m)V : Velocidad (m/s)g : Gravedad (m/s2)



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CALCULO DE PERDIDAS EN TUBERIAS:FORMULA DE HAZEN - WILLIAMS


Material Condicin CHW

Fierro Fundido Todo 100Fierro galvanizado Todo 100Concreto Todo 110Hierro Fundido Con revestimiento 135 a 150

Encostrado 80 a 120PVC Todo 150Asbesto Cemento Todo 140Polietileno Todo 140Acero soldado 12 120

8 10 1194 6 118

Acero bridado 24 11312 20 1114 10 107

Limitaciones: T Normales, 2 , V 3 m/seg


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CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS:METODO DEL K


hf k v

2

2g

k = Factor de friccin (depende del

tipo de vlvula o accesorio ).v = Velocidad media (Q/area) (m/seg).

g = Aceleracin de la gravedad (9.8

m2/seg).


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CALCULO DE PERDIDAS EN ACCESORIOS:METODO DEL K


Fitting K Fitting K

Valves: Elbows:

Globe, fully open 10 Regular 90, flanged 0.3

Angle, fully open 2 Regular 90, threaded 1.5

Gate, fully open 0.15 Long radius 90, flanged 0.2Gate 1/4 closed 0.26 Long radius 90, threaded 0.7

Gate, 1/2 closed 2.1 Long radius 45, threaded 0.2

Gate, 3/4 closed 17 Regular 45, threaded 0.4

Swing check, forward flow 2

Swing check, backward flow infinity Tees:

Line flow, flanged 0.2

180 return bends: Line flow, threaded 0.9

Flanged 0.2 Branch flow, flanged 1

Threaded 1.5 Branch flow, threaded 2


38/69


hf k v

2

2g


39/69


hf k v

2

2g


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CURVA DEL SISTEMA

C S S


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CURVA DEL SISTEMA:

Un Sistema es el conjunto de tuberas y accesorios que forman

parte de la instalacin de una bomba centrfuga.Cuando queremos seleccionar una bomba centrfuga debemoscalcular la resistencia al flujo del lquido que ofrece el sistema

completo a travs sus componentes (tuberas ms accesorios).

La bomba debe suministrar la energa necesaria para vencer estaresistencia que esta formada por la altura esttica ms las

prdidas en las tuberas y accesorios. La altura esttica total esuna magnitud que generalmente permanece constante paradiferentes caudales mientras que la resistencia de las tuberas yaccesorios varan con el caudal.

CURVA DEL SISTEMA

CURVA DEL SISTEMA


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ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT):

Energa que requiere el fluido en el sistema para trasladarse de unlugar a otro.

ADT = Hgeo + ( Pa - Pb ) + ( Va - Vb ) / 2g + Hf

CURVA DEL SISTEMA

Alturaestticatotal (m)

Diferencia depresionesabsolutas (m)

Diferencia deenergas develocidad (m)

Prdidas en lastuberas yaccesorios (m)

CURVA DEL SISTEMA


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N

H geo.

H desc.

H succi.Pa

Pb

Vb

Va

ADT = Hgeo + ( Pa - Pb ) +

( Va - Vb ) / 2g + Hf

CURVA DEL SISTEMA

CURVA DEL SISTEMA


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ADT = Hgeo + Hf

N

H geo.

H desc.

H succi.

Pres. atm.

Va

Pres. atm.

Vb

CURVA DEL SISTEMA

CURVA DEL SISTEMA


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CURVA DEL SISTEMA-PUNTO DE OPERACION:

(m)H

Q ( l / s )

50

40

30

20

10

25201510500

He

Hf

CURVADELABOMBA

CURVAD

ELSISTE

MA

PUNTO DE

OPERACION

ADT

CURVA DEL SISTEMA


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SUCCION DE LA BOMBA

CAVITACION Y NPSH

SUCCION DE LA BOMBA


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SUCCION DE LA BOMBA

Hs ( + )

Hs ( - )

SUCCION NEGATIVA

SUCCION POSITIVA

SUCCION DE LA BOMBA


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CAVITACION:

Fenmeno que ocurre cuando la presin absoluta dentro delimpulsor se reduce hasta alcanzar la presin de vapordel lquidobombeado y se forman burbujas de vapor. El lquido comienza ahervir.

Estas burbujas colapsan al aumentar la presin dentro de labomba originando erosin del metal.

Se manifiesta como ruido, vibracin; reduccin del caudal, de lapresin y de la eficiencia. Originan deterioro del sello mecnico.

NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD)

SUCCION DE LA BOMBA

SUCCION DE LA BOMBA


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NPSHrequerido:

Energa mnima (presin) requerida en la succin de la bombapara permitir un funcionamiento libre de cavitacin. Se expresa enmetros de columna del lquido bombeado.

