MARCO TERICO

CONCEPTO DE BOMBA

Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energa a la corriente del fluido impulsndolo, desde un estado de baja presin esttica a otro de mayor presin. Estn compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energa es transmitida como energa mecnica a travs de un eje, para posteriormente convertirse en energa hidrulica. El fluido entra axialmente a travs del ojo del impulsor, pasando por los canales de ste y suministrndosele energa cintica mediante los labes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energa cintica adquirida para convertirse en presin esttica.

Figura 1. Bombas Hidrulica

BOMBA CENTRFUGA

Una bomba centrfuga es una mquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o crter, o una cubierta o coraza. Se denominan as porque la cota de presin que crean es ampliamente atribuible a la accin centrfuga. Las paletas imparten energa al fluido por la fuerza de esta misma accin. As, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrfuga tiene dos partes principales: (1) Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y (2) un elemento estacionario,

compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras. En la figura 2 se muestra una bomba centrfuga.

FUNCIONAMIENTO

El flujo entra a la bomba a travs del centro o ojo del rodete y el fluido gana energa a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en direccin radial. Esta aceleracin produce un apreciable aumento de energa de presin y cintica, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el rea de flujo de tal manera que la energa cintica a la salida del rodete se convierte en cabeza de presin a la salida.

Figura 3. Principio de funcionamiento de una bomba centrfuga

PARTES DE UNA BOMBA CENTRFUGA:

Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la funcin de convertir la energa de velocidad impartida al lquido por el impulsor en energa de presin. Esto se lleva a cabo mediante reduccin de la velocidad por un aumento gradual del rea.

Impulsores. Es el corazn de la bomba centrfuga. Recibe el lquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.

Anillos de desgaste. Cumplen la funcin de ser un elemento fcil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando as la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.

Estoperas, empaques y sellos. la funcin de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del lquido bombeado a travs del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.

Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrfuga, transmitiendo adems el movimiento que imparte la flecha del motor.

Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relacin con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.

Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.

CARGA DE SUCCIN Y ELEVACIN DE SUCCIN Y ALGUNAS CONDICIONES DE SUCCIN.

Elevacin de succin. Es la suma de la elevacin esttica de succin, de la carga de friccin de succin total y de las prdidas de admisin (la elevacin de succin es una carga de succin negativa).

Carga de succin. Es la carga esttica de succin menos la carga de friccin total y las prdidas de admisin, ms cualquier presin que se encuentre en la lnea de succin. Es una presin negativa (hay vaco) y se suma algebraicamente a la carga esttica de succin del sistema.

Condiciones de succin. Por lo que respecta al lquido, se tomar en cuenta la influencia de su presin sobre la succin.

Presin de vapor. Si un lquido se encuentra a una temperatura arriba de su punto de ebullicin, sufre evaporacin en su superficie libre. En el seno del lquido se origina una presin que se llama presin de vapor y que est en funcin directa con la temperatura del lquido.

Presin de bombeo. Destinemos una bomba cualquiera para bombear un lquido. Al funcionar la bomba, tiende a formar un vaco en el seno del lquido. ste succionar se conoce como presin de bombeo.

Carga neta de succin positiva (NPSH). Es la presin disponible o requerida para forzar un gasto determinado, en litros por segundo, a travs de la tubera de succin, al ojo del impulsor, cilindro o carcasa de una bomba. En el bombeo de lquidos la presin en cualquier punto en la lnea de succin nunca deber reducirse a la presin de vapor del lquido.

NPSH disponible. Esta depende de la carga de succin o elevacin, la carga de friccin, y la presin de vapor del lquido manejado a la temperatura de bombeo. Si se vara cualquiera de estos puntos, la NPSH puede alterarse.

NPSH requerida. Esta depende slo del diseo de la bomba y se obtiene del fabricante para cada bomba en particular, segn su tipo, modelo, capacidad y velocidad.

Cebado de las Bombas. Consiste en la extraccin del aire de la tubera de succin de la bomba para permitir un correcto

funcionamiento. Esta operacin se realiza en todas las bombas centrfugas ya que no son autocebantes, generalmente cuando sta se encuentra en una posicin superior al tanque de aspiracin.

Carga Hidrulica. Es la energa impartida al lquido por la bomba, es decir, la diferencia entre la carga de descarga y la succin.

Punto de Shut-off. Representa la carga hidrulica que produce la bomba cuando el caudal a travs de ella es nulo. (La vlvula a la salida de la bomba esta cerrada, con el fluido en contacto con el rodete).

Potencia Absorbida (N). Representa la potencia requerida por la bomba para transferir lquidos de un punto a otro y la energa requerida para vencer sus prdidas.

Potencia Hidrulica (Ph). Potencia cedida al lquido en el proceso de su transferencia de un punto a otro.

Rango de Operacin. Es la zona en la cual la bomba opera en forma eficiente. Esta zona se determina como:

Donde:

Eficiencia Mecnica. Es la eficiencia relacionada con las prdidas de energa til, debidas al rozamiento en el cojinete, prensa-estopas

y el rozamiento del fluido en los espacios entre la cubierta del rodete y la carcasa de la mquina, llamado rozamiento del disco y se define para una bomba centrifuga como:

Eficiencia Hidrulica. Se define en trminos de la relacin entre el trabajo especfico ideal de la mquina y el real del rodete, el trabajo especfico ideal de la mquina se calcula basado en las condiciones totales o estticas.

Eficiencia Total. Redefine en trminos de la relacin entre la potencia elctrica suministrada a la mquina y la potencia hidrulica entregada por sta.

CURVAS CARACTERSTICAS

Antes de que un sistema de bombeo pueda ser diseado o seleccionado debe definirse claramente su aplicacin. As sea una simple lnea de recirculacin o un gran oleoducto, los requerimientos de todas la aplicaciones son siempre los mismos, es decir, trasladar lquidos desde un punto a otro. Entonces, esto obliga a que la bomba y el sistema tengan iguales caractersticas para que este diseo sea ptimo.

La manera de conocer tales caractersticas se realiza con la ayuda de las curvas caractersticas de la bomba, las cuales han sido obtenidas mediante ensayos realizados en un banco de pruebas el cual posee la instrumentacin necesaria para medir el caudal, velocidad de giro, momento de torsin aplicado y la diferencia de presin entre la succin y la descarga de la bomba, con el fin de poder predecir el comportamiento de la bomba y obtener el mejor punto de operacin el cual se conoce como PME, variando desde una capacidad igual a cero hasta un mximo, dependiendo del diseo y succin de la bomba.

Generalmente este tipo de curvas se obtienen para velocidad constante, un dimetro del impulsor especfico y un tamao determinado de carcasa, realizando la representacin grfica de la

carga hidrulica (curva de estrangulamiento), potencia absorbida y eficiencia adiabtica contra la capacidad de la bomba.

Estas curvas son suministradas por los proveedores de bombas, de tal manera que el usuario pueda trabajar segn los requerimientos de la instalacin sin salir de los intervalos de funcionamiento ptimo, adems de predecir que ocurrir al variar el caudal manejado, sirviendo como una gran herramienta de anlisis y de compresin del funcionamiento del equipo.

ESQUEMA DE POTENCIA PARA UNA BOMBA CENTRFUGA

ECUACIONES

POTENCIA ELCTRICA

POTENCIA ABSORBIDA (Potencia al eje)

POTENCIA HIDRULICA

ALTURA TOTAL DE BOMBEO

RENDIMIENTO TOTAL DE LA BOMBA

Una bomba centrfuga es un tipo de bomba hidrulica que transforma la energa mecnica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energa cintica y potencial requeridas. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos labes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrfuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tubuladuras de salida o hacia el siguiente rodete (siguiente etapa).

Aunque la fuerza centrfuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del lquido, la energa que se aplica por unidad de masa del lquido es independiente de la densidad del lquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de lquido, la energa que se aplica y transfiere al lquido, (en pascales, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-lb/lb de lquido) es la misma para cualquier lquido sin que importe su densidad. Tradicionalmente la presin proporcionada por la bomba en metros de columna de agua o pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se denomina genricamente como "altura", y aun ms, porque las primeras bombas se dedicaban a subir agua de los pozos desde una cierta profundidad (o altura).

Las bombas centrfugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso. Las ms comunes son las que estn construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidrulica) con un nico rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m/h y alturas manomtricas hasta los 100 metros con motores elctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero tambin pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba multifsica o multietapa, pudindose lograr de este modo alturas del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentacin de calderas.

Constituyen no menos del 80% de la produccin mundial de bombas, porque es la ms adecuada para mover ms cantidad de lquido que la bomba de desplazamiento positivo.

No hay vlvulas en las bombas de tipo centrfugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos de baja frecuencia.

Los impulsores convencionales de bombas centrfugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s).

Se denomina voluta a la cmara o carcasa en forma de espiral de una bomba centrfuga dentro de la cual gira el rodete y que recoge el fluido propulsado radialmente por ste, dirigindolo hacia las tubuladuras (de tubo) de salida.

La denominacin es debida a que su forma recuerda al molusco del mismo nombre

Leyes de Afinidad

Un cambio del tamao del dimetro del impulsor o de la velocidad de revolucin afecta al flujo volumtrico o a la velocidad al primer orden; la cabeza de presin al segundo orden; y la potencia de la bomba al tercer orden.

