UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”

AREA DE CIENCIAS DE LA SALUDPROGRAMA DE INGENIERIA BIOMEDICA

PROYECTO INTEGRADOR SOCIO TECNOLOGICO II

TEMA VIII:BOMBAS

Prof.: Ing. Charly Colagiacomo

TERMINOS BASICOS

Caudal :

Cantidad de líquido que se debe bombear, trasladar o elevar

en un cierto intervalo de tiempo por una bomba:

normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por

minuto (l/m) o metros cúbicos por hora (m³/h). Símbolo: Q.

Altura de Elevación de un Liquido:

El bombeo sobreentiende la elevación de un líquido de un

nivel más bajo a un nivel más alto. Expresado en metros de

columna de líquido o en bar (presión). Simbolo: H

TERMINOS BASICOS

Amplitud de presión: Son los límites máximos de presión con los cuales una bomba puede funcionar adecuadamente. Las unidades son psi o bar.

Volumen: Es la cantidad de fluido que una bomba puede entregar a la presión de operación. Unidad: gal/min

Amplitud de la velocidad: Se constituyen en los límites máximo y mínimo en los cuales las condiciones a la entrada y soporte de la carga permitirán a la bomba funcionar satisfactoriamente. Las unidades son r.p.m.

Eficiencia: Es el cociente entre la potencia transmitida al fluido y la potencia que recibe la bomba. En la practica se estima que la bomba debería dar un 80% del volumen o presión nominal, si no fuese así es una bomba poco eficiente y es mejor no usarla.

TERMINOS BASICOS

Rendimiento Volumétrico: Es el cociente que se obtiene al dividir el caudal de liquido que comprime la bomba y el que teóricamente debería comprimir. Es decir, es el que expresa las fugas de líquido que hay en la bomba durante el proceso de compresión.

Rendimiento Mecánico: El rendimiento mecánico mide las perdidas de energía mecánica que se producen en la bomba, debidas al rozamiento y a la fricción de los mecanismos internos. 

Principios Físicos

FUERZA: Es toda causa capaz de modificar el movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación.

FUERZA CENTRÍPETA: Es una fuerza que atrae hacia el centro de un camino circular mientras que el objeto sigue dicha trayectoria a una velocidad constante.

FUERZA CENTRÍFUGA: Es una fuerza directamente opuesta a la fuerza centrípeta y que tiene por misión mantener el objeto en su trayectoria.

TEMPERATURA: Es el grado de calor que tiene un cuerpo.

PRINCIPIO DE BERNOULLI

El principio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente.

La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:Cinético: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.

Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.

Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.

PRINCIPIO DE BERNOULLI

donde:V =velocidad del fluido en la sección considerada.g = aceleración gravitacionalz = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.P = presión a lo largo de la línea de corriente.ρ = densidad del fluido.

Son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido, impulsándolo desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica.

Bombas

Se pueden considerar dos grandes grupos: Desplazamiento PositivoReciprocantes o AlternativasRotativas DinámicasCentrífugasPeriféricas

Clasificación de las Bombas

Consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. En una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene que ser necesariamente de movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor). Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotativas, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina volumétricas.

Bombas de Desplazamiento Positivo

Ventajas El caudal de las bombas de desplazamiento positivo es proporcional a la velocidad de accionamiento, son reversibles, autoaspirantes y pueden bombear líquidos de baja y alta viscosidad.

Bombas de Desplazamiento Positivo

Campo de Aplicaciones

•Alimentación y Bebidas, En todo tipo de aplicaciones sanitarias y donde se requiera una suave acción de bombeo.•Farmacéutico, Manejo suave e higiénico de productos con alta precisión en la dosificación.• Química, Manejo de productos químicos agresivos y peligrosos.• Petroquímica, Plantas asfálticas, productos bituminosos fuel, aceites.

Bombas de Desplazamiento Positivo

Reciprocantes o Alternativas

El elemento que proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La característica de funcionamiento es sencilla depende del llenado y vaciado sucesivo de cilindros (cámara) de volumen fijo, para lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de la bomba en donde queda encerrada momentáneamente, para después ser forzada a salir por la tubería de descarga.

