Bombas Centrifugas

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BOMBAS CENTRIFUGAS CAPACITACION EN BOMBAS MV JUNIO 2011

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BOMBAS CENTRIFUGAS

CAPACITACION EN BOMBAS

MV

JUNIO 2011

Page 2: Bombas Centrifugas

TEMARIO

1. PARTES DE LA BOMBA CENTRIFUGA

2. CABEZA DE SUCCIÓN

3. NPSH

4. CABEZA ESTATICA DE DESCARGA

5. VELOCIDAD ESPECIFICA

6. VELOCIDAD ESPECIFICA DE SUCCION

7. EFICIENCIA Y POTENCIA AL FRENO

8. CURVAS CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS

9. PRINCIPIO DE SIMILITUD- LEYES DE AFINIDAD

10. INCREMENTO DE LA TEMPERATURA DEL FLUIDO

11. CASOS DE ESTUDIO

Page 3: Bombas Centrifugas

BOMBAS“EQUIPO PARA COMVERTIR LA ENERGIA

MECANICA EXTERNA EN ENERGIA HIDRAULICA

DE UN LIQUIDO, A FIN DE MOVERLO DE UN PUNTO

A OTRO”.

Page 4: Bombas Centrifugas

Propiedades de los

Fluidos

TEMPERATURA

PRESION DE VAPOR

GRAVEDAD ESPECIFICA

VISCOSIDAD

PUNTO DE FLUIDEZ O DE CONGELACION

CONTENIDO DE SOLIDOS

CORROSIVIDAD

Page 5: Bombas Centrifugas

Caja o Carcaza de una

Bomba Centrífuga

SU FUNCION ES CONVERTIR LA CABEZA DE VELOCIDAD

GENERADA POR EL IMPULSOR EN ENERGIA DE PRESION.

ESTO ES POSIBLE MEDIANTE LA REDUCCION DE LA

VELOCIDAD DEL FLUIDO AL AUMENTARSE GRADUALMENTE

EL AREA DE SALIDA.

SIRVE DE FRONTERA A LA PRESION DEL LIQUIDO

BOMBEADO.

Page 6: Bombas Centrifugas

Voluta :

EL IMPULSOR DESCARGA EL LIQUIDO DIRECTAMENTE A UNA CAJA EN

FORMA DE ESPIRAL LLAMADA “VOLUTA”. DICHA CAJA SE EXPANDE

PROGRESIVAMENTE, EN TAL FORMA QUE LA VELOCIDAD DEL LIQUIDO SE

REDUCE EN FORMA GRADUAL.

DE ESTA MANERA, PARTE DE LA ENERGIA DE VELOCIDAD ES CONVERTIDA

EN PRESION ESTATICA. SE LE CONOCE TAMBIEN COMO BOMBA DE

“CARACOL”.

Difusor :

EL IMPULSOR DESCARGA EN UNA SERIE DE DIFUSORES (VENAS)

ESTACIONARIOS QUE RODEAN LA PERIFERIA DEL IMPULSOR, LOS CUALES

CAMBIAN LA DIRECCION DEL FLUJO DEL LIQUIDO Y CONVIERTEN LA

ENERGIA DE VELOCIDAD EN CABEZA DE PRESION.

Page 7: Bombas Centrifugas

Impulsor

ES EL CORAZON DE LA BOMBA, HACE GIRAR LA MASA DEL LIQUIDO CON

LA VELOCIDAD PERIFERICA DE LAS EXTREMIDADES DE LOS ALABES.

DETERMINANDO ASI LA ALTURA DE LA ELEVACION PRODUCIDA O PRESION

DE TRABAJO DE LA BOMBA.

Clasificación de los Impulsores

1. TIPO DE SUCCION : * SENCILLA * DOBLE

2. DIRECCION DEL FLUJO : * RADIAL * AXIAL

* MIXTO

3. CONSTRUCCION MECANICA: * CERRADOS *ABIERTOS

* SEMI-ABIERTOS

4. FORMA DE LOS ALABES : * CURVATURA SIMPLE * TIPO FRANCES

5. VELOCIDAD ESPECIFICA : * BAJA * MEDIA

* ALTA

Page 8: Bombas Centrifugas

CABEZA

ES UN TERMINO EMPLEADO PARA EXPRESAR UNA FORMA DEL

CONTENIDO DE ENERGIA DE UN LIQUIDO, POR UNIDAD DE PESO DEL

LIQUIDO, REFERIDO A UN NIVEL ARBITRARIO

ES LA ENERGIA POR LIBRA DE FLUIDO

ESTE TERMINO ES COMUNMENTE USADO PARA REPRESENTAR LA

ALTURA VERTICAL DE UNA COLUMNA ESTATICA DE FLUIDO,

CORRESPONDIENTE A LA PRESIÓN DEL FLUIDO EN EL PUNTO DE

REFERENCIA

TAMBIEN PUEDE CONSIDERARSE COMO LA CANTIDAD DE TRABAJO

NECESARIO PARA MOVER UN LIQUIDO DESDE SU POSICION ORIGINAL

A UNA POSICION REQUERIDA. EN ESTE CASO, EL TERMINO INCLUYE EL

TRABAJO EXTRA NECESARIO PARA VENCER LA RESISTENCIA A FLUIR

EN LA LINEA

Page 9: Bombas Centrifugas

Ilustraciones sobre algunos Términos de Cabeza

CABEZA COMO “ENERGIA POR LIBRA DE FLUIDO”

Considerando las unidades de: Presión : Lbf/in2 (psi)

Densidad del agua: lbm/ft3

Al convertir la Presión (P) en unidades de pies de líquido bombeado se

tiene :

LBF (A)IN2 1 FT3 (P) x (C) FT - LBF FT - LBF

IN2 FT2 GE (B)LBM GE LMB LMB

Siendo ft-lbf una unidad de energía (lft-lbf = 3.766 x 10-7 KW - H)

CONSTANTE PARA CONVERSION DE PRESION A CABEZA

Usando las correspondientes equivalencias y teniendo en cuenta que

numéricamente 1lbf = 1lbm se obtiene :

LB 144 IN2 1 FT3 P x 2,31 FT

IN2 FT2 GE 62.37 LB GE

Densidad del agua a 600 F = 62.37 lb/ft3

(P) =(H)

P

x x x =

==xx x HFT

Page 10: Bombas Centrifugas

Cabeza de Succión Neta - Hs

ES IGUAL A LA CABEZA ESTATICA DE SUCCION (Hl ) O A LA ALTURA DE

ASPIRACION (- Hl ), MAS LA PRESION ABSOLUTA SOBRE LA SUPERFICIE

DEL LIQUIDO, MENOS LAS PERDIDAS POR FRICCION EN LA LINEA DE

SUCCION A LA CAPACIDAD DE OPERACIÓN (INCLUYE PERDIDAS DE

ENTRADA EN LA TUBERIA, ACCESORIOS Y FILTROS).

FACTORES A CONSIDERAR

1. PRESION ESTATICA ABSOLUTA SOBRE LA SUPERFICIE DEL

LIQUIDO, EXPRESADO EN PIES DEL LIQUIDO BOMBEADO =

(Pl +Pat) x 2,31

GE

2. CABEZA ESTATICA DE SUCCION O ALTURA DE ASPIRACION = Hl

3. PERDIDA POR FRICCION EN LA LINEA DE SUCCION (hfS ) = - Px2,31

GE

+-

Page 11: Bombas Centrifugas

Presión de SucciónNivel de Referencia

LA PRESION DE SUCCION ES CALCULADA Y ESPECIFICADA PARA UN NIVEL DE

REFERENCIA ABITRARIO 2 PIES POR ENCIMA DEL NIVEL DEL PISO.

ESTE VALOR ES TIPICO PARA LA LINEA CENTRAL DEL EJE DE LA MAYORIA DE

LAS BOMBAS. PARA BOMBAS DE GRAN CAPACIDADSE DEBE REVISAR VALOR.