Ley 1. Dimetro del impulsor (D) constante:

Ley 1a. El flujo es proporcional a la velocidad de la revolucin:

Ley 1b. La cabeza de presin es proporcional al cuadrado de la velocidad de revolucin:

Ley 1c. La potencia de la bomba es proporcional al tercio de la velocidad de revolucin:

Ley 2 2. Velocidad de revolucin (N) constante:

ley 2a. El flujo es proporcional al dimetro del impulsor:

Ley 2b. La cabeza de presin es proporcional al cuadrado del dimetro del impulsor:

Ley 2c. La potencia de la bomba es proporcional al tercio del dimetro del impulsor:

donde

Q es el flujo volumtrico (e.g. CFM, GPM or L/s), D es el dimetro del impulsor (e.g. in or mm), N es la velocidad de revolucin (e.g. rpm), H es la cabeza de la presion de la bomba o abanico (e.g. ft or m), y P es la potencia de la bomba (e.g. W).

Esta ley presupone que la eficiencia de la bomba con respecto a la del abanico permanece constante. en otros trminos, 1 = 2 . Tratndose de bombas, estas leyes rigen en los casos en que el dimetro del impulsor sea constante y la velocidad sea variable (Ley 1), pero se ajustan menos a la realidad cuando se trata de los casos en que la velocidad sea constante y la velocidad del impulsor sea variable (Ley 2).

Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_afinidad

Criterios de eleccin para bombas centrfugas y esquemas de instalacin

Las bombas centrfugas, frecuentemente, se consideran como componentes simples que se pueden insertar en circuitos ms complejos. En realidad, es necesario prestar mucha atencin a su configuracin, que debe estar siempre relacionada con las caractersticas del sistema, con las necesidades de bombeo y con las exigencias especficas del usuario. La individualizacin de una bomba a rodete exige un conocimiento profundo de las condiciones especficas de funcionamiento: quien construye bombas centrfugas debe saber calcular todas las informaciones tiles para la mejor proyectacin hidrodinmica posible. Para garantizar el uso correcto de las bombas anticorrosin de plstico, es necesario que el usuario suministre al constructor detalles precisos sobre las aplicaciones especficas y en particular sobre los lquidos que tendr que trasladar la bomba. Adems, si es necesario garantizar que estas bombas trabajen bien y puedan ejecutar sus capacidades con eficiencia hay que prestar atencin a las instalaciones de la bomba misma, para calcular los efectos de las condiciones de trabajo con lquido agresivo.

La eleccin de una bomba para lquidos qumicamente agresivos requiere un examen atento de mltiples datos para ofrecer el producto adecuado a las exigencias del sistema de movimiento. Un cierto margen de seguridad y prdidas eventuales de carga se deben tener en cuenta, pero sin prever intiles sobre dimensionamientos: solo as se pueden evitar prestaciones insatisfactorias, averos imprevistos o injustificados aumentos de costes y de gestin. Por este motivo, Savino Barbera ha predispuesto un especial data sheet (ver seccin Downloads) para el anlisis de todos los elementos necesarios para el correcto dimensionamiento de la bomba, donde se consideran, entre otras cosas,

las propiedades del lquido (nombre, composicin, concentracin, temperatura, peso especfico) el caudal del lquido (volumen que se tiene que mover en una unidad de tiempo) las caractersticas especficas del circuito hidrulico (altura de elevacin, prdidas de carga, accesorios de la instalacin)

El clculo de tales informaciones (no las nicas, pero s las ms importantes) permitir determinar cul es la bomba correcta (segn material y tipo), el rodete adecuado y la exacta potencia del motor (en relacin con la curva caracterstica).

Anlisis de algunos elementos de considerar en la eleccin de una bomba

Composicin del lquido: es fundamental en la eleccin de los materiales constructivos de las distintas partes de la bomba que estn en contacto con el lquido. Mientras ms exactas sean las informaciones sobre la composicin del lquido que se bombea, ms sern precisas las elecciones de los matriales que constituyen la estructura de la bomba, as como las guarniciones y el eventual sellado mecnico. Por ejemplo: concentraciones distintas de un mismo cido pueden exigir materiales constructivos de caractersticas diferentes. Funcionamiento en seco se aconseja siempre proteger la bomba del funcionamiento en seco. Uno de los modos ms usados, es siempre la aplicacin en el pozo de un nivel de mnimo que interrumpa el funcionamiento de la bomba apenas llega al nivel peligroso para la misma bomba.

Temperaturas de ejercicio es importante conocer la temperatura mxima y mnima (adems de la temperatura normal de ejercicio) por los motivos referidos en el punto anterior. La temperatura del fluido en movimiento acta con efectos importantes sobre los materiales: temperaturas muy bajas pueden volver frgil una determinada materia plstica, mientras que temperaturas elevadas pueden crear fenmenos de ablandamiento y deformacin de las partes constructivas.

Slidos en suspensin tambin en este caso, conocer la naturaleza y la cantidad de las partculas suspendidas es determinante. En efecto, hay materiales que, con la misma resistencia a la agresin qumica, tienen distintas caractersticas de resistencia a la abrasin. La naturaleza de los slidos en suspensin puede influir sobre la eleccin misma del tipo de bomba: en algunos casos puede ser necesario adoptar una bomba vertical sin forros de gua o evitar el uso de bombas con acoplamiento magntico.

Instalaciones de la bomba se debe procurar que la bomba pueda aspirar en una zona del recipiente o del pozo donde el lquido presente buenas caractersticas. Por ejemplo, si el lquido tiene tendencia a crear depsitos fangosos en el fondo del pozo, el lquido se tendr que mantener en continuo movimiento para evitar la formacin de dicho fango. O de lo contrario, la aspiracin de la bomba tendr que estar ubicada a una altura tal que no pueda bombear concentraciones demasiado elevadas de fango para que no obstruyan la aspiracin.

Best Efficiency Point (BEP)Todas las bombas (tanto las centrfugas como las volumtricas) tienen lmites operativos. En modo particular, las bombas centrfugas presentan algunas limitaciones que si no estn bien consideradas pueden reducir drsticamente su duracin de trabajo. El BEP (Best Efficiency Point) no es slo el punto de trabajo ms alto sino el punto donde la velocidad y la presin son iguales sobre el rodete y sobre la voluta. En cuanto el punto de trabajo se aleja del Best Efficiency Point, la velocidad cambia, lo cual hace cambiar la presin en uno de los lados del rodete. Esta presin irregular sobre el rodete se manifiesta en un empuje radial que desva el eje de la bomba causando, entre otras cosas:

una carga excesiva sobre los cojinetes una excesiva desviacin de los sellos mecnicos un desgaste irregular del forro del eje

Los daos que pueden ocasionarse son: una duracin menor de cojinetesi o la rotura del eje. Il carico radiale massimo a tutto chiuso. Adems del range operativo recomendado, un avero a la bomba puede ser provocado por la excesiva velocidad y turbulencia. Los remolinos pueden crear daos de cavitacin capaces de destruir el cuerpo de la bomba y el rodete en brevsimo tiempo.

Cuando se elige una bomba, es muy importante no calcular mrgenes de seguridad irreales o inserir en las apreciaciones informaciones inapropiadas. La curva actual podra superar il range operativo recomendado, con serias consecuancias.Lo mejor es verificar el actual punto de trabajo de la bomba en el curso de las operaciones de bombeo (recurriendo a un medidor de caudal y/o un manmetro) para poder realizar las adaptaciones necesarias y asegurarse de que las condiciones de trabajo sean correctas y garantizar la larga duracin del servicio.

Los materialesUna atenta eleccin de los materiales de construccin, sean estructurales como de sellado y de desgaste, realizada en funcin del tipo de equipo y de los fluidos que se trasladan permiten resolver con seguridad y eficiencia los problemas de bombeo de lquidos a riesgo incluso en procesos de trabajo ms complejos.

PP (Polipropileno)Caracterizado por buenas propiedades mecnicas, por una amplia resistencia a los agentes qumicos y por una elevada temperatura de ejercicio. No es adecuado para los cidos concentrados fuertemente oxidantes y halgenos (fluor, cloro, bromo, yodo). Temperatura mxima de ejercicio: 90C

PVC (Cloruro de polivinilo)Material muy usado en instalaciones. Resistente a los cidos, bases, soluciones salinas y compuestos orgnicos. No es apropiado para hidrocarburos aromticos y clorurados. Temperatura mxima de ejercicio: 45C

PVDF (Polifluoruro de vinildeno)Presenta una excepcional resistencia a los cidos, soluciones salinas, hidrocarburos alifticos, aromticos y clorurados, a los alcoholes y a los halgenos. No es idneo para bases orgnicas, soluciones alcalinas, cetonas, steres y teres.Indicado para la industria de semiconductores y con lquidos que no se deben contaminar. Temperatura mxima de ejercicio: 100C

PE-HD (Polietileno alta densidad)

Resistencia qumica anloga al polipropileno. Apreciado por su resistencia a la abrasin. Temperatura mxima de ejercicio: 60C

EPDM (Goma etilo-proplica)Elastmero de alto mdulo elstico, buena resistencia a los cidos, bases, alcoholes y cetonas. No se aconseja para hidrocarburos, aceites y grasas. Temperatura mxima de ejercicio: 90C

FPM (Fluoroelastmero)Presenta una alta estabilidad trmica, una baja deformacin permanente y una alta resistencia qumica para cidos, solventes, lubricantes y carburantes.

