UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

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BOMBAS CENTRIFUGASNOMBRE: JUAN CARLOS CHIZACURSO: OCTAVO ELECTRONICA E INSTRUMENTACIONQUE SON?Las bombas centrfugas son recomendadas para bombear desde ros, lagos, canales y pozos.Las bombas centrfugas, como su nombre lo indica, emplean fuerza centrfuga para elevar el agua hacia lugares ms altos.

PARA QUE SIRVE?Las bombas centrifugas sirven para el transporte de lquidos que contengan slidos en suspensin, pero poco viscosos. Su caudal es constante y elevado, tienen bajo mantenimiento. Este tipo de bombas presentan un rendimiento elevado para un intervalo pequeo de caudal pero su rendimiento es bajo cuando transportan lquidos viscosos.

COMO TRABAJA?Las bombas centrifugas, son aquellas en que se aplica energa al fluido que se bombea con un impulsor que gira en un eje, ver figura 1. La energa cintica aplicada al fluido por el impulsor se convierte en energa de presin cuando el lquido sale del impulsor y avanza a lo largo de la voluta o carcaza.

Figura 1. Elementos que conforman una bomba centrifuga.

El elemento rotativo de una bomba centrifuga se denomina rodete o impulsor. La forma del impulsor puede forzar al fluido a salir en un plano perpendicular a su eje y recibe el nombre de bomba centrifuga de flujo radial, puede dar al fluido una velocidad con componentes tanto axial como radial y se conoce como de flujo mixto o puede inducir al flujo en espiral segn la direccin del eje, bomba centrifuga de flujo axial.

CLASIFICACIONES

Bombas centrifugas de flujo radial

Las bombas centrifugas de flujo radial se utilizan para cargas altas y caudales pequeos, sus impulsores son por lo general angostos. El flujo es radial y la presin desarrollada es debida principalmente a la fuerza centrifuga

Fig2: implusor de flujo radial

En la figura 2 se muestran los 3 tipos de impulsores que se presentan en una bomba centrifuga radial. Estos impulsores son de baja velocidad especfica,

Bombas centrifugas de flujo mixtoEstas bombas se utilizan para cargas y caudales intermedios.El impulsor es ms ancho que los de flujo radial y los alabes adquieren una doble curvatura, torcindose en el extremo de la succin, tal como se muestra en la figura 3.La velocidad especfica en este tipo de impulsores va aumentando y manejan lquidos con slidos en suspensin.

FIG3: Impulsor de flujo mixto

Bombas centrifugas de flujo axial

Estas bombas se utilizan para cargas pequeas y grandes caudales, tienen impulsores tipo propela, de flujo completamente axial. Estos impulsores son los de mayor velocidad especfica y este tipo de bombas es especialmente adecuado para drenaje en ciudades.

FIG4: Impulsor de flujo axialSegn la construccin mecnica

Se clasifican en:Impeler abiertoImpeler cerradoImpeler semi- cerradoImpeler abierto. Cuando la holgura entre el rotor o impulsor y la carcaza es grande, apareciendo el rotor sin tapas o discos laterales, o sea que rota libremente dentro de la carcaza. Son bombas de baja presin (hasta 100 p.s.i) pero que pueden bombear fluidos con slidos en suspensin (viruta, trapos, hojas, etc)Impeler cerrado. Cuando el rotor est recubierto lateralmente por 2 tapas discos en forma solidaria. Estas bombas producen alta presin > 500 p.s.i, pero solo bombean bien, lquidos sin slidos.Impeler semicerrado. Caso intermedio entre los dos anteriores, cuando un solo disco va adherido al rotor, produciendo presiones medias (100 a 500 p.s.i).Segn el caudal, que bombean. Se clasifican as:VolumenMedio: 50 500 G.P.M. (0.2-1.9m3/min)

Volumen Bajo: Hasta 50 G.P.M. (0.2m3/min)Volumen Grande: > 500 G.P.M. (1.9 m3/min)Segn la posicin del eje. Se clasifican en:Eje Horizontal Eje VerticalEje InclinadoLos radiales normalmente son de eje horizontal. Las axiales, son generalmente de eje vertical.Segn el nmero de impulsores en serie (Etapas)Esta clasificacin se hace normalmente para bombas AXIALES, sobre todo para las sumergibles, as:1 Impulsor 1 Etapa 2 Impulsores 2 Etapas y as sucesivamente.La construccin de varios impulsores en serie, permite obtener, en forma econmica, grandes alturas o cabezas de descargaCAVITACINQUE ES LA CAVITACIN?La cavitacin es la evaporacin de un lquido en una tubera cuando su presin disminuye por debajo de la presin de vapor. La cavitacin es un factor importante que se debe evitar para el funcionamiento satisfactorio de una bomba. (McNaughton, 1996)

PROBLEMAS QUE PRODUCE EN LA BOMBA?

Cuando el lquido pasa por el impulsor de una bomba, se produce un cambio de presin. Si la presin absoluta del lquido cae por debajo de su presin de vapor, se producir cavitacin en el interior de la bomba. Las zonas de vaporizacin obstruyen el flujo limitando la capacidad de las bombas y su implosin puede producir el picado del impulsor. La cavitacin se traduce por ruidos, vibraciones, disminucin de la carga que suministra la bomba y de su rendimiento, y con el tiempo por una erosin del impulsor.

COMO SE SOLUCIONA?

Para evitar la cavitacin es necesario que la presin absoluta de succin de la bomba sea mayor que la presin de vapor del lquido a la temperatura de trabajo. La diferencia entre estas dos presiones, en unidades de longitud, es lo que se define como la carga neta de succin positiva o NPSH.

La presin que ejerce un lquido sobre lo que lo rodea depende de su temperatura. Esa presin llamada presin de vapor, es una caracterstica propia de cada fluido y aumenta con la temperatura.Se definen dos cargas de succin positiva, NPSH, la que depende del sistema, y se le denomina NPSH disponible y la que suministra el fabricante, NPSH requerida.

N.P.S.H disponible

La carga neta de succin positiva disponible NPSHD es funcin del sistema en el que trabaja la bomba y depende de la carga esttica de succin, la carga de friccin de la succin y la presin de vapor del lquido a la temperatura de bombeo. Si se vara cualquiera de estas cargas la disponible puede alterarse.

N.P.S.H requerida

La carga neta de succin positiva requerida NPSHR, depende slo del diseo de la bomba y es una caracterstica que el fabricante proporciona junto con las otras curvas caractersticas vistas anteriormente. La NPSHR contempla una serie de variables como son: forma, ngulo de ataque del impulsor, dimensiones en las zonas de succin, de modo de mantener la presin en la entrada en el rodete de la bomba por encima de la presin de vapor del lquido.

Tanto la carga neta de succin positiva requerida y disponible varan en funcin del caudal tal como se muestra en la figura 5.

FIG5: Curvas del NPSH disponible y NPSH requerido.

Se debe trabajar en el lado izquierdo del punto de interseccin de ambas curvas, para evitar la cavitacin de la bomba.

BIBLIOGRAFIA http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5091/fichero/6++BOMBAS+CENTR%CDFUGAS.pdf McNaughton, K. (1996). BOMBAS SELECCION, USO Y MANTENIMIENTO. MEXICO: McGRAW-HILL. CAVITACION PAG 82-83. ISBN 968-422-036-7 (ENGLISH) Y ISBN 0-07-024314X (TRADUCIDO)

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