ESTE NIVEL REQUIERE ESPECIAL ATENCION EN LOS SIGUIENTES CASOS :

BOMBAS VERTICALES EN LINEA A INSTALAR EN TUBERIAS ELEVADAS.

BOMBAS VERTICALES PARA POZOS PROFUNDOS O MANEJO DE

CONDENSADOS, QUE ESTAN LOCALIZADOS CON RESPECTO AL NIVEL DE LA

SUPERFICIE DEL AGUA Y NO CON RESPECTO AL PISO.

NIVEL EN VASIJAS PARA DETERMINAR NPSHD

TAMBORES : MINIMO NIVEL DE OPERACIÓN.

VASIJAS VERTICALES : LINEA TANGENTE.

Page 12: Bombas Centrifugas

PRESION DE SUCCION

SUB-ATMOSFERICA

EXCEPTO PARA BOMBAS QUE SUCCIONAN DE

EQUIPOS QUE OPERAN AL VACIO, LA PRESION DE

SUCCION NO DEBE ESPECIFICARSE PARA PRESIONES

MUY BAJAS. EL MINIMO VALOR RECOMENDADO ES 12

PSIA.

Page 13: Bombas Centrifugas

Máxima Presión de Succión

ESTE VALOR SE OBTIENE SUMANDO :

a - PRESION DE AJUSTE DE LA VALVULA DE SEGURIDAD DE LA

VASIJA DE LA CUAL ESTA SUCCIONANDO LA BOMBA.

b - LA CAIDA DE PRESION DESDE LA VALVULA DE SEGURIDAD

HASTA EL PUNTO DONDE EL LIQUIDO ES MANTENIDO.

c - CABEZA ESTATICA DEL LIQUIDO, TOMANDO EL MAXIMO

NIVEL DE LA VASIJA DE DONDE SUCCIONA LA BOMBA.

NOTA : Las pérdidas por fricción en la succión no se tienen en

cuenta porque la máxima condición de succión ocurre

cuando el flujo a través de la bomba es cero, causado por

un bloqueo aguas abajo.

Page 14: Bombas Centrifugas

NPSH Disponible = Cabeza Neta

Positiva de Succión

ES DEFINIDO COMO EL MARGEN ENTRE LA PRESION EXISTENTE EN LA BRIDA

DE SUCCION DE LA BOMBA Y LA PRESION DE VAPOR DEL LIQUIDO A LA

TEMPERATURA DE BOMBEO, CONVERTIDA A CABEZA DE LIQUIDO BOMBEADO.

ES LA PRESION ABSOLUTA POR ENCIMA DE LA PRESION DE VAPOR DEL

FLUIDO BOMBEADO, DISPONIBLE EN LA BRIDA DE SUCCION DE LA BOMBA

PARA MOVER Y ACELERAR AL FLUIDO PARA QUE ENTRE AL IMPULSOR.

EL NPHSD ES FUNCION DE LAS CONDICIONES EXISTENTES EN EL SISTEMA

DEL LIQUIDO BOMBEADO Y DE LOS CAMBIOS DE PRESION Y TEMPERATURA A

LO LARGO DE LA LINEA DE SUCCION.

EL NPSHD ES FUNCION DE LA GEOMETRIA DEL SISTEMA, LA RATA DE FLUJO Y

LAS CONDICIONES DEL LIQUIDO QUE SE TENDRAN DURANTE LA OPERACIÓN

DE LA BOMBA.

Page 15: Bombas Centrifugas

Determinación del NPSH Disponible

PARA DETERMINAR EL NPSHD ES CONVENIENTE SEGUIR LOS SIGUIENTES PASOS :

1. HACER UN PROGRAMA DETALLADO (ISOMETRICO) DEL SISTEMA DE SUCCION

INCLUYENDO LAS CARACTERISTICAS DEL SISTEMA, A SABER : DIAMETRO DE TUBERIA

ACCESORIOS, FILTROS Y ELEVACIONES.

2. DETERMINE LA PRESION ESTATICA ABSOLUTA SOBRE LA SUPERFICIE DEL LIQUIDO,

EXPRESADA EN PIES DEL LIQUIDO : (Pt + PAT) 2,31

ge

3. DETERMINE CORRECTAMENTE LA PRESION DE VAPOR DEL LIQUIDO A LA TEMPERATURA

DE BOMBEO, EXPRESADA EN PIES DEL LIQUIDO : PV x 2,31

ge

4. DETERMINE LA CABEZA ESTATICA DE SUCCION O ALTURA DE ASPIRACION

ESTATICA : Hl

5. CALCULE LAS PERDIDAS DE PRESION POR FRICCION EN LA LINEA DE SUCCION (TUBERIA,

ACCESORIOS, FILTROS) EXPRESADA EN PIES DEL LIQUIDO : -hfs

NPSHD = (Pl + PAT) 2,31 Hl - hfS - PV x 2,31

ge ge

NPSHD = (Pl + PAT - PV) x 2,31 Hl - hfS Pl = PRESION MANOMETRICA SOBRE SUPERFICIE

ge DEL LIQUIDO.

PAT = PRESION ATMOSFERICA.

PV = PRESION DE VAPOR.

hfs = PERDIDAS DE PRESION EN LINEA SUCCION

(FRICCION, ACCESORIOS, FILTROS, ETC.).

ge = GRAVEDAD ESPECIFICA A CONDICIONES DE BOMBEO

+-

+-

+-

Page 16: Bombas Centrifugas

NPSH Requerido

ES UNA CARACTERISITICA INDIVIDUAL DE CADA BOMBA Y ES

DETERMINADO EXPERIMENTALMENTE POR EL FABRICANTE.

REPRESENTA LA CABEZA REQUERIDA POR EL LIQUIDO PARA

FLUIR SIN VAPORIZARSE DESDE LA BRIDA DE ENTRADA DE LA

BOMBA HASTA UN PUNTO DENTRO DEL OJO DEL IMPULSOR,

DONDE LOS ALABES COMIENZAN A IMPARTIR ENERGIA AL

LIQUIDO.

ES FUNCION DEL DISEÑO DEL IMPULSOR, DE LA CARCAZA Y DE

LA VELOCIDAD.

NPSHD > NPSHR

Page 17: Bombas Centrifugas
Page 18: Bombas Centrifugas

Influencia de las Características del

Líquido sobre NPSHR

LAS BOMBAS QUE MANEJAN LIQUIDOS PUROS TIENEN ALTO NPSHR,

DEBIDO A QUE TODO EL LIQUIDO TIENDE A VAPORIZARSE A UNA MISMA

CONDICION DE PRESION Y TEMPERATURA. (UN SOLO PUNTO DE

EBULLICION).

PARA MANEJO DE HIDROCARBUROS (CORRIENTES TIPICAS DE REFINERIA)

SE REQUIERE MENOR NPSH QUE PARA LOS LIQUIDOS PUROS, PORQUE

SOLO UNA PARTE DE LA CORRIENTE SE VAPORIZA INICIALMENTE.

EL NPSHR PARA HIDROCARBUROS TIENDE A SER MAS BAJO QUE PARA EL

AGUA FRIA Y MAS BAJO QUE PARA AGUA A LA MISMA TEMPERATURA.

PARA HIDROCARBUROS, EL NPSHR TIENDE A DISMINUIR :

* CON EL INCREMENTO DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA (A TEMPERATURA DE BOMBEO)

* CON EL INCREMENTO DE LA PRESION DE VAPOR

* CON EL AUMENTO DE LA COMPOSICION DE LA MEZCLA.

LAS BOMBAS PUEDEN SELECCIONARSE CON BASE EN EL NPSHR OBTENIDO

MEDIANTE UNA PRUEBA CON AGUA, SIN USAR FACTORES DE CORRECION.

Page 19: Bombas Centrifugas

Bombas con Bajo Requerimiento de NPSH - NPSHR

VENTAJAS :

PERMITE REDUCIR LA ELEVACCION DE LA

VASIJA DE SUCCION, CON LOS

CORRESPONDIENTES AHORROS ECONOMICOS.

