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Altura estática con descarga libre: por qué la descarga entra por arriba

Con descarga libre por arriba, la altura estática la fija la cresta de la tubería: H_est = z_alto - z_succion, así que el nivel del tanque de descarga sale de la cuenta y solo la succión mueve el caudal. Con entrada sumergida por abajo, H_est = z_desc - z_succion y el caudal cae mientras el tanque se llena.

Cambia el nivel de los dos tanques y el tipo de entrada. Con la tubería llegando por arriba y descargando libre, el caudal pasa a depender solo de la succión.

Succión
Entrada en la descarga
0,50 m

Prueba rápida

Tres preguntas sobre esta lección. ¿Fallaste? La explicación aparece al instante.

1. Cuando la altura estática aumenta, la curva del sistema…

2. ¿Por qué la entrada al tanque de descarga suele ser por arriba?

3. Con la succión más llena, la ADT del gráfico baja pero el PIT-01 de descarga sube. ¿Por qué?

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Por qué sucede

Las flechas comparan con la succión llena y la descarga vacía, con el mismo tipo de entrada.

Cambia el nivel de succión o llena la descarga para ver la cadena

Altura estática con descarga libre

Hest = zalto − zN.A.,suc
21,50 m = 25,00 − 3,50 m

La cota del punto alto de la tubería es fija. El nivel de la descarga no aparece en la fórmula, solo el de la succión.

Punto de operación

Hbomba(Q) = Hest + hf(Q)
Q = 53,1 m³/h · H = 30,7 m

Misma bomba y misma tubería de la lección de bombeo simple. Solo la altura estática cambia con los niveles.

Rango de operación

Qmín ≤ Q ≤ Qmáx
ΔHest = Hest,máx − Hest,mín
por arriba: 50,1 a 53,1 m³/h, ΔH = 2,5 m · por abajo: 51,9 a 58,1 m³/h, ΔH = 5,5 m

La franja sombreada del gráfico reúne todas las curvas del sistema posibles con los niveles variando. Con la entrada por arriba tiene la mitad del ancho: la bomba trabaja más cerca del mismo punto.

Presión en la descarga = succión + bomba

Hdesc = Hentr + ADT
Hentr = zN.A.,suc − hf,suc
pPIT-01 = ρg ( Hdesc − zPIT − v22g )
3,44 m + 30,73 m = 34,17 m → PIT-01: 34,17 − 4,0 − 0,16 = 30,01 mca = 2,93 bar(g)

El gráfico muestra la ADT: lo que la bomba agrega. La presión en la descarga es la carga que ya llega por la succión más esa ADT. Llena la succión: la ADT cae (el punto baja en el gráfico, con más caudal), pero la entrada sube todavía más, y el PIT-01 sube. Con entrada por abajo, llenar la descarga también sube la lectura, porque la columna hasta su nivel aumenta.

El caudal solo depende de la succión

La tubería sube hasta un punto alto, por encima del techo, y baja hasta la descarga libre. Esa cresta tiene cota fija, la bomba eleva el agua hasta ella todo el tiempo, y es la que define H_est. El nivel de la descarga sale de la cuenta: llenando o vaciando, el caudal no cambia.

No hay reflujo cuando la bomba para

Con la entrada por abajo, la columna del tanque empuja el agua de vuelta por la bomba apenas se apaga, y la línea necesita válvula de retención. Con la salida por encima del nivel no hay columna que vuelva. Si el tubo se sumerge en el líquido, esto se pierde y hace falta un orificio rompe-vacío.

El precio: un poco más de energía

Por arriba, la bomba siempre eleva el agua hasta el punto alto de la tubería, incluso con el tanque vacío. Se cambia un poco de eficiencia por previsibilidad. La entrada por abajo aparece cuando se quiere evitar salpicaduras, espuma o aireación del producto.

Bomba didáctica con curva ilustrativa.

Fórmulas en texto

Altura estática con descarga libre (por arriba)
H_est = z_alto - z_succion
H_est = altura estática (m) · z_alto = cota de la cresta de la tubería (m) · z_succion = nivel del tanque de succión (m)
Altura estática con entrada sumergida (por abajo)
H_est = z_desc - z_succion
z_desc = nivel del tanque de descarga (m)
Punto y rango de operación
H_bomba(Q) = H_est + hf(Q) -> Q_min <= Q <= Q_max
hf(Q) = pérdida de carga al caudal Q (m) · Q_min, Q_max = caudales con la mayor y la menor altura estática (m3/h) · dH_est = H_est,max - H_est,min (m)
Presión en la descarga = succión + bomba
H_desc = H_entr + ADT con H_entr = z_succion - hf_suc
H_desc = carga en la descarga de la bomba (m) · H_entr = carga que llega a la entrada de la bomba (m) · ADT = altura dinámica total (m) · p_PIT = rho * g * (H_desc - z_PIT - v^2/(2*g))

Preguntas frecuentes

¿El nivel del tanque de descarga cambia el caudal de la bomba?

Solo si la tubería entra por debajo del nivel del líquido. Con descarga libre por arriba, la altura estática la define la cresta de la tubería, y llenar o vaciar el tanque no cambia el caudal.

¿Por qué la tubería de descarga entra por arriba del tanque?

El caudal queda previsible, porque solo el nivel de succión cambia la altura estática, y no hay reflujo por la bomba cuando se detiene. El precio es un poco más de energía, ya que la bomba siempre eleva hasta el punto alto.

¿Una entrada por abajo necesita válvula de retención?

Sí. Cuando la bomba para, la columna del tanque empuja el agua de vuelta por la bomba. Con la entrada por arriba, sobre el líquido, no hay columna que vuelva, salvo que el tubo se sumerja; ahí hace falta un orificio rompe-vacío.

¿Por qué sube la presión de descarga cuando se llena la succión?

La presión en la descarga es la carga que llega por la succión más la ADT de la bomba. Llenar la succión baja un poco la ADT, pero sube más la carga en la entrada, y el manómetro de descarga sube.

El enlace abre la lección exactamente como está ahora.