Cermica (Al203 99%) SinterizadaMaterial base para anillos de sello y piezas de desgaste. Elevada dureza, resistencia al desgaste y a la accin de agentes qumicos. Desaconsejado en presencia de cido fluordrico, soda e hipoclorito de sodio a alta concentracin y temperatura.

Carburo de silicio sinterizado (SiC, sin silicio libre)Material con caractersticas ms elevadas, respecto al xido de aluminio: mayor resistencia a los shock trmicos y qumicamente inactivo a las temperaturas de ejercicio de las bombas en materiales plsticos.

PTFE (Politetrafluoroetileno)Qumicamente inactivo hasta 250 C en presencia de cualquier agente qumico, desaconsejado slo para metales alcalinos colados, para trifluoruro de cloro y flor gaseoso a elevadas temperaturas. Puede cargarse con materiales como vidrio, cermica o grafito y carbn. Excelente para componentes de sello y forros de desgaste.

FEP - PFAFluoropolmero con caractersticas de resistencia qumica anlogas al PTFE pero con menor permeabilidad. Se presta para procesos de soldadura: usado en revestimientos de resortes de sellados mecnicos y de O-ring.

SELECCIN DE BOMBAS CENTRFUGAS

DEFINICIN

Un equipo de bombeo es un transformador de energa. Recibe energa mecnica y la convierte en energa que un fluido adquiere en forma de presin, de posicin o de velocidad.

As, existen bombas que se utilizan para cambiar la posicin de un cierto

fluido. Un ejemplo lo constituye una bomba de pozo profundo, que adiciona

energa para que el agua del subsuelo salga a la superficie.

Un ejemplo de bombas que adicionan energa de presin sera un acueducto,

en donde las alturas, as como los dimetros de tubera y velocidades fuesen

iguales, en tanto que la presin es aumentada para vencer las prdidas de

friccin que se tuviesen en la conduccin.

En la mayora de las aplicaciones de energa conferida por una bomba es una

mezcla de las tres, ( posicin, presin y velocidad ), las cuales se comportan

con los principios de la mecnica de fluidos.

CLASIFICACIN GENERAL DE LAS BOMBAS

Existen varios tipos de bombas que se pueden clasificar de la siguiente manera:

* Reciprocantes

Desplazamiento

Positivo * Rotatorias

BOMBAS

* Centrifugas

Dinmicas * Especiales

BOMBAS CENTRFUGAS

Una bomba centrfuga consiste en un rodete que produce una carga de presin por la rotacin del mismo dentro de una cubierta. Las diferentes clases de bombas se definen de acuerdo con el diseo del rodete, el que puede ser para flujo radial o axial.

1. Tipo Radial

Este rodete enva por una fuerza centrfuga, el flujo del fluido en direccin radial hacia la periferia de aquel. La carga de velocidad es convertida a carga de presin en la descarga de la bomba. Por lo general, los alabes (aletas) de estos rodetes estn curvados hacia atrs. El rodete radial ha sido el tipo ms comnmente usado.

2. Flujo axial o tipo hlice

Casi toda la carga producida por este rodete es debida a la accin de empuje de las aletas. El fluido entra y sale del rodete en direccin axial o casi axial.

3. Flujo mixto

La carga se desarrolla con un rodete delgado, en parte por fuerza centrfuga y en parte por el empuje de las aletas.

Esto se consigue construyendo aletas de curva doble o en forma de hlice, de tal forma que la descarga es una combinacin de flujo axial y radial.

Los cambios de las caractersticas de los rodetes tipo radial con respecto a los de tipo axial son, respectivamente, de carga grande y flujo moderado a flujo extremadamente grande y carga baja.

VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS

Su construccin es simple, su precio es bajo.

El fluido es entregado a presin uniforme, sin variaciones bruscas ni pulsaciones. Son muy verstiles, con capacidades desde 5gpm con presin diferencial de 2 a 5 lb/pulg2 con presin diferencial de 2 a 5 lb/pulg2 hasta bombas mltiples con 3000gpm y 3000 lb/pulg2.

La lnea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin daar la bomba.

Puede utilizarse con lquidos que contienen grandes cantidades de slidos en suspensin, voltiles y fluidos hasta de 850F.

Sin tolerancias muy ajustadas.

Poco espacio ocupado.

Econmicas y fciles de mantener.

No alcanzan presiones excesivas an con la vlvula de descarga cerrada.

Mxima profundidad de succin es 15 pulgadas.

Flujo suave no pulsante.

Impulsor y eje son las nicas partes en movimiento.

No tiene vlvulas ni elementos reciprocantes.

Operacin a alta velocidad para correa motriz.

Se adaptan a servicios comunes, suministro de agua, hidrocarburos, disposicin de agua de desechos, cargue y descargue de carro tanques, transferencia de productos en oleoductos.

ESPECIFICACIN Y SELECCIN DE BOMBAS

Analizando las etapas por las que pasa la adquisicin de una bomba desde su gestacin hasta que se encuentra en servicio en la planta, se puede observar que unas corresponden al fabricante exclusivamente y otras al usuario; a partir de un punto existir un paralelismo o correspondencia entre ellos.

En el grfico se ha reseado a grandes rasgos, las etapas e indicando la correspondencia.

FABRICANTE USUARIO

Diseo de la mquina Proceso

Calculo de los elementos Normas Diseo del sistema

Modelo Clculo del sistema

Ensayos Hoja de datos

Prototipos Especificaciones

Ensayos ( Para obtener caractersticas) Peticin de oferta

Comercializacin Seleccin

Oferta Activacin

Fabricacin Inspecciones

Pruebas Pruebas

Envo Autorizacin de Envo

Recepcin

Instalacin

Servicio Tcnico Puesta en servicio

Mantenimiento

Diseo del Sistema

Cuando un proceso precisa la instalacin de una bomba, lo primero es el diseo de la instalacin; punto este que debe estudiarse con cuidado, para evitar detalles errados, presentando especial atencin a la lnea de aspiracin; evitando bolsas de aire, exceso de codos y malas disposiciones de estos; as como un correcto dimensionamiento de la tubera.

Seguidamente para el clculo del sistema se debe tener presente que los datos sean lo ms exacto en cuanto a caudales, presiones necesarias en la descarga, fluctuaciones de nivel o presin en la aspiracin, recorrido geomtrico de la tubera, peso especfico del fluido, viscosidad, temperatura, presin de vapor y cualquier otro parmetro que pueda influir en la determinacin de la curva de carga del sistema. Si es preciso se calcular el NPSH (Altura Neta Positiva de Succin Disponible).

Con estos datos se construir la curva de carga de la instalacin y se revisar la lista de los resultados, si es necesario, hacer alguna modificacin en el diseo. A continuacin se tomarn los datos que faciliten al fabricante realizar la oferta de la bomba apropiada. Esta informacin se presentar en una Hoja de Datos con el fin de encontrar fcil y ordenadamente cualquier informacin que se precise.

En resumen de lo anterior son establecidos los pasos a seleccionar correctamente una bomba centrfuga basadas en las curvas caractersticas.

Tomando como base manejo de agua clara de gravedad especfica 1.0 es determinada la capacidad necesaria de descarga a la bomba en gpm.

Determinar cuidadosamente la cabeza total dinmica del sistema en el cual es necesaria la bomba.

Recordar que la cabeza total dinmica TDH consiste en la suma de tres factores:

Cuando la bomba est por encima de la fuente de suministro de lquido a bombear y predomina una cabeza de succin a levantar (por debajo de la horizontal)

TDH = hs + hd + hf

Sin embargo, si la fuente de suministro est por encima de la bomba y el lquido fluye hacia la bomba por gravedad predomina la condicin de una cabeza esttica de succin:

TDH = hd hs + hf

donde:

hs = Cabeza esttica a levantar en la succin. La distancia vertical en pies desde el nivel libre de la fuente, hasta el eje central horizontal de la bomba.

hd = Cabeza esttica de descarga: distancia vertical en pies desde el eje central horizontal hasta la descarga libre. En caso de descargar a un equipo presionado determinar la cabeza equivalente.

hf = La cabeza en pies de lquido necesaria para vencer la resistencia de la friccin de tuberas y conexiones en ambos lados, succin y descarga.

Para determinar la cabeza total dinmica de un sistema de bombeo, tanto la cabeza de friccin como la esttica debe ser calculada para condiciones de operacin mximas o extremas. Es decir, la cabeza esttica ser la mxima a esperar a que ocurra y la cabeza por friccin determinada para la capacidad mxima de flujo.

Comparar curvas de bombas de modelos disponibles

El punto de corte de la curva de cabeza del sistema con la curva de

cabeza-capacidad de la bomba es llamado el punto de operacin de la

bomba. Esta ser la tasa de flujo que la bomba entregar al menos

que unas caractersticas del sistema sean cambiadas, por ejemplo

restringiendo la vlvula de salida.

Hoja de Datos

Se pueden encontrar ejemplos de stas en los libros especializados, especificaciones y en los catlogos de los fabricantes. Sin embargo, de manera general, las empresas usuarias confeccionan las suyas de acuerdo con sus experiencias y organizacin.

La hoja de datos debe contar con cuatro partes bsicas:

1. Identificacin de la bomba: En esta figurar en detalle, planta donde se instalar, pedido a que corresponde y cualquier otro dato que le identifique dentro de la instalacin.