PERMITE EL USO DE UNA SOLA BOMBA EN

SERVICIOS DE ALTOS FLUJOS, LO CUAL

GENERALMENTE MINIMIZA EL COSTO TOTAL DEL

SISTEMA DE BOMBEO.

LOS EFECTOS DE LA CAVITACION TIENDEN A

SER MODERADOS CON RELACION A LAS

BOMBAS DE ALTO NPSHR.

IMPLICA TAMAÑOS DE BOMBA MAS PEQUEÑOS Y

MENOR POTENCIA (BHP) QUE CON BOMBAS DE

ALTO NPSHR, LO CUAL SE TRADUCE EN AHORRO

DE ENERGIA Y COSTOS DE INVERSION.

DESVENTAJAS :

LA CURVA DE CABEZA - CAPACIDAD CAE CON

MAYOR PENDIENTE, POR LO CUAL REQUIERE

ESPECIALES CONTROLES.

LA EFICIENCIA TIENDE A SER OPTIMA PARA

FLUJO NORMAL PERO BAJA PARA FLUJOS

DIFERENTES.

BOMBAS VERTICALES TIENDEN A TENER ALTOS

REQUERIMIENTOS DE MANTENIMIENTO DEBIDO

A LOS MULTIPLES JUEGOS DE PARTES

RODANTES.

HAY LIMITACION EN PROVEEDORES Y MODELOS,

DADO QUE REQUIEREN ESFUERZOS EXTRAS EN

LA INGENIERIA.

ES ACONSEJABLE HACER PRUEBAS DE

DESEMPEÑO PARA VERIFICAR LOS

OFRECIMIENTOS DEL PROVEEDOR.

IMPLICA ALTAS VELOCIDADES ESPECIFICAS DE

SUCCION CON SUS CORRESPONDIENTES

PROBLEMAS.

Page 20: Bombas Centrifugas

Cabeza Estática de Descarga - H2 -

ES LA DISTANCIA VERTICAL DESDE EL NIVEL DE LIQUIDO EN LA VASIJA DE

DESCARGA O EL PUNTO DONDE SE ENTREGA EL LIQUIDO (PUNTO DE

DESCARGA LIBRE), HASTA LA LINEA DEL EJE DE LA BOMBA, EXPRESDA EN

PIES.

H2 H2 H2

H2

- H2

Page 21: Bombas Centrifugas

Cabeza de Descarga Neta - HD -

ES LA CABEZA MEDIDA EN LA BRIDA DE DESCARGA.

ESTA CONSTITUIDA POR LOS SIGUIENTES FACTORES :

PRESION ESTATICA ABSOLUTA DE LA VASIJA O SISTEMAA DONDE

SE ENTREGA EL LIQUIDO.

CABEZA ESTATICA DE DESCARGA.

PERDIDAS DE PRESION POR FRICCION EN TUBERIAS Y ACCESORIOS

CAIDA DE PRESION EN : ORIFICIOS DE MEDICION, VALVULAS DE

CONTROL, HORNOS, INTERCAMBIADORES DE CALOR, BOQUILLAS DE

DISTRIBUCION, MEZCLADORES, ETC.

Page 22: Bombas Centrifugas

Cabeza de Descarga Neta - HD -

1. HACER DIAGRAMA DETALLADO (ISOMETRICO) DEL SISTEMA DE DESGARGA,

INCLUYENDO TODAS LAS CARACTERISTICAS DEL SISTEMA : DIAMETRO

TUBERIA, ACCESORIOS, PLATINAS DE ORIFICIO U OTROS SISTEMAS DE

MEDICION, VALVULAS DE CONTROL, EQUIPOS (HORNOS,

INTERCAMBIADORES, FILTROS, MEZCLADORES, BOQUILLAS DE

DISTRIBUCION), ELEVACIONES, ETC.

2. DETERMINE LA PRESION ESTATICA ABSOLUTA DE LA VASIJA O SISTEMA

DONDE LE ENTREGA EL LIQUIDO, EXPRESADO EN PIES DE LIQUIDO :

(P2 + PAT) 2,31

ge

3. DETERMINE LA CABEZA ESTATICA DE DESCARGA, EN PIES : H2 (PUEDE SER

NEGATIVA).

4. DETERMINE TODAS LAS PERDIDAS DE PRESION EN LA DESCARGA : FRICCION

EN TUBERIAS Y ACCESORIOS, P EN OROFICIOS, P EN EQUIPOS (HORNOS,

MEZCLADORES, BOQUILLAS, INTERCAMBIADORES).

P EN VALVULAS DE CONTROL : EXPRESADAS EN PIES DE LIQUIDO :

hfD ( Px2,31)

ge

Page 23: Bombas Centrifugas

Presión de Descarga

LA PRESION DE DESCARGA ES LA SUMA DE LOS REQUERIMIENTOS DE

PRESION DE TRES TIPOS DIFERENTES :

1. ESTATICA - Independiente de la Rata de Flujo

PRESION DE OPERACIÓN DE LA VASIJA EN LA CUAL LA BOMBA ESTA

DESCARGANDO EL FLUIDO.

PRESION ATMOSFERICA, SI LA BOMBA ENTREGA A UN TANQUE O VASIJA QUE

OPERA A PRESION ATMOSFERICA.

PRESION DEL SISTEMA AL CUAL LA BOMBA ESTA DESCARGANDO.

LA DIFERENCIA DE ELEVACION ENTRE EL EJE DE LA BOMBA Y EL MAXIMO

NIVEL DEL LIQUIDO DE LA VASIJA DONDE DESCARGA LA BOMBA.

LA DIFERENCIA DE ELEVACION ENTRE EL EJE DE LA BOMBA Y EL SISTEMA AL

CUAL DESCARGA LA BOMBA.

Page 24: Bombas Centrifugas

2. CINETICA - Depende de la Rata de Flujo

CAIDA DE PRESION A TRAVES DE:

EQUIPOS DE PROCESO EN EL CIRCUITO DE DESCARGA (INTERCAMBIADORES

REACTORES, HORNOS, FILTROS, TORRES, TAMBORES, ETC.).

BOQUILLAS DE INYECCION. ALTO P PARA ATOMIZACION/SUJETAS A

ENSUCIAMINETO.

ORIFICIOS PARA MEDIR EL FLUJO.

TUBERIA Y ACCESORIOS (REDUCCIONES, CODOS, BRIDAS, BIFURCACIONES,

EXPANSIONES, VALVULAS DE COMPUERTA, GLOBO Y CHEQUE).

3. SISTEMAS DE CONTROL - Depende de la

Rata de Flujo

VALVULAS DE CONTROL

PARA TODOS LOS FACTORES QUE DEPENDEN DE LA RATA DE FLUJO, ES

NECESARIO CALCULAR LA CAIDA DE PRESION PARA LA MAXIMA RATA DE

FLUJO DESEADA.

P max. = P normal Rata Max.

Rata Normal

2

Page 25: Bombas Centrifugas

HD = (P2 + PAT ) x 2,31 + H2 + hfD

ge

P2 = PRESION MANOMETRICA DE LA VASIJA O SISTEMA

DONDE LE ENTREGA EL LIQUIDO.

PAT = PRESION ATMOSFERICA.

H2 = CABEZA ESTATICA, EN PIES.

ge = GRAVEDAD ESPECIFICA A CONDICIONES DE

BOMBEO.

hfD = PERDIDAS DE PRESION EN LINEA DE DESCARGA,

EN PIES.

Page 26: Bombas Centrifugas

Presión de Descarga

- PD -

ES LA CABEZA DE DESCARGA NETA, EXPRESADA COMO

PRESION.

HD x g.e

2,31PD = psia

Page 27: Bombas Centrifugas

Máxima Presión de Descarga

ESTA PRESION ES USADA PARA DETERMINAR LA PRESION DE DISEÑO DE LA

BOMBA Y ES IGUAL A LA SUMA DE :

MAXIMA PRESION DE SUCCION

MAXIMA PRESION DIFERENCIAL

LA MAXIMA PRESION DIFERENCIAL NORMALMENTE SE PRESENTA CUANDO EL

FLUJO ES CERO ( PUNTO DE CIERRE, SHUT OFF) SE ASUME 120% DE LA

PRESION DIFERENCIAL NOMINAL, BASADA EN LA MAXIMA GRAVEDAD

ESPECIFICA ANTICIPADA.