Depende de:-Tipo y diseo de la bomba-Velocidad de rotacin de la bomba

-Caudal bombeado

SUCCION DE LA BOMBA

SUCCION DE LA BOMBA


50/69

NPSHrequerido:

H(m)

Q ( L / S )

MR

(%)

H-Q

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

050100150200250300(HP)

P

20304050607080

12HQRL-11

D=203.41750-RPM

(m) (ft)NPSH

30

20

10

0

108642

NPSRreq

SUCCION DE LA BOMBA


51/69

NPSHdisponible:

Energa disponible sobre la presin de vapor del lquido en lasuccin de la bomba. Se expresa en metros de columna del lquidobombeado

Depende de:-Tipo de lquido-Temperatura del lquido

-Altura sobre el nivel del mar(Presin atmosfrica)- Altura de succin- Prdidas en la succin

SUCCION DE LA BOMBA


52/69

NPSHdisponible:

SNPSHd = Pa - Pv + Hsuc - Hf

Pa : Presin atmosfrica (m)Pv : Presin de vapor del lquido a latemperatura de bombeo

S : Gravedad especfica del lquido

bombeadoHsucc: Altura de succin ( + - ) (m)Hf : Prdidas por friccin en la tubera

de succin (m)

SUCCION DE LA BOMBA


53/69

Pv y Pa:

0 0.062

10 0.125

20 0.238

30 0.432

40 0.752

50 1.258

60 2.031

70 3.177

80 4.829

90 7.149

100 10.332

TEMPERATURA

C

Pv (m) ALTITUD

msnm0 10.33

500 9.73

1000 9.13

1500 8.53

2000 8.00

2500 7.57

3000 7.05

3500 6.62

4000 6.20

4500 5.78

5000 5.37

Pa (m)

SUCCION DE LA BOMBA


54/69

PARA QUE LA BOMBA NO CAVITE:

NPSHdisponible > NPSHrequerido

SUCCION DE LA BOMBA


55/69

ESQUEMA DE INSTALACION:

VALVULA

COMPUERTA

VALVULA DERETENCION

VALVULACOMPUERTA

INSTALACION CON SUCCION POSITIVA

SUCCION DE LA BOMBA


56/69


COMPUERTAVALVULA DE

RETENCIONVALVULA DE

CONEXION PARAEL SUMINISTRODE CEBADO

INSTALACION CONSUCCION NEGATIVA

SUCCION DE LA BOMBA


57/69


VALVULA DE PIE Y CANASTILLATUBERIA DE SUCCION CON

VALVULA DE PIECON CANASTILLA

CORRECTO

BOMBA

DESCARGA

SUCCION

INCORRECTOBOLSA

DE AIRE

SUCCION DE LA BOMBA


58/69

RECOMENDACIONES DE INSTALACION:

BIEN MAL

SUCCION DE LA BOMBA


59/69


BIEN MAL

SUCCION DE LA BOMBA


60/69


BIEN MAL

CORRECTO MAL

BURBUJASDE AIRE

SUCCION DE LA BOMBA


61/69


SUMERGENCIA

CAUDAL L / S

6"

SUMERGENCIA(m)

10"

8"

6

0.2

0

0.6

0.4

0.8

10 20 30 40

4"DIAME

TRO

S = SUMERGENCIA

1.2

1.0

1.4

1.8

1.6

2.0

INTE

RIORT

UBO

15050 60

S

100 300200 350


62/69

SELECCION DE UNA

BOMBA CENTRIFUGA

SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA


63/69

INFORMACION REQUERIDA:

1. DEFINIR LA APLICACIN2. CAUDAL A MOVER3. ALTURA A DESARROLLAR4. NPSH DISPONIBLE5. CARACTERISTICAS DEL LIQUIDO6. VELOCIDAD DE BOMBA

7. FORMA DE LAS CURVAS DE OPERACION8. CONSTRUCCION

SELECCION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA


64/69

EFICIENCIA (

CAUDAL (Q)

ALTURA (ADT)

CONDICIONES DE OPERACION

EJE LIBRE MONOBLOCK

BOMBA HORIZONTAL

TURBINA VERTICAL SUMERGIBLE

BOMBA DE POZO PROFUNDO

CONDICIONES DE INSTALACION

PAUTAS DE SELECCION


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SELECCION DE UNA BOMBA

CENTRIFUGA EJE LIBRE

LIQUIDO : AGUA LIMPIA A 30C

CAUDAL : 15 l/s

ADT : 35 m

CONDICIONES DE OPERACION:



66/69

ABACO DE SELECCION A 3600 RPM:

80

(50)40-250

CAUDAL U.S. GPM

(8.5)

CAUDAL LITROS / SEGUNDO

50 32-160L

100.5

15

20

30

40

METROSALTURA

21 3 4 5

(6)

32-125(12)

ABSORBIDO(X) HP MAXIMO

3600 RPM

60

70

9080

100

160

120

140

200180

250

10

32-160

20 40 60

(15) 65-160(44)

6 87 109 20 30

(12)

40-125

65-160(26)

50-125(17)

6040 50 80

80

40

60

100

150

600

65-250(130)

40-160

(36)

40-200

(48)50-200

(80)50-250

200100 400

800ALTURA

65-200(95)

PIES

200

300

500

400

600

1000800



67/69

CURVA INDIVIDUAL BOMBA 50 - 125:

149

141125

110

50

55

60

65

70.5

676970

7069

67%656055

50

149

141

125

110

N(HP)

151052

50-125n = 3480 RPM

30

20

10

0

(m)NPSH

(ft)

10864

2

(m)H

(ft)

H

Q ( l / s )

Q ( U.S.gal / min)

50160

140

120

100

80

60

40

3002001000

40

30

20

10

2520151050

CAUDAL : 15 l/s

ADT : 35 m

EFICIENCIA : 69%

POTENCIA ABS.: 10.1 HPPOT. MAXIMA : 13 HP

VELOCIDAD : 3480 RPM

DIAM. IMPULSOR: 141 mm

NPSHr : 3 m

BOMBA HORIZONTAL

DE EJE LIBRE


68/69

DE EJE LIBRE


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GRACIASGRACIAS

Exp Eps Seda Juliaca Ing Luis Aguilar

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