2. Datos facilitados por el cliente: Aqu se indicar lo correspondiente al servicio, caractersticas del lquido bombeado, caudales y presiones, forma de accionamiento, requerimientos constructivos de la bomba en funcin del servicio que va a realizar, requisitos de los materiales, los cuales estarn de acuerdo con todas las caractersticas fisicoqumicas del fluido, pudiendo utilizarse para su eleccin la tabla que figura en la Norma API 610 emitida por la American Petroleum Institute. Se enunciar adems la indicacin de las pruebas e inspecciones que son requeridas, con la alternativa de que sean efectuadas solamente por el fabricante, el cual entregar posteriormente un certificado, o si han de ser presenciadas por el cliente.

3. Datos del Fabricante: Esta parte ir en blanco y ser llenada por el fabricante facilitando la informacin necesaria para poder hacer un estudio de la bomba ofertada. Por esta razn, es de gran importancia la eleccin de las cuestiones que se van a plantear, ya que de estas, depende la informacin que el fabricante facilite. En esta parte se consignar el modelo y tipo de la mquina, todas sus caractersticas constructivas y operacionales, datos de su lubricacin, conexiones auxiliares y principales, como todos los dems datos complementarios.

En un espacio reservado en la margen figurarn todas las notas aclaratorias del caso.

Debern tenerse en cuenta las unidades fsicas a emplear en la hoja de datos. Estas deben ser apropiadas y homogneas, utilizndose cada vez ms el Sistema Internacional (SI).

Se confeccionar una hoja para cada bomba o grupo de bombas gemelas.

4. Especificaciones: La hoja de datos describe y puntualiza las caractersticas que debe de tener la bomba. Sin embargo, hay detalles que no se incluyen por lo que se impone la redaccin de unas especificaciones donde se indiquen los requisitos mnimos que deban cumplir las maquinas.

Como ejemplo y base de estas especificaciones se tienen ya citadas

las Normas API; la numero 610 se ocupa de las bombas centrfugas

para procesos. Muchas empresas se amparan exclusivamente en esta

norma pero es importante que el usuario desarrolle sus propias

normas, llenando en esta forma algunas de las lagunas que las

referidas Normas API 610 dejan, a la vez que se adaptan a las

propias necesidades y exigencias.

Las especificaciones de este tipo deben incluir el diseo tanto de la propia bomba como el de las bancadas, acoplamientos, ejes, equipo de accionamiento, impulsores, aros de roce, cojinetes, camisas, refrigeraciones, placas de caractersticas, etc., describindose todo en cuanto formas, dimensiones, tipos, marcas deseadas en los materiales en serie a emplear, tolerancias de fabricacin y materiales a utilizar en funcin de las temperaturas, presiones y naturaleza del fluido.

Se describirn las inspecciones y pruebas que se pretendan efectuar en la bomba, tolerancias aceptables en los datos obtenidos, delimitacin de responsabilidades etc. Se indicar tambin la informacin tcnica que debe acompaar a cada bomba.

El fabricante deber indicar que puntos de la especificacin no puede cumplir o propone modificar. Este punto ser importante al efectuar el estudio comparativo de los distintos ofertantes.

Sobresale que la mejor seleccin de bombas necesita cooperacin

entre el usuario y el fabricante. Las hojas de datos estndar ayudan

a la presentacin de los datos del proceso. En estas hojas la

informacin est muy resumida, por eso el profesional o tcnico

responsable de la adquisicin de la bomba es solicitado en ocasiones

para proporcionar esquemas de la instalacin y detalles

complementarios.

Cuando son tenidos en cuenta los factores de tolerancia es preferible

anotar los valores calculados de por ejemplo cabeza y capacidad y los

valores deseados de diseo. Un factor arbitrario puede representar

la seleccin de una bomba muy costosa.

Las bombas que deben ser especificadas como auxiliares para dos

servicios diferentes necesitan cuidado, comparando el trabajo o

potencia para cada servicio, la presin diferencial y la capacidad.

La cabeza dada por una bomba centrfuga permanece casi invariable

para una capacidad dada independiente de la gravedad especfica,

( cabeza en pies x libra / libra del fluido = pies ).

Peticin de la Oferta

Una vez recopilada la informacin a suministrar el fabricante, en la

forma descrita, se proceder a enviarla a los posibles

suministradores, que previamente se han preseleccionado por su

experiencia y gama de fabricacin esperando de stos su oferta

tcnica y econmica.

Seleccin

Una vez se tiene la informacin de los ofertantes se realiza la

seleccin de la bomba ms apropiada. Para esto se procede a tabular

los datos correspondientes a los distintos ofertantes, haciendo una

comparacin homognea. Posteriormente se har un cuadro-resumen

donde se puede decidir la aceptabilidad de las bombas; esto

naturalmente depender del nmero de las ofertas recibidas y de las

distintas bombas que se tengan que analizar.

Los puntos que se analizarn en la comparacin sern, en primer lugar

que se cumplan las caractersticas exigidas en la hoja de datos y

dentro de esto, que las caractersticas estn dentro de un rango

admisible de las caractersticas de la bomba. Con este criterio se

estudiarn detenidamente los siguientes factores:

Caudal mnimo continuo.

Dimetro de los impulsores, en relacin al mximo y mnimo

admisible para el tipo ofertado.

Altura a caudal nulo, la cual debe estar entre un (-+ 10) y (+20) de

la correspondiente al punto de trabajo, para evitar excesivas

presiones al cierre de la vlvula, y por otra parte, permitir una

cierta regulacin.

NPSH requerida por la bomba. Esta nunca deber ser mayor que la

disponible y lo deseable es que se garantice, por lo menos, un

metro por debajo de aquella. Cuando la diferencia entre la

disponible y la requerida no sea mayor de 2 metros, se debe pues

solicitar su ensayo en fbrica.

Se hace una comparacin de la curva del sistema, con la terica de

la bomba ofrecida por el fabricante, situando sobre sta el punto o

los puntos de trabajo.

En la Figura se ven sobre las curvas correspondientes a una bomba, la

situacin del punto de trabajo, considerando cinco casos diferentes

que se comentan a continuacin:

1. CASO A: Se encuentra en el punto de mximo rendimiento, pero correspondiendo a

la lnea del impulsor de mximo dimetro, por lo que las caractersticas de la bomba

no podrn aumentarse de exigirlo as una modificaci6n del sistema.

2. CASO B: EL punto de trabajo se encuentra sobre la curva de dimetro mnimo de impulsor, indica un claro sobredimensionamiento de la bomba, y por lo tanto, representa as un encarecimiento.

3. CASO C: Aqu est situado en un dimetro intermedio, pero el rendimiento es muy bajo y por lo tanto, el consumo elevado; la bomba est sobredimensionada.

4. CASOS D Y E: Ambos seran tericamente correctos, pero mientras el D al aumentar el dimetro del impulsor mejorara el rendimiento, en el E disminuira.

Por lo tanto el D seria el ptimo entre los diferentes casos considerados.

Resumiendo, el punto de trabajo debe corresponder a un dimetro de impulsor no superior al 90% del mximo y situado en la parte izquierda del rendimiento mximo.

La forma de la caracterstica debe ser, asimismo, motivo de estudio. Una curva excesivamente plana no admite regulacin de caudal al estrangular la vlvula de impulsin; por el contrario, si su pendiente es grande, el punto de trabajo puede modificarse con excesiva facilidad. Los mximos en la curva deben evitarse, principalmente si han de trabajar en paralelo con otra. Esta instalacin es muy utilizada cuando se desea obtener mayor caudal con la misma altura.

Cosas a tener en cuenta

Cuando los fluidos a bombear tengan una viscosidad alta, se deber conseguir las curvas corregidas por viscosidad pues normalmente, estn preparadas para agua.

Los puntos que el fabricante presente en desacuerdo con las especificaciones enviadas debern estudiarse cuidadosamente.

Estas excepciones no indican necesariamente que la bomba ofertada

no sea la adecuada, pues las especificaciones, pues las

especificaciones, por ser generales, admiten flexibilidad segn los

casos.

En este punto del proceso se puede dar un dictamen de tipo tcnico, el cual deber completarse con otros factores, tales como plazo de entrega, garanta, servicio tcnico disponible, experiencia del fabricante etc.

Seguidamente deber realizarse el estudio econmico para lo cual se considerar no slo el precio de la mquina, sino tambin todos los costos adicionales que pueden afectar, tales como pruebas, embalaje, transporte y accesorios solicitados.

Se tomar tambin en cuenta el costo de impuestos y servicio

tcnico, no olvidando el consumo energtico de la bomba.

Es aconsejable solicitar la lista de precios, lo ms desglosada posible, para mayor facilidad en caso de un cambio o anulacin de algunas de las partidas. As, en el caso de bombas centrfugas, se pueden solicitar los siguientes:

Embalaje

Acoplamiento

Transporte

Cierre Neumtico

Pruebas solicitadas

Acoplamiento del motor en fbrica

Bancada

Tubera auxiliar

Repuestos para dos anos de funcionamiento continuo

Cualquier otro accesorio o servicio necesario

De esta manera se podr hacer una comparacin ponderada segn las

necesidades y seleccionar la mquina ms conveniente.

Activacin, Inspecciones y Pruebas

Una vez adjudicado el pedido de la bomba, el usuario har, amparado

en sus especificaciones, el seguimiento que considere oportuno del

proceso de fabricacin, tanto en lo referente a calidad y

procedimientos como al cumplimiento de plazos de ejecucin de las

distintas fases; a esto se le llama activacin.

Este seguimiento culmina con la realizacin en fbrica de las pruebas

previstas.