SI LA MAXIMA PRESION DIFERENCIAL ES MAYOR QUE EL 120% DE LA PRESION

DIFERENCIAL NOMINAL, LA MAXIMA PRESION DE DESCARGA Y LA PRESION DE

DISEÑO DEBEN INCREMENTARSE EN CONFORMIDAD.

SI LA GRAVEDAD ESPECIFICA ESTA SUJETA AL CAMBIO, LA MAXIMA

GRAVEDAD ESPECIFICA ANTICIPADA DEBE USARSE PARA CALCULAR LA

PRESION DIFERENCIAL, EN EL PUNTO DE CIERRE.

Page 28: Bombas Centrifugas

Cabeza Estática Total HET.

EN UN SISTEMA DADO, ES LA DIFERENCIA EN ELEVACION ENTRE EL NIVEL DEL

LIQUIDO EN LA DESCARGA Y EL NIVEL DEL LIQUIDO EN LA SUCCION.

H2

CABEZA

ESTATICA

DE

DESCARGA

HET

CABEZA

ESTATICA

TOTAL

Hl

CABEZA

ESTATICA

DE SUCCION

P

P

H2

CABEZA

ESTATICA DE

DESCARGA

HET

CABEZA

ESTATICA

TOTAL

Hl

CABEZA

ESTATICA

DE SUCCION

P

- Hl

CABEZA

ESTATICA

DE SUCCION

+ H2

CABEZA

ESTATICA DE

DESCARGA

HET

CABEZA

ESTATICA

TOTAL

Page 29: Bombas Centrifugas

Cabeza Total - H -

LA CABEZA TOTAL - H - ES LA ENERGIA IMPARTIDA AL LIQUIDO

POR LA BOMBA, ES DECIR, LA DIFERENCIA ENTRE LA CABEZA

DE DESCARGA Y LA CABEZA DE SUCCION.

ES INDEPENDIENTE DEL LIQUIDO BOMBEADO Y ES, POR LO

TANTO, LA MISMA PARA CUALQUIER FLUIDO QUE PASE A

TRAVES DE LA BOMBA.

SE EXPRESA EN PIES DEL LIQUIDO BOMBEADO.

H = HD - HS = D” x RPM 2

1839

Page 30: Bombas Centrifugas

Cabeza Total - H -

H2

P2

Hl

PlH

HS = (Pl + PAT) x 2,31 x Hl - hfs HD = (P2 + PAT) x 2,31 + H2 + hfD

g.e g.e

H = HD - HS

H = (P2 + PAT) x 2,31 + H2 + hfD - (Pl + PAT) x 2,31 + Hl - hfS

g.e

H =(P2 - Pl ) x 2,31 + HET + hfD + hfS

g.e

hfD = INCLUYE DE PRESION EN :

TUBERIA, ACCESORIOS, ORIFICIOS DE MEDICION, VALVULAS DE CONTROL,

INTERCAMBIADORES = v F BOQUILLAS DE DISTRIBUCION

Page 31: Bombas Centrifugas

Presión de Diseño

LA PRESION DE DISEÑO ES CALCULADA

SUMANDO LA MAXIMA PRESION DE SUCCION

Y LA MAXIMA PRESION DIFERENCIAL, ESTA

ULTIMA ES DEFINIDA COMO EL 120% DE LA

PRESION DIFERENCIAL.

Page 32: Bombas Centrifugas

Temperatura de Diseño

LA TEMPERATURA DE DISEÑO ES NORMALMENTE

ESPECIFICADA 50°F POR ENCIMA DE LA TEMPERATURA NORMAL

DE BOMBEO.

PARA BOMBAS QUE OPERAN POR DEBAJO DE 60°F

(SISTEMAS CRIOGENICOS) ES NECESARIO ESPECIFICAR UNA

MINIMA TEMPERATURA DE DISEÑO CON BASE EN LAS

CARACTERISTICAS DE CADA SISTEMA EN PARTICULAR

Page 33: Bombas Centrifugas

Velocidad Especifica

ES UN INDICE DE DISEÑO HIDRULICO, APLICABLE A LAS BOMBAS

CENTRIFUGAS, QUE INVOLUCRA LA VELOCIDAD DE ROTACION, LA Q Y

H EN EL PUNTO DE MEJOR EFICIENCIA (PME).

n Q

H3/4

ESTE INDICE ES INDEFINIDO COMO LA VELOCIDAD A LA CUAL UN

IMPULSOR, GEOMETRICAMENTE SIMILAR AL CONSIDERADO Y

REDUCIDO PROPORCIONALMENTE EN TAMAÑO, TENDRIA QUE

GIRAR PARA ENTREGAR UN GMP CONTRA UNA CABEZA TOTAL DE

UN PIE. PUEDE FLUCTUAR ENTRE 400 Y 20.000.

NS =

n = Velocidad de rotación en RPM.

Q = Capacidad en GPM.

H = Cabeza total en pies

Page 34: Bombas Centrifugas
Page 35: Bombas Centrifugas

Velocidad especifica de Succión

ES UN INDICE DE DISEÑO HIDRAULICO. ES ESENCIALMENTE UN INDICE

DESCRIPTIVO DE LAS CARACTERISTICAS DE LA SUCCION DE UN

IMPULSOR, AYUDA A DESCRIBIR LAS CONDICIONES HIDRODINAMICAS

EXISTENTES EN EL OJO DEL IMPULSOR.

n = Velocidad de rotación en RPM.

n Q Q = Capacidad en GMP.

(NPSHR)3/4 Impulsores con doble succión utilizar Q/2.

NPSHR = NPSH requerido

SE DEFINE EL PUNTO DE MEJOR EFICIENCIA DE LA BOMBA, QUE

USUALMENTE SE PRESENTA CON EL IMPULSOR DE DIAMETRO

MAXIMO.

DE ACUERDO CON LA EXPERIENCIA, UNA BOMBA CON S MENOR DE

11000, EXPERIMENTARA MENOS PROBLEMAS DE SUCCION Y FALLAS

MECANICAS.

S =

Page 36: Bombas Centrifugas

Relaciones Matemáticas de Cabeza, Capacidad,

Eficiencia y de Potencia al Freno

EL TRABAJO UTIL HECHO POR UNA BOMBA ES IGUAL AL PESO DEL LIQUIDO

BOMBEADO EN UN PERIODO DE TIEMPO, MULTIPLICADO POR LA CABEZA

DESARROLLADA POR LA BOMBA Y SE EXPRESA GENERALMENTE EN TERMINOS

DE CABALLOS DE FUERZA (HP), LLAMADOS CABALLO DE FUERZA DE AGUA.

(WATER HORSE POWER).

Q x H x g.e

3960

LA FUERZA REQUERIDA PARA MOVER LA BOMBA GENERALMENTE SE DETERMINA

EN CABALLO DE FUERZA Y SE LLAMA ENERGIA RECIBIDA POR LA BOMBA, SE

EXPRESA EN BHP.

Q x H x g.e Q = Capacidad de la bomba a las condiciones de

3960 x e bombeo, GMP.

H = Cabeza diferencial, pies.

P = Presión diferencial, psi.

Q x P e = Eficiencia de la bomba, expresada como un decimal

1715 x e g.e = Gravedad específica a las condiciones de bombeo

LPH y BHP están dados en HP (Horse Power)

WHP o LHO =

BHP =

BHP =

Page 37: Bombas Centrifugas

Curvas Características de Bombas

LA CABEZA TOTAL DESARROLLADA POR LA BOMBA, LA POTENCIA REQUERIDA

PARA MOVERLA Y L A EFICIENCIA RESULTANTE VARIAN CON LA CAPACIDAD.

LAS INTERRELACIONES DE CAPACIDAD, CABEZA, POTENCIA Y EFICIENCIA SE

DENOMINAN CARACTERISTICAS DE LA BOMBA.

