¿Cómo calcular la potencia de la bomba de agua?

Una bomba es un dispositivo mecánico básico, pero importante que suministra la fuerza para mover el fluido a un caudal específico, por esa razón es esencial saber cómo calcular la potencia de la bomba de agua.

Como cualquier dispositivo que sí funciona (transfiere energía a distancia), su efectividad se mide en potencia. Aunque los vatios y los kilovatios son unidades más comunes de medición de potencia, los caballos de fuerza todavía se usan comúnmente para dispositivos eléctricos de alto rendimiento en los Estados Unidos. En este contexto, 1 caballo de fuerza equivale a 746 vatios.

¿Cómo calcular la potencia de la bomba de agua?

• Decida el caudal deseado

Las necesidades de su proyecto determinan el caudal necesario de líquido de la bomba. Anote este valor en galones por minuto (gpm). No utilizará este valor de inmediato, pero determinará qué bombas y tuberías considerará.

Ejemplo: un jardinero tiene un plan de riego que requiere un caudal de 10 galones por minuto.

• Mide la altura que necesita el agua para viajar

Esta es la distancia vertical desde la parte superior del nivel freático (o la parte superior del nivel del agua en el primer tanque) hasta el destino final del agua. Ignore cualquier distancia horizontal. Si el nivel del agua cambia con el tiempo, use la distancia máxima esperada. Este es el “impulso de bombeo” que su bomba necesitará generar.

Ejemplo: cuando el tanque de agua del jardinero está casi vacío (el nivel más bajo esperado), su nivel de agua está 50 pies por debajo del área del jardín que necesita riego.

• Estime las pérdidas por fricción de la tubería

Además de la presión mínima necesaria para mover el agua a cierta distancia, la bomba también debe superar la fuerza de fricción a medida que el agua se mueve a través de la tubería. La cantidad de fricción depende del material, el diámetro interno y la longitud de la tubería, así como del tipo de curvas y accesorios que utilice.

Busque estos valores en una tabla de pérdidas por fricción de la tubería como esta. Anote la pérdida total por fricción en pies de cabeza (es decir, la cantidad de pies que “pierde” de su elevación de bombeo debido a la fricción).

Ejemplo: el jardinero decide usar tuberías de plástico de 1 “de diámetro y necesita 75 pies de tubería en total (incluidas las longitudes horizontales). Una tabla de pérdida por fricción de la tubería le indica que las tuberías de plástico de 1” causan una pérdida de 6.3 pies de altura por cada 100 pies de la longitud de la tubería.

75ft*6.3/100 ft head = 4.7 ft head 

También busca la pérdida por fricción de cada accesorio en la tubería. Para plástico de 1 “, un conector acodado de 90º y tres accesorios roscados contribuyen a una pérdida total de 15 pies. Si sumamos todo esto, la pérdida total por fricción es 4.7 + 15 = 19.7 pies, o aproximadamente 20 pies.

Estos gráficos a menudo también incluyen una estimación de la velocidad del agua, según el caudal y las tuberías que utiliza. Es mejor mantener la velocidad por debajo de 5 pies / s para evitar el “golpe de ariete”, la vibración repetida que puede dañar su equipo.

• Sume la elevación de bombeo y la pérdida por fricción

La distancia vertical que el agua necesita recorrer más las pérdidas por fricción de la tubería forman la “altura dinámica total” o TDH. Esta es la carga de presión total que la bomba necesita superar.

Ejemplo: TDH = distancia vertical + pérdida por fricción = 50 pies + 20 pies = 70 pies.

• Busque la gravedad específica si está bombeando algo además de agua

La fórmula básica de caballos de fuerza supone que usted está bombeando agua. Si está bombeando un fluido diferente, busque su “gravedad específica” en línea o en un libro de referencia de ingeniería. Los fluidos con una densidad específica más alta son más densos y requieren más caballos de fuerza para empujar a través de la tubería.

Ejemplo: dado que el jardinero está bombeando agua, no necesita buscar nada. La gravedad específica del agua es igual a 1.

• Ingrese estos valores en la fórmula de potencia de agua

La potencia de agua, o la potencia mínima requerida para hacer funcionar la bomba, es igual a

TDH*Q*SG/3960

Donde TDH es la altura dinámica total en pies, Q es el caudal en gpm y SG es la gravedad específica (1 para el agua). Ingrese todos los valores que encontró en esta fórmula para encontrar la potencia de agua para su proyecto.

Ejemplo: La bomba de jardín necesita superar un TDH de 70 pies y producir un caudal Q de 10 gpm. Dado que está bombeando agua, la SG es igual a 1.

Caballos de fuerza de agua = TDH*Q*SG/3960   =  70*10*1/3960 =   0.18 caballos de fuerza

• Divida los caballos de fuerza por la eficiencia de la bomba

Ahora sabe cuántos caballos de fuerza necesita suministrar para hacer funcionar su bomba. Sin embargo, ningún dispositivo mecánico es 100% eficiente para transferir energía. Una vez que haya elegido una bomba, verifique la información del fabricante para conocer la eficiencia de la bomba y escríbala como un decimal. Divida la potencia del agua por este valor para encontrar la potencia real del motor que necesita para su bomba.

Ejemplo: para realizar 0,18 caballos de fuerza de trabajo, una bomba con un índice de eficiencia del 50% (o 0,5) en realidad.

Requeriría 0.18/0.5 = un motor de 0.36 hp.

La mayoría de las bombas modernas tienen una eficiencia de entre el 50% y el 85% cuando se usan según lo previsto. Si no puede encontrar una clasificación de eficiencia para su bomba, puede asumir que la potencia real del motor necesaria se encuentra entre 

WaterHP/0.5 y WaterHP/0.85

Estos serian los pasos básicos para saber cómo calcular la potencia de la bomba de agua que necesitas utilizar, basta con solo tener las herramientas necesarias para lograr un cálculo óptimo y así evitar contratiempos a la hora de instalar la bomba de agua que necesites en casa.

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Muchas gracias por leer, ahora eres todo un experto en saber como calcular la potencia de la bomba de agua 😎.