Las pruebas e inspecciones son generalmente las siguientes:

Inspeccin previa que consiste de la verificacin de sus

dimensiones, tolerancias y acabados de las piezas que componen la

mquina, todo esto antes de proceder al montaje.

Prueba hidrosttica. Se sometern a esta prueba todos los

elementos que trabajan a presin, tales como carcasa, cmara de

cierre, soporte de cojinetes y disipadores de calor si hay.

Todos estos elementos estarn sin pintar en el momento de la prueba y se sometern a una presin mnima de 1,5 veces la de trabajo, durante media hora.

Conjuntamente a esta prueba, se realizar un control dimensional de

espesores de las paredes, que debern ser iguales mayores a los

indicados en la "hoja de datos", teniendo en cuenta el sobre espesor

de corrosin. Tambin se comprobar la calidad de fundicin y el

taladrado de bridas.

Prueba de Funcionamiento. Una vez montada la mquina, se pondr

y mantendr en funcionamiento hasta que se estabilicen las

temperaturas de los cojinetes. Durante este tiempo, adems de

controlar la temperatura que, como norma general, no debe bajar en

ms de 40C, a la del ambiente, ni ser superior a los 80C, se

realizarn las mediciones de caudal, presin y potencia absorbida en

distintos puntos de funcionamiento, para poder determinar las curvas

de caudal-altura, caudal-potencia y caudal-rendimiento. Los puntos

que deber ensayarse para la confeccin de la curva deben ser por

lo menos cinco, estando entre ellos el de caudal cero (vlvula de

impulsin cerrada), punto contratado y el de mxima apertura de la

vlvula. Si as se solicita se efectuar la determinacin de la NPSH

requerida por la bomba.

Se observar el funcionamiento de la bomba en cuanto a suavidad de

marcha, ruidos y perdidas por cierres y retenedores.

Los datos obtenidos en cuanto a caudales, alturas, potencias, servirn

de base para calcular los puntos que determinen las curvas

correspondientes; para ello habr de tenerse en cuenta la velocidad

de giro del motor de prueba para hacer la oportuna correccin con

respecto a la nominal del motor definitivo; tambin se har en los

resultados correspondientes a potencias la correccin, segn el peso

especifico del fluido a manejar, ya que la prueba se efecta

normalmente con agua. Estos datos debern estar dentro de las

tolerancias especificadas con respecto a los solicitados.

Inspeccin Interna. Una vez realizadas las pruebas de

funcionamiento se proceder a desmontar la mquina completamente,

con el fin de efectuar una inspeccin de las partes que han estado en

movimiento y poder controlar las dimensiones y deformaciones donde

interese. Las inspecciones a realizar sern:

Comprobacin del estado y terminacin del eje, camisas, aros de

desgaste, impulsores, cierres mecnicos o empaquetaduras cojinetes

y rodamientos.

Se controlaran las siguientes medidas: dimetro final del impulsor,

juego de los aros de roce, control muy importante, pues un juego

pequeo aumenta el rendimiento por haber menos recirculacin

interna, pero el desgaste durante el funcionamiento es mucho mayor,

principalmente si el lquido no es limpio por lo que interesa un huelgo

grande pero sin perjudicar el rendimiento.

Control dimensional que es de gran importancia por las desagradables

sorpresas, que en algunas ocasiones depara el hecho que la bomba no

est de acuerdo con los planos, principalmente la bancada, ya que

normalmente se tiene finalizada la obra civil cuando se recibe la

mquina. Lo mismo puede ocurrir con la situacin de las bridas si se

tiene prefabricada la tubera. Se pone especial inters en comprobar

los siguientes puntos.

Distancias y dimensiones de los taladros de bancada, que

corresponde a los pernos de anclaje a la fundacin.

Provisin en la bancada de los necesarios orificios para

llenado del mortero de asiento.

Comprobacin de la altura disponible para la mquina motriz.

Dimensiones y posicin de las bridas de conexin.

Recepcin

Cuando la bomba llegue a la planta se deber tener a la mano toda la

informacin necesaria, no solo para poder hacer el montaje, sino para

constituir un plan con vista a su puesta en marcha y futura operacin

y mantenimiento.

Esta informacin deber constar de los siguientes documentos:

Plano de conjunto actualizado.

Plano de tubera auxiliar.

Plano del cierre mecnico o empaquetadura.

Plano de seccin con piezas numeradas y su

correspondiente denominacin y cdigo.

Lista de repuestos recomendada para dos aos de

funcionamiento.

Hoja de datos, revisada con las caractersticas finales.

Algunos tipos de bombas comerciales

LA SERIE CN : QUMICA NORMALIZADA ISO 2858/ISO 5199 PN16

DE IMPULSOR CERRADO.

Construccin :

Construccin segn ISO 5199 y dimensiones

segn ISO 2858.

Diseo PROCESS : desmonte sin desacoplar

las tuberas o el motor.

Prevista para los servicios severos y continuos.

Bridas estndares DIN/NFE PN16.

Bastidor de 3 rodamientos lubrificados por

el aceite del engrasador de nivel constante.

Impulsor cerrado, con anillo de usura sobre cuerpo.

Anillo de usura sobre impulsor en opcin segn tamao

Eje totalmente protegido del lquido bombeado.

Estanquidad por trenzas o sello mecnico normalizado

simple, doble o tndem.

Control de la presin en la caja de guarnicin

por las alabes dorsales del impulsor.

Cmara de refrigeracin en estndar.

Intercambiabilidad mxima de las piezas constitutivas de

la serie.

Excelente rendimiento.

NPSH requerido el ms bajo.

Modelos corrientes en stock.

Cualidades tcnicas :

Caudal : de 2 a 5 000 m3/h o de 10 a 22 000 U.S GPM.

Altura manomtrica total : hasta 165 m o 540 pies .

Presin mxima de servicio : hasta 20 bar.

Temperatura de servicio admisible :

de 40 hasta 180 C.

Velocidad mxima : 3 000 rpm a 50 Hz o

3 600 rpm a 60 Hz.

Los materiales estndar :

Fundicin.

Acero inoxidable austentico 18/10/2,5*.

Acero inoxidable austentico 20/25/4 +Cu*.

Acero inoxidable austeno-ferritico 26/5/2+Cu*.

Otros materiales realizables por pedido : titanio,

nquel, Hastelloy.

* Los valores indicados son los porcentajes en Cr/Ni/Mo

Las industrias :

Industria qumica.

Industria petroqumica.

Industria siderrgica.

Industria alimenticia.

Centrales trmicas.

Electro-metalurgia

Los derivados :

CDN : Con impulsor de descarga.

CNS : Impulsor semi-abierto.

CDNSF : Impulsor semi-abierto,

platillo de usura y sello hidrodinmico.

CNSFR : Cuerpo con cmara de calentamiento.

CDNSFR : Cuerpo con cmara de calentamiento

y sello hidrodinmico.

CNSB : Sello hidrodinmico por bastidor

con silla soporte con masas centrfugas.

CMNV : Verticalizada monobloque tipo cmara seca.

CPNS : Con impulsor especial para pasta de papelera.

Para caudales superiores a 5 000 m/h, la serie CN se completa por

una serie de bombas hlico-centrfugas disponibles por pedido.

AC- Bomba Centrfuga autocebante horizontal

Aplicaciones

Para lquidos sucios, barrosos, con pequeos slidos en

suspensin.

Desagote de piletas de natacin, stanos, excavaciones,

minas, y canteras.

Avenamiento de napas para fundaciones en obras

hidrulicas, tendido de caeras o conductores subterrneos.

Trasvases de lquidos limpios o sucios en industrias

frigorficas, vitivincolas, textiles, alimenticias, petroqumicas,

etc.

Cualidades

Rotor: Semiabierto, de fundicin gris de grano fino, hidrulica y

mecnicamente balanceado. Posee paletas compensadoras del empuje

axial.

Disco de desgaste: Recambiable, de fundicin gris, permite recuperar

los ajustes necesarios para el ptimo funcionamiento del rotor.

Eje: de acero S.M SAE 1045. Correctamente dimensionado elimina

flechas perjudiciales y asegura un giro sin vibraciones.

Rodamientos: a bolillas, calculados para servicio pesado y continuo en

las condiciones de trabajo ms desfavorables.

Cierre mecnico: asegura absoluta hermeticidad, tanto para evitar la

salida de lquido como para impedir la entrada de aire, condicin de

fundamental importancia en las bombas autocebantes.

Sentido de giro: es el indicado en la bomba por una flecha. No debe

hacerse girar en seco pues se daara el cierre mecnico.

Lubricacin: la bomba sale de fbrica con grasa en los cojines para un

servicio de 3 meses. Cuando se ponga lubricante no se emplee en

exceso; debe usarse grasa adecuada en los rodamientos y grasa

insoluble en el cierre mecnico.

RS- Bomba centrfuga horizontal

Aplicaciones

Riego en general.

Sistemas de incendio.

Aire acondicionado.

Uso industrial en general.

Abastecimiento de agua potable.

Cualidades

Cuerpo de bomba: del tipo de cmara espiral, de fundicin de amplios

espesores, partido verticalmente. La boca de impulsin, a bridas,

puede ocupar cuatro posiciones distintas giradas de 90, excepto en

los modelos RS 88 y RS 1212 que llevan el pedestal de apoyo

integralmente fundido con el cuerpo. En la ejecucin normal, la boca

de impulsin va hacia arriba. La tapa de succin, tambin de hierro

fundido, va abollonada al cuerpo.