140

BHP

Cab

eza

en

pie

s

120

100

80

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

20

10

0

Efi

cie

nc

ia %

BH

P

0 100 200 300 400 500 600 700 800

20

15

10

5

0

NP

SH

CAPACIDAD EN GPM

Page 38: Bombas Centrifugas

Curva de la Presión de un Sistema

PRESION DE DESCARGA

P EN VALVULA DE CONTROL

PRESION AGUAS ABAJO DE LA

VALVULA

CURVA DEL SISTEMA

CABEZA ESTATICA

VALVULA TOTALMENTE

ABIERTA

MAXIMA RATA DE FLUJO

RATA DE FLUJO DE OPERACION

PERDIDAS

POR

FRICCION

Q . GPM

PR

ES

ION

Page 39: Bombas Centrifugas

BOMBAS EN PARALELO

SE UTILIZAN PARA INCREMENTAR LA CAPACIDAD DE UN

SISTEMA.

TODAS OPERARAN A LA MISMA PRESIÓN DE DESCARGA.

LA CURVA CARACTERISTICA SE OBTIENE SUMANDO LAS

CAPACIDADES PARA UNA MISMA CABEZ

LAS BOMBAS PUEDEN SER DE DIFERENTE CAPACIDAD

Page 40: Bombas Centrifugas

BOMBAS EN PARALELO

RAZONES PARA SU USO

1. AUMENTAR LA CAPACIDAD DE UN SISTEMA

2. SISTEMAS QUE REQUIERAN ALTA CONFIABILIDAD

3. LA CAPACIDAD DEL SISTEMA EXCEDE LA CAPACIDAD DE

CUALQUIER BOMBA

4. LA DISPONIBILIDAD DE ENERGÍA EXCEDE EL SUMINISTRO

DISPONIBLE DE UN ACCIONADOR

5. POR AHORROS DE INVERSIÓN

6. PARA SATISFACER REQUERIMIENTOS DE FLUJO POR

ENCIAMA DE LO NORMAL

Page 41: Bombas Centrifugas

BOMBAS EN SERIE

RAZONES PARA SU USO

1. COMO BOMBA REFORZADORA PARA PRESIONAR LA SUCCION

DE LA BOMBA DE ALTA PRESIÓN

2. EL REQUERIMIENTO DE CABEZA EXCEDE LA CAPACIDAD DE

UNA SOLA BOMBA Y LA RATA DE FLUJO SOBREPASA EL

RANGO ECONÓMICO DE UNA BOMBA RECIPROCANTE

3. EN SERVICIOS EROSIVOS ( SLURRY ) SE PREFIERE A LA

MULTIETAPA

4. SISTEMA DE OPERACIÓN DUAL A ALTA Y BAJA PRESIÓN

5. LA CARGA A LA PLANTA SE TRANSFIERE DE DESDE UN AREA

DE ALMACENAMIENTO REMOTA

Page 42: Bombas Centrifugas

Principio de SimilitudLA TEORIA DE LA SIMILITUD DINAMICA PERMITE DESCRIBIR EL FUNCIONAMIENTO DE

DOS ESTRUCTURAS O APARATOS HIDRAULICOS SIMILARES, BASADOS EN LAS

MEDIDAS TOMADAS A UNO DE ELLOS.

ES EL FUNDAMENTO DE LAS INVESTIGACIONES POR MEDIO DE MODELAJE Y DE LA

POSIBILIDAD DE PREDECIR EL COMPORTAMINETO DE MAQUINARIA HIDRAULICA CON

BASE EN LAS CARACTERISTICAS DE UN MODELO REDUCIDO CON LA MISMA

GEOMETRIA.

EL PRINCIPIO DE SIMILITUD DINAMICA EXPRESA QUE DOS BOMBAS

GEOMETRICAMENTE SIMILARES, TENDRAN CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO

SIMILARES.

DE LA EXPERIENCIA OBTENIDA CON EL AGUA SE PUEDE PREDECIR EL

COMPORTAMIENTO DE LA MAQUINA AL TRABAJAR CON OTROS LIQUIDOS.

ESTAS LEYES NOS PERMITEN PREDECIR EL COMPORTAMIENTO DE UNA BOMBA

CENTRIFUGA QUE OPERA AUNA VELOCIDAD DIFERENTE A AQUELLA PARA LA CUAL

SE CONOCEN SUS CARACTERISTICAS.

Page 43: Bombas Centrifugas

Cambio de Diámetro del Impulsor

SI SE RECORTA EL DIAMETYRO DELIMPULSOR, SE ENCUENTRA QUE A LA MISMA

VELOCIDAD LAS CARACTERISTICAS DE LA BOMBA TENDRAN UNA RELACION

DEFINIDA CON SUS CARACTERISTICAS ORIGINALES, ASI :

LA CAPACIDAD VARIA DIRECTAMENTE CON EL DIAMETRO DEL IMPULSOR.

Q2 d2 d2

Q1 d1 d1

LA CABEZA VARIA COMO EL CUADRADO DEL DIAMETRO DEL IMPULSOR

H2 d2 d2

H1 d1 d1

EL BHP VARIACOMO EL CUBO DEL DIAMETRO DEL IMPULSOR

(BHP)2 d2 d2 d2 Q2 H2 (BHP)2

(BHP)1 d1 d1 d1 Q1 H1 (BHP)1

Q2 = Q1=

H2 = H1=

2 2

(BHP)2 = (BHP)1=

3 3

= = =3

Page 44: Bombas Centrifugas

Cambio de Velocidad

CUANDO SE CAMBIA LA VELOCIDAD SE TIENE :

LA CAPACIDAD PARA UN PUNTO DADOEN LAS CARACTERISTICAS DE LA BOMBA

VARIA DIRECTAMENTE CON LA VELOCIDAD.

Q2 n2 n2

Q1 n1 n1

LA CABEZA VARIA CON EL CUADRADO DELA VELOCIDAD

H2 n2 n2

H1 n1 n1

EL BHP VARIACOMO EL CUBO DE LA VELOCIDAD

(BHP)2 n2 n2 Q2 n2 H2 (BHP)2

(BHP)1 n1 n1 Q1 n1 H1 (BHP)1

NOTA : El subindice 2 indica la nueva condición buscada y el subindice 1 indica la

condición para la cual todas las características son conocidas.

Q2 = Q1=

H2 = H1=

2 2

(BHP)2 = (BHP)1=

3 3

= = =3

Page 45: Bombas Centrifugas

Notas : LAS RELACIONES PARA UN CAMBIO DE VELOCIDAD SE

PUEDEN USAR CON SEGURIDAD PARA CAMBIOS MODERADOS DE

VELOCIDAD. PARA CAMBIOS GRANDES DE VELOCIDAD

(INCREMENTAR) PUEDEN NO SER PRECISOS.

UN IMPULSOR PUEDE RECORTARSE UN 20% DE SU TAMAÑO

ORIGINAL SIN EFECTOS AVERSOS. RECORTANDOLO A MENOS DEL

80% POR LO GENERAL RESULTARA EN UNA EFICIENCIA MAS BAJA.

ESTE LIMITE DEL 20% ES APROXIMADO, PUESTO QUE CIERTOS

DISEÑOS DE IMPULSORES PUEDEN RECORTARSE MAS DE ESTE

PORCENTAJE, MIENTRAS QUE OTROS NO SE PUEDEN RECORTAR

MAS DE UN PEQQUEÑO PORCENTAJE SIN EFECTOS ADVERSOS.

Page 46: Bombas Centrifugas

Elevación de la Temperatura del Líquido

Bombeado

A CAPACIDADES REDUCIDAS LAS BOMBAS CENTRIFUGAS SE SOBRECALIENTAN

ELEVANDO LA TEMPERATURA DEL FLUIDO BOMBEADO, HASTA ALCANZAR SU

VAPORIZACION EN CIERTOS CASOS.