Bombas de Desplazamiento Positivo

RotativasSon máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio. 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.

Bombas de Desplazamiento Positivo

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. 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 Dinámicas

Centrifugas Bomba que aprovecha el movimiento de rotación de una rueda con paletas (rodete) insertada en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspirada gracias a la fuerza centrífuga que desarrolla, encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego en el tubo de envío.

Bombas Dinámicas

Bombas CentrifugasCaracterísticas:Son las bombas que más se aplican en la industria. Las razones de estas preferencias son las siguientes:•Son aparatos giratorios.•No tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos.•La impulsión eléctrica del motor que la mueve es bastante sencilla.•Para una operación definida, el gasto es constante y no se requiere dispositivo regulador.•Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.

Además se unen las siguientes ventajas económicas:•El precio de una bomba centrífuga es relativamente menor.•Utilizan menos espacio.•El peso es menor.•El mantenimiento de una bomba centrífuga sólo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras y el número de elementos a cambiar es muy pequeño.

Bombas Dinámicas

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.

Bombas Dinámicas

Impulsor: Gira solidario con el eje de la maquina y consta de un cierto números de alabes que imparten (ceden) energía al fluido en forma de energía cinética y energía de presión.

Caja Espiral (voluta): Transforma también la energía dinámica en energía de presión y recoge además las perdidas mínimas de energía del fluido que sale del rodete conduciéndolo hasta la tubería de salida.

Tubo Difusor Troncocónico: Transforma la energía dinámica en energía de presión.

Elementos constitutivos de una Bomba Centrifuga

Tipos de Impulsor de una Bomba Centrifuga

Cavitación Se da cuando hay un número excesivo de burbujas de gas o de vapor, luego de repetidas implosiones, el material se daña por fatiga, resultando en daños en forma de agujeros.

Fallas en Bombas

Desgaste abrasivose refiere al corte del metal por partículas duras o una superficie áspera. Este tipo de desgaste puede disminuirse removiendo los restos de manufactura antes de iniciar el trabajo Lubricacion de las Bombas Una fuente de fallas en las bombas es la mala lubricación. Muchos componentes en el pistón están en contacto deslizante. Este desgaste por deslizamiento afecta el rendimiento del plato y del eje del pistón. Desgaste en esta superficie puede facilitar las fugas, que aumentarán con fluidos menos viscosos. Este desgaste también impacta en gran medida el rendimiento de la bomba en general.

Fallas en Bombas

Oxidación del fluidoLos fluidos forman ácidos debido a la oxidación. Esto es acelerado por la operación extendida a altas temperaturas

Sobre-presurizaciónUna bomba no debe ser sometida a presiones de operación más altas que esas para las que ha sido diseñada. Tambien se puede causar por fallas de componentes

Fallas en Bombas

Fallas en Bombas Desgaste adhesivoOcurre cuando las asperezas de la superficie se someten a contacto deslizante bajo una carga. Si suficiente calor es generado, se darán microsoldaduras en la superficie

Desgaste por erosiónPartículas de líquido o impregnación de gotas de líquido en la superficie causan el desgaste por erosión.

Desgaste corrosivoEste tipo de daño se relaciona con ataques electroquímicos al metal. Algunas causas comunes de corrosión son la condensación del agua en la humedad del ambiente, vapores corrosivos en la atmósfera, procesamiento de químicos corrosivos como lo son los refrigerantes y limpiadores, presencia de ácidos de descomposición o exposición a metales activos, etc.

Fallas en Bombas

Desgaste por fatigaLa fatiga es favorecida por áreas de contacto pequeñas, cargas altas y flexión repetida bajo ciclos o deslizamientos recíprocos. Si el esfuerzo aplicado es mayor al esfuerzo de fluencia del material, el proceso es acompañado de calor por fricción y flujo plástico del material. Cambios estructurales también se observan en el material.

Fallas en Bombas

¿Cómo Seleccionar una Bomba?

Las bombas deben seleccionarse según el concepto del

trabajo a realizar:

Presión máxima de trabajo.

Caudal máximo de trabajo.

Rendimiento de la bomba.

Fácil mantenimiento.

Energía requerida en la fase de arranque.