Rotor: de fundicin, cerrado, aspiracin simple, hidrulica y

mecnicamente balanceado.

Eje de acero, de amplia resistencia y rigidez para reducir al mnimo

las deformaciones y vibraciones.

Anillo de desgaste: del tipo renovable, de bronce, con el juego

adecuado como para disminuir al mnimo las prdidas por retorno.

Manguito protector del eje: de bronce, renovable. Abarca toda la

extensin de la caja prensa-estopa.

Caja de prensa-estopa: profunda. De dimensiones adecuadas para el

uso de empaquetadura cuadrada y de fcil acceso para recambio. En

la ejecucin normal se provee el anillo de cierre hidrulico, de bronce,

alimentado desde la cmara espiral por un tubo de cobre.

Cojinetes: dos cojinetes del tipo de bolillas, ampliamente

dimensionados para asegurar un rodamiento satisfactorio y larga vida.

Lubricados con grasa y debidamente protegidos del polvo y la

humedad.

Cierre mecnico: con un costo adicional, todas las bombas pueden

suministrarse con cierre mecnico en reemplazo de la caja de prensa-

estopa y empaquetadura. Para el caso es necesario conocer la

temperatura y caractersticas del lquido a bombear

Caballete de soporte: es el elemento de apoyo de la bomba, salvo en

los modelos RS 88 y RS 1212. Contiene el alojamiento de los

cojinetes. Es del tipo reforzado, ejecutado en hierro fundido.

Rotacin: a la derecha, mirando desde la toma de fuerza.

BIBLIOGRAFA

BEJARANO RICO, Rafael. LATORRE CHACON,

Leonardo

Bombas Centrifugas Seleccin, Instalacin,

Operacin, Mantenimiento.

Catalogos de Bombas Centrifugas suministrados por la

empresa BOMBAS Y RIEGOS, Medelln, Colombia.

www.altavista.com

Bombas Centrfugas. Aplicacin, Sistemas, Principios Fundamentales y Seleccin (pgina 2)

Enviado por F lix Mendoza Gonz lez ? ?

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Partes: 1, 2

Sistema (lneas de flujo).

En muchas ocasiones el sistema al cual se necesita acoplar una bomba existe con anterioridad, y el trabajo se reduce a conocer y entender bien las caractersticas del mismo, para as poder determinar satisfactoriamente la bomba necesaria para poder cumplir con los requerimientos del proceso.

Asumiendo que se debe concebir el sistema para que satisfaga las necesidades del proceso, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

Caudal requerido. Cabeza requerida (este aspecto est fuertemente influenciado por las caractersticas del sistema). Fluido a bombear. Temperatura del fluido.

La caracterstica de un sistema est dada por la curva de cabeza-caudal, la cual est dada por dos componentes; la cabeza esttica total, TSH, (Fija. Independiente del caudal manejado) y la Cabeza Dinmica, CD, (Variable. Dependiente del caudal manejado).

Esta Cabeza Esttica Total (TSH) se determina fsicamente sobre el sistema, y generalmente se dan las dos configuraciones siguientes:

La bomba se encuentra por encima del nivel de succin (Fig.2). La bomba se encuentra por debajo del nivel de succin (Fig.3).

Fig. 2 ? Bomba por encima de la succin.

En este caso la Cabeza Esttica Total (TSH) es la suma de la Elevacin de Succin Esttica (SSL), ms la Cabeza Esttica de Descarga (SDH).

Fig. 3 ? Bomba por debajo de la succin.

En este caso la Cabeza Esttica Total (TSH) es la diferencia entre la Cabeza Esttica de Descarga (SDH), menos la Cabeza Esttica de Succin (SSH).

La Cabeza Dinmica es variable, ya que depende de varios factores, como son; caudal manejado por el sistema (velocidad de flujo), las caractersticas fsicas de la tubera (dimetro y rugosidad) y la viscosidad del fluido (es funcin de la temperatura), forma general de la lnea (accesorios y vlvulas).

Dicha cabeza cuantifica las perdidas de energa que se generan por friccin en la tubera, y cambios de direccin (o obstrucciones) producto de las vlvulas y los accesorios.

Para calcular las prdidas por friccin el la tubera se utiliza la ecuacin de Darcy-Weisbach:

Donde: = Factor de friccin.

Para calcular las prdidas por accesorios y vlvulas se utiliza el mtodo de Coeficiente de Resistencia K. Con la siguiente ecuacin:

Donde: K= Factor de friccin.

As la cabeza dinmica es igual a la suma de las dos expresiones anteriores.

Ahora, la caracterstica total del sistema est dada por (Fig. 4):

Fig. 4 ? Caracterstica H-Q del Sistema.

Ahora, ya que est determinado el comportamiento del sistema dependiendo del caudal manejado, revisaremos las caractersticas de la bomba, para as elegir la bomba mas apropiada.

Principios fundamentales.

Una bomba centrifuga es una maquina que convierte la potencia de entrada (rotativa, motor) en energa cintica en el fluido por medio de un mecanismo giratorio, el impulsor.

El principal fenmeno fsico de transferencia de energa es el efecto centrfugo ejercido sobre el fluido. Adicionalmente, el efecto de la forma de la voluta o carcaza sobre el fluido es la transformacin de energa (de cabeza de velocidad a cabeza de presin) por el fenmeno de continuidad, tambin contribuye al aumento del nivel energtico del fluido en la descarga de la bomba (Fig. 5).

Fig. 5 ? Arreglo Impulsor-Voluta.

El nivel energtico del fluido en cualquier punto (*) esta dado por la expresin:

Considerando que la bomba transfiere energa al fluido, se puede hacer un balance energtico entre la succin y la descarga de la bomba; puntos 1 y 2, respectivamente (Fig.6).

Fig. 6 ? Balance energtico de la bomba.

La energa entregada por la bomba al fluido, despreciando la transferencia de calor y el trabajo viscoso est dada por H, (en trminos de cabeza).

Dado que existen perdidas internas en las bombas de tipo hidrulicas, volumtricas y mecnicas; cobra sentido definir la eficiencia de la bomba.

En funcin de la potencia transferida al fluido y la potencia entregada a la bomba por el eje del motor, se define la eficiencia as:

El movimiento del impulsor genera una baja presin en la succin de la bomba, lo cual hace que el fluido se mueva hacia el ojo del impulsor (Fig.7).

Fig. 7 ? Distribucin de presin en el impulsor de una bomba centrfuga radial.

En la figura anterior se muestra la generacin de la presin en la medida en que el lquido va abandonando el impulsor. Adicionalmente se muestra claramente la diferencial de presin entre el lado convexo con relacin al cncavo del alabe.

Ahora, despus de entender el funcionamiento de una bomba, es momento de ver como se comporta una bomba centrfuga radial, en funcin de sus variables de operacin.

Los fabricantes de bombas proveen las curvas caractersticas de la bomba, las cuales muestran la cabeza, la eficiencia, potencia y NPSH-R, versus el caudal manejado por la bomba (Fig. 8).

Fig. 8 ? Curvas caractersticas de la bomba.

En este momento es importante definir el BEP, (siglas en ingles de Punto de Mejor Eficiencia); este punto como su nombre lo dice, esta asociado a los parmetros de operacin de la bomba en la cual su eficiencia es mxima. As, entonces hay un valor de caudal y de cabeza relacionados al BEP (QBEP y HBEP). Lo ideal es trabajar la bomba en este punto (o en su vecindad), para suplir las necesidades del proceso.

Seleccin.

En este momento, ya es claro el comportamiento individual y por separado, del sistema y de la bomba. Ahora el trabajo consiste en hacer una buena seleccin de la bomba, segn los requerimientos del proceso (principalmente, cabeza y caudal requerido).

Hay que hacer especial claridad y nfasis en que; una bomba centrfuga siempre tratar de operar en el punto donde su curva caracterstica se intercepte con la curva caracterstica del sistema (Fig. 9).

Fig. 9 ? Comportamiento conjunto Sistema - bomba.

El paso siguiente es la seleccin de la bomba, para esto se debe tener en cuenta dos aspectos primordiales:

1. Y

2. Buscar una bomba que los valores de cabeza y caudal en su BEP, coincidan sean similares a la cabeza y caudal requeridos por el proceso. As: 3. Buscar una bomba la cual tenga una curva cabeza-caudal (H-Q), cuya caracterstica pueda cumplir los posibles rangos de operacin para satisfacer el proceso.

El primer punto anterior no es mucho lo que nos puede decir sobre el tipo de bomba a utilizar dado que varias bombas, de varios tipos, pueden tener un BEP que se acerque al requerido por el proceso. Pero al tener conocimiento sobre el rango de trabajo que requiere el proceso, toma sentido el segundo punto anterior, dado que buscaramos una bomba que satisfaga las necesidades pertinentes.

A continuacin se presentaran tres curvas con caractersticas H-Q muy diferentes, con los mismos valores de cabeza y caudal para el BEP.

Fig. 10 ? Curvas caractersticas ? bomba flujo Radial.

Fig. 11 ? Curvas caractersticas ? bomba flujo Mixto.

Fig. 12 ? Curvas caractersticas ? bomba flujo Axial.

Cada una de las tres bombas anteriores cumplen a cabalidad el primer aspecto a tener en cuenta en la seleccin de la bomba. Como se mencion anteriormente, para poder satisfacer el segundo punto es necesario conocer el rango de operacin del proceso para as elegir una bomba cuya curva H-Q satisfaga dichos requerimientos, sin alejarse significativamente del punto de mejor eficiencia de la bomba.