LA DIFERENCIA ENTRE LOS CABALLOS DE FUERZA CONSUMIDOS (BHP) Y LOS CABALLOS

DE FUERZA HIDRAULICOS (WHP) DESARROLLADOS REPRESENTA LAS PERDIDAS DE

ENERGIA DENTRO DELA PROPIA BOMBA, EXCEPTO UNA PEQUEÑA CANTIDAD QUE SE

PIERDE EN LOS COJINETES.

EL CALOR DISIPADO POR RADIACION Y CONVECCION A TRAVES DE LA CARCAZA DE LA

BOMBA S ECONSIDERA DESPRECIABLE. ESTAS PERDIDAS DE ENERGIA SE CONVIERTEN

EN CALOR, EL CUAL ES TRANSFERIDO AL LIQUIDO QUE PASA POR LA BOMBA.

LA CURVA DE ELEVACION DE TEMPERATURA SE CALCULA ASI :

(l - e) H T = Aumento de temperatura en oF

778 e e = Eficiencia expresada como decimal

H = Cabeza total, correspondiente a la eficiencia

(l - e) H considerada.

778 x e x Cp Cp = Calor específico del fluido, BTU

lboF

T =

T =

(AGUA Cp = 1.0

Cp # 1

Page 47: Bombas Centrifugas

Efecto de la Viscosidad

CUANDO UNA BOMBA CENTRIFUGA MANEJA LIQUIDOS

VISCOSOS, EL BHP SE INCREMENTA, LA CABEZA Y CAPACIDAD

SE REDUCEN, COMPARADOS CON EL RENDIMIENTO CUANDO SE

MANEJA AGUA.

EL EFECTO DE LA VISCOSIDAD ES SIGNIFICATIVO CUANDO LA

VISCOSIDAD ES MAYOR DE 10 CENTIESTOKES.

Page 48: Bombas Centrifugas

Efecto de la Viscosidad

ECUACIONES

Q VIS = CQ X QW

H VIS = CH X HW

C VIS = CN X CW

Page 49: Bombas Centrifugas

Efecto de la Viscosidad

PROCEDIMIENTO

1. LOCALIZAR EL BEP Y LEER EL CAUDAL ( Qnw )

2. CALCULAR: 0.6xQnw, 0.8xQnw, 1.2xQnw

3. LEER DE LA CURVA LOS VALORES CORRESPONDIENTES DE

CABEZA Y EFICIENCIA PARA LOS ANTERIORES CAUDALES

4. HALLAR DE LA CURVA DE VISCOSIDAD CN, CQ, CH

5. CON LO ANTERIOR CALCULAR LOS FLUJOS, CABEZA Y

EFICIENCIA CON LAS ANTERIORES FORMULAS.

Page 50: Bombas Centrifugas

Efecto de la Viscosidad

LIMITACIONES EN EL USO DE LAS GRAFICAS

1. NO SE DEBE EXTRAPOLAR

2. USAR PARA BOMBAS DE DISEÑO HIDRAULICO

CONVECCIONAL

3. USAR CON LIQUIDOS NEWONIANOS

4. USAR DONDE EXISTE UN ADECUADO NPSHD PARA EVITAR

CAVITACIÓN.

Page 51: Bombas Centrifugas
Page 52: Bombas Centrifugas

PROCEDIMIENTO PARA

ESPECIFICAR Y DISEÑAR SERVICIOS

DE BOMBEO

1. DETERMINAR EL FLUJO REQUERIDO ( FLLUJO MAXIMO ).

2. PROPIEDADES DEL FLUIDO: S.G., TEMP., VISCOSIDAD,

PRESION DE VAPOR, SÓLIDOS, COMP. CORROSIVOS.

3. CONDICIONES DE SUCCIÓN DISPONIBLES: PRESIÓN MÁX. Y

NORMAL, NPSH DISPONIBLE.

4. PRESIÓN NORMAL REQUERIDA PARA LA DESCARGA.

5. DIFERENCIAL DE PRESIÓN, CABEZA NETA.

6. PRESIÓN Y TEMP. DE DISEÑO.

7. SELECCIONAR EL TIPO DE BOMBA Y DE ACCIONADOR.

8. SELECCIONAR LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.

Page 53: Bombas Centrifugas

FALLAS EN LAS BOMBAS

CAUSAS DE FALLA

• ERROR EN EL DISEÑO

• DEFECTO DE LOS MATERIALES

• ERROR EN LA FABRICACIÓN

• DEFECTOS DE ENSAMBLAJE E INSTALACIÓN 25%

• DEFICIENCIAS DE MANTENIMIENTO 30%

• CONDICIONES DE OPERACIÓN DIF. AL DISEÑO 15%

• OPERACIÓN INAPROPIADA 12%

Page 54: Bombas Centrifugas

FALLAS EN LAS BOMBAS

ELEMENTOS DEL DIAGNOSTICO

• CURVA DE LA BOMBA

• DIAMETRO DEL IMPULSOR Y RPM

• PUNTO DE OPERACIÓN DE LA BOMBA

•FLUJO

•PRESION

•CORRIENTE DEL MOTOR

• ANALISIS DE VIBRACIÓN

• DATOS DE PROCESO

•PRESION

•TEMPERATURA

•NIVELES

•MUESTRA DEL PRODUCTO: SG, VISCOS.

Page 55: Bombas Centrifugas

FALLAS EN LAS BOMBAS

ELEMENTOS DEL DIAGNOSTICO

• INSPECCIÓN FÍSICA DEL EQUIPO TRABAJANDO

•RUIDOS ANORMALES

•VIBRACIÓN

•ESTADO DEL LUBRICANTE

•ESCAPES

• INSPECCIÓN DEL EQUIPO DESARMADO

Page 56: Bombas Centrifugas

TIEMPO MEDIO ENTRE FALLAS MTBF

1

MTBF =

(1/L1)2 + (1/L2)

2 + (1/L3)2 + . . . . . . + (1/LN)2

ELEMENTO DE LA BOMBA MTBF

SELLO MECANICO 1.2

RODAMIENTOS 3.0

ACOPLE 4.0

EJE 15.0

BOMBA 1.1

FALLAS EN LAS BOMBAS

Page 57: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 1

La Bomba no envía Líquido

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

1. La bomba no está cebada.

2. La tubería no está completamente llena de líquido

3. Insuficiente NPSH disponible.

5. Bolsa de aire en la línea de succión.

10. Tubería de succión insuficientemente sumergida.

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

13. Filtro de succión sucio.

14. Obstrucción en la línea de succión.

16. Impulsor sucio.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

21. Velocidad de la bomba muy baja.

22. Sentido de giro inverso.

25. Diámetro del impulsor más pequeño del especificado.

30. Cabeza estática mayor que la cabeza de apagada (altura del líquido que la bomba resiste en

la succión.

32. Cabeza total del sistema mayor que la del diseño.

38. La operación en paralelo de las bombas no es adecuada.

40. Viscosidad del líquido diferente a la de diseño.

Page 58: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 2

Capacidad Insuficiente de la Bomba

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

2. La tubería no está completamente llena de líquido.

3. Insuficiente NPSH disponible.

4. Excesiva cantidad de aire o gas en el líquido.

5. Bolsa de aire en la línea de succión.

6. Fuga de aire en la línea de succión.

7. El aire entra a la bomba a través de empaquetaduras o sellos mecánicos.

7a. Aire en el líquido de sellado.

10. Tubería de succión insuficientemente sumergida.

11. Formación de vórtice en la succión.

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

13. Filtro de succión sucio.

14. Obstrucción en la línea de succión.

15. Pérdidas excesivas por fricción en la línea de succión.

16. Impulsor sucio.

17. Codo de succión en plano paralelo al del eje (para bombas de doble succión).

18. Dos codos en la línea de succión a 90° uno del otro creando remolino y pre-rotación.

Page 59: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 2

Capacidad Insuficiente de la Bomba

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

21. Velocidad de la bomba muy baja.

22. Sentido de giro inverso.

23. Mal montaje del impulsor de doble succión.

24. Instrumentos descalibrados.

25. Diámetro del Impulsor más pequeño del especificado.

31. Pérdida de fricción en la descarga mayor que la calculada.

32. Cabeza total del sistema mayor que la del diseño.

40. Viscosidad del líquido diferente a la del diseño.

41. Desgaste excesivo de los internos.

PROBLEMAS MECANICOS

44. Materia orgánica en los impulsores.

63. Inadecuado material de los empaques de la carcaza.

64. Inadecuada instalación del empaque.

Page 60: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 3

Presión Insuficiente de la Bomba

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

4. Excesiva cantidad de aire o gas en el líquido.

6. Fuga de aire en la línea de succión.

7. El aire entra a la bomba a través de empaquetaduras o sellos mecánicos.

7a. Aire en el líquido de sellado.

