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BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS

1. OBJETIVOS

- Identificar y Establecer los parámetros a medir en el laboratorio de tal modo que nos permita determinar experimentalmente las curvas características de una bomba (Head, Eficiencia, Potencia).

- Reconocimiento de las condiciones de ocurrencia del fenómeno de cavitación.- Realizar correctamente mediciones para determinar las condiciones de operación

de una bomba centrifuga de un sistema de flujo.

2. FUNFAMENTO TEORICO

BOMBASLa bomba es una máquina que absorbe energía mecánica que puede provenir de un motor eléctrico, térmico, etc., y la transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía hidráulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro, a un mismo nivel y/o a diferentes niveles y/o a diferentes velocidades.

CLASIFICACION:Se pueden considerar dos grandes grupos: Dinámicas (Centrífugas, Periféricas y Especiales) y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y Rotatorias).

BOMBAS DINÁMICAS.Éstas imparten velocidad y presión al fluido en la medida que éste se desplaza por el impulsor de la bomba, el cual gira a altas revoluciones, convirtiendo así la velocidad del fluido en energía de presión. Es decir, el principio de funcionamiento de estas bombas está fundamentado en la transferencia de energía centrífuga. El rango de operación, en lo relativo a alturas y caudales de bombeo de las bombas de presión dinámica es mucho más amplio que el de las de desplazamiento positivo

BOMBAS CENTRIFUGAS.Son aquellas en que el fluido ingresa a ésta por el eje y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangente.

BOMBAS PERIFÉRICAS.Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo

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profundo, llamadas frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba periférica.

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor).

Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina Volumétricas.

BOMBAS RECIPROCANTES.Llamadas también alternativas, en estas máquinas, el elemento que proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La característica de funcionamiento es sencilla.

BOMBA ROTATORIA.Llamadas también rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio, y son diferentes a las rotodinámicas. Estas bombas tienen muchas aplicaciones según el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede manejar líquidos que contengan aire o vapor. Su principal aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de carga

BOMBAS EN SERIE Y PARALELO:

a) Bombas en serie: En este tipo de asociaciones, la impulsión de una se convierte en la aspiración de la otra. Este tipo de asociación no suele ser la más común. Tiene su punto fuerte en instalaciones que bombean fluido a distintas alturas (poco corriente) y sobre todo en bombas multicelulares. Estas bombas disponen de varios rodetes instalados en serie dentro de la misma carcasa, con lo que se consiguen grandes alturas. Si queremos grandes alturas, y utilizamos una única bomba centrífuga nos podemos encontrar con dos problemas principalmente:

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Necesitaríamos un rodete con un diámetro exterior demasiado grande, con todos los problemas que el tamaño acarrea.

El número específico de revoluciones disminuirá con la altura, con lo que obtendremos peores rendimientos.

- La curva característica del acoplamiento de las bombas la obtendremos sumando las alturas que nos proporcionan cada bomba para un caudal dado que circula por todas ellas.

- Hay que tener mucho cuidado cuando acoplemos bombas diferentes, ya que no todas las zonas serán efectivas, o resultarán beneficiosas. El punto de máximo caudal será el que marque la bomba con el mínimo caudal máximo.

- Otro de los inconvenientes será el tema de los rendimientos, ya que será imposible garantizar que todas funcionen en sus puntos de máximo rendimiento.

- En consecuencia, cuando se disponen rotores en serie no podemos decir que el mismo caudal es elevado en forma exactamente proporcional al número de rotores. Existe una modificación originada por la curva característica de la instalación.

- Desde el punto de vista constructivo, se pueden disponer los rotores en serie sobre un mismo eje. Este es el criterio de diseño utilizado para las bombas de pozo profundo, las que, en general, deben elevar relativamente bajos caudales a alturas considerables.

b) Bombas en paralelo: Es el caso más habitual. En muchas instalaciones tenemos unas condiciones de trabajo muy marcadas, por ejemplo en el suministro de agua a una ciudad. Pero tenemos el inconveniente de una demanda fluctuante en el tiempo. Disponer de una única bomba nos haría sobredimensionarla y que trabajase en zonas poco eficientes. Será mejor solución disponer de una batería de

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bombas trabajando en paralelo que entren en funcionamiento de forma progresiva para atender la demanda.

- La curva característica se obtiene sumando, para cada altura, de ambos caudales, proporcionando una nueva curva más plana. Cuanto más bombas más plana es la curva.

- Nótese que no siempre es beneficioso el agregado de bombas en paralelo, puesto que el aporte de caudal a partir de un determinado número de bombas, puede ser irrelevante.

Carga neta positiva de aspiración (NPSH)

Otro parámetro que requiere especial atención en el diseño de bombas es la denominada carga neta positiva de aspiración, la cual es la diferencia entre la presión existente a la entrada de la bomba y la presión de vapor del líquido que se bombea. Esta diferencia es la necesaria para evitar la cavitación. La cavitación produce la vaporización súbita del líquido dentro de la bomba, reduce la capacidad de la misma y puede dañar sus partes internas.En el diseño de bombas destacan dos valores de NPSH, el NPSH disponible y el NPSH requerido.El NPSH requerido es función del rodete, su valor, determinado experimentalmente, es proporcionado por el fabricante de la bomba. El NPSH requerido corresponde a la carga mínima que necesita la bomba para mantener un funcionamiento estable. Se

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basa en una elevación de referencia, generalmente considerada como el eje del rodete.El NPSH disponible es función del sistema de aspiración de la bomba, se calcula en metros de agua, mediante la siguiente fórmula:

NPSHA = ha - hvp - hs - hf

Donde ha es la presión absoluta (m de agua), hvp es la presión de vapor del líquido (m. de agua), hs es la carga estática del líquido sobre el eje de la bomba (m, de agua) y hf es la pérdida de carga debida al rozamiento dentro del sistema de succión (m de agua).

BIBLIOGRAFIA:

- Principios de Operaciones Unitarias. Mc Cabe, Smith. Editorial Reverté S.A.

- http://www.academia.edu/8014551/BOMBA_CENTR%C3%8DFUGA_DEFINICI%C3%93N_Las_Bombas_centr%C3%ADfugas_tambi%C3%A9n_llamadas_Rotodin%C3%A1micas

- Guía del laboratorio de Operaciones unitarias I – Laboratorio de Bombas centrifugas.