Adems de la cabeza y el caudal, tambin estn asociados al BEP, un valor de potencia (bhp) y un valor de NPSHR (siglas en ingles de Cabeza Neta de Succin Positiva Requerida).

La potencia requerida en el BEP puede ser conseguida dependiendo del motor seleccionado, por lo general esto no genera mucho inconveniente dada la amplia gama de motores desarrollados en la industria.

El termino NPSHR es una medida de la energa mnima requerida en el ojo de succin de la bomba, para garantizar el buen funcionamiento de la bomba.

El NPSHR es un parmetro de la bomba y es determinado y suministrado por el fabricante de la bomba.

Este parmetro debe ser comparado contra el NPSHA (siglas en ingles de Cabeza Neta de Succin Positiva Disponible), el cual est determinado por las caractersticas del tramo de succin del sistema, y se puede mejorar aumentando el dimetro de la tubera de succin, mejorando la calidad de dicha tubera, reduciendo la distancia de la tubera de succin y la cantidad de accesorios en la lnea. Todo lo anterior con el fin de garantizar que:

Muchos autores y la practica aconseja que:

esto con la intencin de tener un factor de seguridad para evitar el negativo fenmeno de cavitacin, el cual aqueja frecuentemente los sistemas de bombeo.

Teniendo en cuenta los aspectos tratados, seguramente se concebirn sistemas de bombeo ptimos y eficientes, que garantizarn las mejores condiciones de funcionamiento teniendo en cuenta el aspecto econmico desde el punto de vista de inversin inicial y de operacin a lo largo de la vida til de todo el sistema de bombeo.

Referencias:

"Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe". CRANE. Technical Paper No. 410. "Pump Handbook". Karassik ? Messina ? Cooper ? Heald. Thrid Edition. McGraw - Hill. "Bombas Rotodinamicas y de Desplazamiento Positivo". Burton ? Loboguerrero. Edicin Julio 1999. UNIANDES. "Enginner?s Guide to Rotating Equipment ? The Pocket Reference". Mattews. Professional Enginnering Publishing. Goulds Pumps. ITT Industries. Seminario Bombas Centrifugas. Seleccin, Operacin, y Funcionamiento. ASME International. Bogot, Agosto/05.

Flix Mendoza Gonzlez

Ingeniero Mecnico.

MAQUINA HIDRULICA

Una maquina hidrulica es un transformador de energa, esto es, recibe energa mecnica que puede proceder de un motor elctrico, trmico, etc., y la convierte en energa que un fluido adquiere en forma de presin, de posicin, o de velocidad.

Otra definicin puede ser: mquina hidrulica (bomba), es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir lquidos y gases. En todas ellas se toman medidas para evitar la cavitacin (formacin de un vaco), que reducira el flujo y daara la estructura de la bomba

Para una mayor claridad, buscando una analoga con las maquinas elctricas, y por el caso especific del agua, una bomba seria un generador hidrulico.

Es conveniente no confundirse con la funcin que realiza una turbina, ya que la turbina realiza una funcin inversa al de una bomba, esto es, transforma energa de un fluido en energa mecnica.

Clasificacin de las mquinas hidrulicas

Las bombas o maquinas hidrulicas se clasifican segn dos consideraciones generales diferentes:

Las que toman en consideracin caractersticas de movimiento de lquidos y

La que se basa en el tipo o aplicacin especifica para los cuales se ha diseado la bomba. El uso de estos dos mtodos de clasificacin de bombas puede despertar gran inters en una gran cantidad de aplicaciones.

A continuacin se muestra una clasificacin de los diversos tipos de bombas que puede ser til para tener una idea ms clara de las clases y tipos de estas.

Clase Tipo

Centrifuga

Voluta

Difusor

Turbina regenerativa

Turbina vertical

Flujo mixto

Flujo axial

Rotatoria

Engranes

Alabes

Leva y pistn

Tornillo

Lbulo

Bloque de vaivnReciprocante Accin directa

Potencia

Diafragma

Rotatoria - Pistn

Bombas centrfugas

Las bombas centrfugas, tambin denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio sumergido en el lquido. El lquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presin. El rotor tambin proporciona al lquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presin en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presin pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de gua para reducir poco a poco la velocidad del lquido. En las bombas de baja presin, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad.

El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de lquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una vlvula de retencin en el conducto de succin, que mantiene el lquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta vlvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba introduciendo lquido desde una fuente externa, como el depsito de salida. Por lo general, las bombas centrfugas tienen una vlvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presin.

En el caso de flujos bajos y altas presiones, la accin del rotor es en gran medida radial. En flujos ms elevados y presiones de salida menores, la direccin de flujo en el interior de la bomba es ms paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor acta como una hlice. La transicin de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.

Los tipos de bombas centrifugas:

Volute

Diffuser

Regenerative-turbine

Vertical-turbine

mixed-flow

axial-flow (propeller)

Estos seis tipos de bombas centrifugas, pueden ser Single-stage o multi-stage.

Caractersticas de la Bombas Centrifugas

La figura muestra la seccin axial de un compresor centrfugo de tres escalonamientos de presin, con las denominaciones de los diferentes elementos de que est constituida la mquina.

A Cubierta inferior

B Cubierta superior

C Tapa del cojinete

D Mitad inferior del cojinete

E Mitad superior del cojinete

F Tapa del agujero de engrase

G Anillo de engrase

H Anillo de retencin de aceite

I Rodete

J Tuerca del rodete

K rbol

L Manguito del rbol

M Tapa del prensaestopas (mitad)

N Pernos del prensaestopas

O Aros de cierre de la cubierta

P Aros de cierre del rodete

Q Anillo linterna

R Platos de acoplamiento

S Collar de empuje

R Pernos y tuercas del acoplamiento

U Bujes del acoplamiento

V Extremo de la caja prensaestopas

Bombas rotatorias

En resumen una bomba rotatoria, es una maquina de desplazamiento positivo, dotada de movimiento rotativo.

Estas bombas se clasifican en dos grupos:

Segn el rgano desplazador

Maquinas de mbolos

Maquinas de engranajes

Maquinas de paletas

Segn la variedad del Caudal

Maquinas de desplazamiento fijo

Maquinas de desplazamiento variable

Tipos de bombas rotatorias

Bomba de leva y pistn

Bomba de engranajes exteriores

Bomba de dos lbulos

Bomba de tres lbulos

Bomba de cuatro lbulos

Bomba de tornillo simple

Bomba de doble tornillo

Bomba de triple tornillo

Bomba de paletas oscilantes

Bomba de paletas deslizantes

Bomba de bloque deslizante

Bombas reciprocantes

Las bombas estn formadas por un pistn que oscila en un cilindro dotado de vlvulas para regular el flujo de lquido hacia el cilindro y desde l. Estas bombas pueden ser de accin simple o de accin doble. En una bomba de accin simple el bombeo slo se produce en un lado del pistn, como en una bomba impelente comn, en la que el pistn se mueve arriba y abajo manualmente. En una bomba de doble accin, el bombeo se produce en ambos lados del pistn, como por ejemplo en las bombas elctricas o de vapor para alimentacin de calderas, empleadas para enviar agua a alta presin a una caldera de vapor de agua. Estas bombas pueden tener una o varias etapas. Las bombas alternativas de etapas mltiples tienen varios cilindros colocados en serie.

Las bombas reciprocantes son unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistn o embolo a travs de la distancia de carrera. Sin embargo, no todo el lquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando estos, el volumen del liquido desplazado en una carrera del pistn o embolo es igual al producto del rea del pistn por la longitud de la carrera.

Tipo de bombas reciprocantes

Existen bsicamente dos tipos de bombas reciprocantes; las de accin directa, movidas por vapor y las bombas de potencia. Pero existen muchas modificaciones de los diseos bsicos, construidas para servicios especficos en diferentes campos. Algunas se clasifican como bombas rotatorias por los fabricantes, aunque en realidad utilizan un movimiento reciprocantes de pistones o mbolos para asegurar la accin de bombeo. Bombas de accin directa. En este tipo, una varilla comn de pistn conecta un pistn de vapor y uno de lquido o embolo. Las bombas de accin directa se construyen, simples (un pistn de vapor y un pistn de liquido, respectivamente), y duplex (dos pistones de vapor y dos de liquido).

Las bombas de accin directa horizontales simples y duplex, han sido por mucho tiempo apreciadas para diferentes servicios, incluyendo la alimentacin de calderas en presiones de bajas y medianas, manejo de lodos, bombeo de

aceite y agua, y muchos otros. Se caracterizan por la facilidad de ajuste a la columna, velocidad y capacidad, tiene una buena eficiencia a lo largo de una extensa regin de capacidades.

Las bombas de embolo, se usan para presiones mas altas que los tipos de pistn. Al igual que todas las bombas reciprocantes, las unidades de accin directa tienen un flujo de descarga pulsante.

Bombas de potencia. Estas tienen un cigeal movido por una fuente externa, generalmente un motor elctrico-, banda o cadena. Usualmente se usan engranes entre el motor y el cigeal para reducir la velocidad de salida del elemento motor. Cuando se mueve a velocidad constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto casi constante para una amplia variacin de la columna, y tiene buena eficiencia.