10. Tubería de succión insuficientemente sumergida.

11. Formación de vórtice en la succión.

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

13. Filtro de succión sucio.

14. Obstrucción en la línea de succión.

15. Pérdidas excesivas por fricción en la línea de succión.

16. Impulsor sucio.

18. Dos codos en la línea de succión a 90° uno del otro creando remolino y pre-rotación.

Page 61: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 3

Presión Insuficiente de la Bomba

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

21. Velocidad de la bomba muy baja.

22. Sentido de giro inverso.

23. Mal montaje del impulsor de doble succión.

24. Instrumentos descalibrados.

25. Diámetro del Impulsor más pequeño del especificado.

34. Operación de la bomba a flujo demasiado alto (para bombas de baja velocidad específica).

39. Gravedad específica del líquido difiere de las condiciones de diseño.

40. Viscosidad del líquido diferente a la del diseño.

41. Desgaste excesivo de los internos.

PROBLEMAS MECANICOS

44. Materia orgánica en los impulsores.

63. Inadecuado material de los empaques de la carcaza.

64. Inadecuada instalación del empaque.

Page 62: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 4

La Bomba Pierde Capacidad Después de la

Arrancada

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

2 La tubería no está completamente llena de líquido.

4 Excesiva cantidad de aire o gas en el líquido.

6. Fuga de aire en la línea de succión.

7. El aire entra a la bomba a través de empaquetaduras o sellos mecánicos.

7a. Aire en el líquido de sellado.

8. Tubería de agua de sello obstruida.

9. Mal montaje del sello.

10. Tubería de succión insuficientemente sumergida.

11. Formación de vórtice en la succión.

Page 63: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 5

La Bomba Requiere Potencia Excesiva

CAUSAS :

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

20. Velocidad de la bomba muy alta.

22. Sentido de giro inverso.

23. Mal montaje del impulsor de doble succión.

24. Instrumentos descalibrados.

26. Diámetro del Impulsor más grande del especificado.

32. Cabeza total del sistema mayor que la del diseño.

33. Cabeza total del sistema menor que la del diseño.

34. Operación de la bomba a flujo demasiado alto (para bombas de baja velocidad específica).

39. Gravedad específica del líquido difiere de las condiciones de diseño.

40. Viscosidad del líquido diferente a la del diseño.

41. Desgaste excesivo de los internos.

PROBLEMAS MECANICOS

44. Materia orgánica en los impulsores.

45. Desalineamiento.

61. Partes rotatorias rozan contra las estacionarias.

PROBLEMAS MECANICOS AREAS DE SELLO

69. Tipo incorrecto de empaque para las condiciones de operación.

70. Instalación del empaque del sello inadecuada.

71. Brida demasiada ajustada, impide flujo de líquido.

Page 64: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 6

La Bomba Vibra o Emite Ruidos a Todo los Flujos

CAUSAS :PROBLEMAS DE SUCCION

2. La tubería no está completamente llena de líquido.

16. Impulsor sucio.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

37. Tolerancia demasiado pequeña entre el impulsor y la voluta o el difusor.

43. Alteración en la succión (desbalanceo entre la presión en la superficie del líquido y la

presión de vapor y la brida de succión).

PROBLEMAS MECANICOS

44. Materia orgánica en los impulsores.

45. Desalineamiento.

46. Insuficiente rigidez de la fundación (base).

47. Tornillos de anclaje flojos.

48. Tornillos de la bomba o del motor flojos.

49. Grauting no adecuado.

50. Excesivas fuerzas de la tubería en las boquillas de las bombas.

51. Juntas de expansión mal montadas.

52. Arrancada de la bomba sin un adecuado calentamiento.

53. Superficie de los montajes de los internos no están perpendiculares con respecto al eje.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado .

56. Partes flojas en el eje.

57. Eje descentrado por desgaste de las chumaceras.

58. Operación de la bomba cerca a la velocidad crítica.

Page 65: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 6

La Bomba Vibra o Emite Ruidos a Todo los Flujos

PROBLEMAS MECANICOS

59. Luz del eje demasiado larga o diámetro del eje demasiado pequeño.

60. Resonancia entre la velocidad de operación y las frecuencias naturales de la base,

baseplate o tubería.

61. Partes rotatorias rozan contra las estacionarias.

67. Acoples faltos de lubricación.

PROBLEMAS MECANICOS CHUMACERAS

78. Excesivo empuje axial acusado por desgaste excesivo de los internos o falla de los mismos,

o, si se usa, excesivo desgaste del elemento de balanceo.

79. Grasa o aceite erróneos.

80. Excesiva grasa o aceite en las cajas de rodamientos.

81. Falta de lubricación.

82. Instalación inadecuada de la chumacera antifricción, como daño en la instalación , montaje

incorrecto o del tipo inadecuado.

83. Entrada de suciedad a los rodamientos.

84. Humedad contaminando el lubricante.

85. Excesivo enfriamiento de los rodamientos.

Page 66: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 7

La Bomba Vibra o Emite Ruidos a Bajos Flujos.

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

2. La tubería no está completamente llena de líquido.

3. Insuficiente NPSH disponible.

17. Codo de succión en plano paralelo al del eje (para bombas de doble succión).

19. Selección de la bomba con velocidad específica de succión demasiado alta.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

27. Selección del impulsor con coeficiente anormal de la cabeza alta.

28. Operación de la bomba con válvula de descarga y cerrada sin abertura del bypass.

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

35. Operación de la bomba a flujo demasiado bajo (para bombas de alta velocidad específica).

38. La operación en paralelo de las bombas no es la adecuada.

PROBLEMAS MECANICOS CHUMACERAS

77. Excesivo empuje radial en bombas de voluta simple.

Page 67: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 8

La Bomba Vibra o Emite ruidos a Altos Flujos

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

2. La tubería no está completamente llena de líquido.

3. Insuficiente NPSH disponible.

10. Tubería de succión insuficientemente sumergida.

11. Formación de vórtice en la succión.

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

13. Filtro de succión sucio.

14. Obstrucción en la línea de succión.

15. Pérdidas excesivas por fricción en la línea de succión.

16. Impulsor sucio.

17. Codo de succión en plano paralelo al del eje (para bombas de doble succión).

18. Dos codos en la línea de succión a 90° uno del otro creando remolino y pre-rotación.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

33. Cabeza total del sistema menor que la del diseño.

34. Operación de la bomba a flujo demasiado alto (para bombas de baja velocidad específica).

41. Desgaste excesivo de los internos.

Page 68: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 9

El Eje Oscila Axialmente

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

17. Codo de succión en plano paralelo al del eje (para bombas de doble succión).

18. Dos codos en la línea de succión a 90° uno del otro creando remolino y pre-rotación.

19. Selección de la bomba con velocidad específica de succión demasiado alta.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

27. Selección del impulsor con coeficiente anormal de la cabeza alta.

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

35. Operación de la bomba a flujo demasiado bajo (para bombas de alta velocidad específica).

38. La operación en paralelo de las bombas no es la adecuada.

PROBLEMAS MECANICOS CHUMACERAS

77. Excesivo empuje radial en bombas de voluta simple.

Page 69: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 10

Los Alabes del Impulsor están Erosionados en el

Lado Visible

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

2. La tubería no está completamente llena de líquido.

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

13. Filtro de succión sucio.

14. Obstrucción en la línea de succión.

15. Pérdidas excesivas por fricción en la línea de succión.

16. Impulsor sucio.

17. Codo de succión en plano paralelo al del eje (para bombas de doble succión).

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

41. Desgaste excesivo de los internos.

Page 70: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 11

Los Alabes del Impulsor están Erosionados en el

Lado Visible

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

17. Codo de succión en plano paralelo al del eje (para bombas de doble succión).

19. Selección de la bomba con velocidad específica de succión demasiado alta.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

Page 71: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 12

Los Alabes del Impulsor están Erosionados

Cerca a la descarga

CAUSAS :

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

37. Tolerancia demasiado pequeña entre el impulsor y la voluta o el difusor.

Page 72: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 13

Los Alabes del Impulsor están Erosionados

Cerca a los Refuerzos de la Descarga

CAUSAS :

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

27. Selección del impulsor con coeficiente anormal de la cabeza alta.

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

Page 73: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 14

Los refuerzos del Impulsor están Fraccionados

CAUSAS :

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

27. Selección del impulsor con coeficiente anormal de la cabeza alta.

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

Page 74: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 15

La Bomba se Sobrecalienta.

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

1. La bomba no está cebada.

3. Insuficiente NPSH disponible.

12. Válvula de succión cerrada parcial o totalmente.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

28. Operación de la bomba con válvula de descarga y cerrada sin abertura del bypass.

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

38. La operación en paralelo de las bombas no es la adecuada.

42. Obstrucción en la línea de balanceo.

43. Alteración en la succión (desbalanceo entre la presión en la superficie del líquido y la

presión de vapor y la brida de succión).

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

50. Excesivas fuerzas de la tubería en las boquillas de las bombas.

51. Juntas de expansión mal montadas.

52. Arrancada de la bomba sin un adecuado calentamiento.

53. Superficie de los montajes de los internos no están perpendiculares con respecto al eje.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado.

Page 75: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 15

La Bomba se Sobrecalienta.

PROBLEMAS MECANICOS

57. Eje descentrado por desgaste de las chumaceras.

58. Operación de la bomba cerca a la velocidad crítica.

59. Luz del eje demasiado larga o diámetro del eje demasiado pequeño.

60. Resonancia entre la velocidad de operación y las frecuencias naturales de la base,

baseplate o tubería.

61. Partes rotatorias rozan contra las estacionarias.

62. Incursión de partículas sólidas duras en las tolerancias.

PROBLEMAS MECANICOS CHUMACERAS

77. Excesivo empuje radial en bombas de voluta simple.

78. Excesivo empuje axial acusado por desgaste excesivo de los internos o falla de los mismos,

o, si se usa, excesivo desgaste del elemento de balanceo.

82. Instalación inadecuada de la chumacera antifricción, como daño en la instalación , montaje

incorrecto o del tipo inadecuado.

Page 76: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 16

Los Internos se Corren Prematuramente.

CAUSAS :

PROBLEMAS MECANICOS

66. Los materiales de la bomba no son los adecuados.

Page 77: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 17

Desgaste de Tolerancias Internas Demasiado Rápido.

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

3. Insuficiente NPSH disponible.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

28. Operación de la bomba con válvula de descarga y cerrada sin abertura del bypass.

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

50. Excesivas fuerzas de la tubería en las boquillas de las bombas.

51. Juntas de expansión mal montadas.

52. Arrancada de la bomba sin un adecuado calentamiento.

53. Superficie de los montajes de los internos no están perpendiculares con respecto al eje.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado.

57. Eje descentrado por desgaste de las chumaceras.

59. Luz del eje demasiado larga o diámetro del eje demasiado pequeño.

61. Partes rotatorias rozan contra las estacionarias.

62. Incursión de partículas sólidas duras en las tolerancias.

66. Los materiales de la bomba no son los adecuados.

PROBLEMAS MECANICOS CHUMACERAS

77. Excesivo empuje radial en bombas de voluta simple.

Page 78: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 18

La carcaza de Partición Axial está rota a lo

Largo de la Línea de División

CAUSAS :

PROBLEMAS MECANICOS

63. Inadecuado material de los empaques de la carcaza.

64. Inadecuada instalación del empaque.

65. Inadecuado apriete de los tornillos de la carcaza.

Page 79: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 19

Juntas Internas Estacionarias están Rotas a lo

Largo de la Línea de Partición.

CAUSAS :

PROBLEMAS MECANICOS

53. Superficie de los montajes de los internos no están perpendiculares con respecto al eje.

63. Inadecuado material de los empaques de la carcaza.

64. Inadecuada instalación del empaque.

65. Inadecuado apriete de los tornillos de la carcaza.

Page 80: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 20

Los Empaques tienen Corta Vida o Fuga Excesiva

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

8. Tubería de agua de sello obstruida.

9. Mal montaje del sello.

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado.

57. Eje descentrado por desgaste de las chumaceras.

PROBLEMAS MECANICOS AREAS DE SELLOS

68. Eje o camisa del eje con altos desgastes en los empaques.

69. Tipo incorrecto de empaque para las condiciones de operación.

70. Instalación del empaque del sello inadecuada.

71. Brida demasiada ajustada, impide flujo de líquido.

72. Tolerancia excesiva en la caja de empaquetaduras que hace que esta sea forzada al interior

de la bomba.

73. Suciedad en el líquido de sello.

74. Falla en el enfriamiento de la caja de empaquetaduras.

Page 81: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 21

Los Empaques se Aflojan.

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

8. Tubería de agua de sello obstruida.

9. Mal montaje del sello.

Page 82: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 22

Sello Mecánico tiene Fuga Excesiva

CAUSAS :

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado.

57. Eje descentrado por desgaste de las chumaceras.

58. Operación de la bomba cerca a la velocidad crítica.

62. Incursión de partículas sólidas duras en las tolerancias.

PROBLEMAS MECANICOS AREAS DE SELLOS

75. Tipo incorrecto de sello mecánico para las condiciones previstas.

76. Sello mecánico inadecuadamente instalado.

Page 83: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 23

Daño por Parte del Sello Mecánico

CAUSAS :

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado.

57. Eje descentrado por desgaste de las chumaceras.

58. Operación de la bomba cerca a la velocidad crítica.

62. Incursión de partículas sólidas duras en las tolerancias.

PROBLEMAS MECANICOS AREAS DE SELLOS

75. Tipo incorrecto de sello mecánico para las condiciones previstas.

76. Sello mecánico inadecuadamente instalado.

Page 84: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 24

Los Rodamientos tienen Corta Vida

CAUSAS :

PROBLEMAS DE SUCCION

3. Insuficiente NPSH disponible.

OTROS PROBLEMAS HIDRAULICOS

29. Operación de la bomba por debajo del flujo mínimo.

41. Desgaste excesivo de los internos.

42. Obstrucción en la línea de balanceo.

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

50. Excesivas fuerzas de la tubería en las boquillas de las bombas.

51. Juntas de expansión mal montadas.

54. Pandeo del eje.

55. Rotor desbalanceado.

58. Operación de la bomba cerca a la velocidad crítica.

Page 85: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 24

Los Rodamientos tienen Corta Vida

PROBLEMAS MECANICOS CHUMACERAS

77. Excesivo empuje radial en bombas de voluta simple.

78. Excesivo empuje axial acusado por desgaste excesivo de los internos o falla de los mismos,

o, si se usa, excesivo desgaste del elemento de balanceo.

79. Grasa o aceite erróneos.

80. Excesiva grasa o aceite en las cajas de rodamientos.

81. Falta de lubricación.

82. Instalación inadecuada de la chumacera antifricción, como daño en la instalación , montaje

incorrecto o del tipo inadecuado.

83. Entrada de suciedad a los rodamientos.

84. Humedad contaminando el lubricante.

85. Excesivo enfriamiento de los rodamientos.

Page 86: Bombas Centrifugas

Síntoma No. 25

Falla del Acople

CAUSAS :

PROBLEMAS MECANICOS

45. Desalineamiento.

50. Excesivas fuerzas de la tubería en las boquillas de las bombas.

51. Juntas de expansión mal montadas.

54. Pandeo del eje.

67. Acoples faltos de lubricación.