El extremo lquido, que puede ser del tipo de pistn o embolo, desarrolla una presin elevada cuando se cierra la vlvula de descarga. Por esta razn, es prctica comn el proporcionar una vlvula de alivio para la descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubera. Las bombas de accin directa, se detienen cuando la fuerza total en el pistn del agua iguala a la del pistn de vapor; las bombas de patencia desarrollan una presin muy elevada antes de detenerse.

Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de alta presin y tiene algunos usos en la alimentacin de calderas, bombeo en lneas de tuberas, proceso de petrleos y aplicaciones similares. Las bombas de potencia de alta presin son generalmente verticales pero tambin se constituyen unidades horizontales.

Bombas de tipo potencia de baja capacidad. Estas unidades se conocen tambin como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de ;proporcin ;. Su uso principal es para controlar el flujo de pequeas cantidades de lquido para alimentar calderas, equipos de proceso y unidades similares.

La capacidad de estas bombas depende de la longitud de carrera, esta usa un diafragma para bombear el liquido que se maneja, pero el diafragma esta accionado por un embolo que desplaza aceite dentro de la cmara de la bomba. Cambiando la longitud de la carrera del embolo se varia el desplazamiento del diafragma.

Bombas de tipo diafragma. La bomba combinada de diafragma y pistn generalmente se usa solo para capacidades pequeas. Las bombas de diafragma se usan para gastos elevados de lquidos ya sean claros o conteniendo slidos. Tambin son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones cidas y alcalinas, as como mezclas de agua con slido que puedan ocasionar erosin. Un diafragma de material flexible no metlico, puede

soportar mejor la accin erosiva y corrosiva de las partes metlicas de las bombas reciprocantes. La bomba de roci de diafragma de alta velocidad y pequeo desplazamiento esta provista de una solucin de tipo discoidal y vlvulas de descarga. Ha sido diseada para manejar productos qumicos.

Limitacin de la altura se succin de una bomba centrifuga

Entre los factores ms importantes que afectan la buena operacin o funcionamiento de una bomba centrfuga, estn las condiciones existentes en la succin. Alturas de succin exageradas, por regla general, reduce la capacidad de funcionamiento y la eficiencia de la bomba centrfuga y puede originar serio problemas o dificultades debido a la presencia del fenmeno de cavitacin.

Por mucho tiempo se considero y se sigue considerando que 4.6 metros al nivel del mar, manejando agua limpia a 15.6 c es la altura mxima de succin conveniente para un buen funcionamiento de la bomba centrfuga, sin embargo en la actualidad se dice que una bomba centrfuga es capaz de trabajar correctamente con alturas de succin mayores a 4.6 metros si tales alturas han sido fijadas convenientemente.

Por el hecho de considerar de tanta importancia los lmites de succin es porque los fabricantes de bombas centrfugas construyen curvas lmites de altura de succin para cada bomba en particular, deduciendo estas en forma experimental.

La razn para tanto inters en limitar la altura de succin es la influencia tan decisiva que tiene esta, tanto en el gasto elevado como en la eficiencia de la bomba, tal como se ha comprobado por la experiencia y cuyos resultados han sido consignados en la siguiente tabla.

Altura de succin

Gasto ( Lts / segundo )

Eficiencia mecnica (%)

4.6 44.3 775.5 43.2 766.4 33.1 6673 24.3 65

8.25 15.8 49

Estos datos nos indican, sin lugar a duda, la gran reduccin tanto en el gasto como en la eficiencia mecnica que da una bomba centrfuga a medida de que se aumenta la altura de succin y enfatiza la necesidad de tener la altura de succin correcta, si se desea obtener el gasto necesario y la mayor eficiencia posible.

Pero no solo la eficiencia de la bomba se ve afectada, si ni tambin la estructura fsica de la bomba se ve perjudicada debido a la cavitacin.

Cavitacin

Es el fenmeno provocado cuando el liquido bombeado se vaporiza dentro del tubo de succin o de la bomba misma, debido a que la presin de ella se reduce hasta ser menor que la presin absoluta de saturacin del vapor de liquido a la temperatura de bombeo.

Motores para bombas

Probablemente se han usado en las bombas toda clase de motores y fuentes de potencia, con algn tipo de transmisin de potencia, cuando es necesario. Una bomba pude ser accionada por:

Motores elctricos.

Turbinas de vapor.

Turbinas de gas.

Turbinas hidrulicas.

Turbinas de expansin de gas.

Motores de gasolina.

Motores de diesel.

Motores de gas.

Motores de aire.

Los medios para la transmisin de potencia del motor a la bomba incluyen coples flexibles, engranes, bandas planas o V, cadenas, as como acoplamientos hidrulicos y magnticos o engranes.

Aplicaciones de las mquinas hidrulicas

Las bombas de desplazamiento positivo o reciprocantes son aplicables para:

Gastos pequeos

Presiones altas

Lquidos limpios.

Las rotatorias para:

Gastos pequeos y medianos

Presiones altas

Lquidos viscosos.

Bombas de tipo centrfugo

Gastos grandes

Presiones reducidas o medianas

Lquidos de todos tipos, excepto viscosos

Las bombas reciprocantes se usaron mucho y su sustitucin por las centrfugas ha corrido al parejo de la sustitucin del vapor por energa elctrica, como fuentes de energa.

Calculo de la potencia requerida por una bomba

La potencia requerida por una bomba se calcula en forma aproximada por la formula:

P =

Donde:

H = altura manomtrica en metros

P = potencia en KW

Q = capacidad de la bomba en litros/seg.

= rendimiento de la bomba. Se toma: 0.4 a 0.8 para bombas centrfugas y 0.6 a 0.7

para bombas de pistn.

La altura manomtrica se calcula como:

H = HA + HR + P

HA = altura de aspiracin en metros

H = altura de recurrencia en metros

P = perdidas en tuberas, codos, etc. en metros.

Tambin se puede usar la formula simplificada:

HP =

Donde:

HP =Potencia de la bomba en HP.

H = Altura de elevacin del agua en metros.

= rendimiento de la instalacin ( 0.6 a 0.7)

Introduccin:

Una bomba es una turbo mquina generadora para lquidos. La bomba se usa para transformar la energa mecnica en energa hidrulica.

La bombas se emplean para bombear toda clase de lquidos, (agua, aceites de lubricacin, combustibles cidos, lquidos alimenticios, cerveza, leche, etc.), ste grupo constituyen el grupo importante de l as bombas sanitaria. Tambin se emplean las bombas para bombear los lquidos espesos con slidos en suspensin, como pastas de papel, melazas, fangos, desperdicios, etc.

Un sistema de bombeo puede definirse como la adicin de energa a un fluido para moverse o trasladarse de un punto a otro.

Una bomba centrfuga es una mquina que consiste en un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o crter; o una cubierta o carcasa. Las paletas imparten energa al fluido por la fuerza centrfuga.

Uno de los factores mas importantes que contribuyen al creciente uso de bombas centrfugas ha sido el desarrollo universal de la fuerza elctrica.

Descripcin de las Bombas Centrfugas y de Flujo Axial:

El elemento rotativo de una bomba centrfuga se denomina impulsor. La forma del impulsor puede forzar al agua a salir en un plano perpendicular a su eje (flujo radial); puede dar al agua una velocidad con componentes tanto axial como radial (flujo mixto) o puede inducir un flujo en espiral en cilindros coaxiales segn la direccin del eje (flujo axial). Normalmente, a las mquinas con flujo radial o mixto se les denomina bombas centrfugas, mientras a las de flujo axial se las llama bombas de flujo axial o bombas de hlice. Los impulsores de las bombas radiales y de las mixtas pueden abiertos o cerrados. Los impulsores abiertos consisten en un eje al cual estn unidos los labes, mientras que los impulsores cerrados tienen lminas (o cubiertas) a cada lado de los labes.

Las bombas de flujo radial tienen una envolvente helicoidal, que se denomina voluta, que qua el flujo desde el impulsor hasta el tubo de descarga. El incremento de la seccin transversal a lo largo de la envolvente tiende a mantener constante la velocidad en su interior.

Algunas bombas tienen labes difusores en la voluta. Estas bombas son conocidas como turbobombas.

Las bombas pueden ser unicelulares o multicelulares. Una bomba unicelular tiene un nico impulsor, mientras que una multicelular tiene dos o mas impulsores dispuestos de forma que la salida de uno de ellos va a la entrada siguiente.

Es necesario emplear una disposicin apropiada de las tuberas de aspiracin y descarga para que una bomba centrfuga funcione con su mximo rendimiento. Por motivos econmicos, el dimetro de la cubierta de la bomba en la aspiracin y descarga suele ser

menor que el del tubo al cual se conecta. Si existe un reductor horizontal entre la aspiracin y la bomba, deber utilizarse un reductor excntrico para evitar la acumulacin de aire. Deber instalarse una vlvula de pie (vlvula de registro) en el tubo de aspiracin para evitar que el agua abandone la bomba si sta se detiene. La tubera de descarga suele incorporar una vlvula de registro una vlvula de cierre. La vlvula de registro evita que se cree un flujo de retorno a travs de la bomba en caso de que halla una cada de potencia. Las tuberas de aspiracin que toman agua de un depsito duelen tener un filtro para prevenir la entrada de partculas que pudieran atascar la bomba.

Las bombas de flujo axial suelen tener solo dos o cuatro palas, por lo que tienen grandes conductos sin obstculos, que permiten trabajar con agua que contengan elementos slidos sin que se produzca atascos. Los labes de algunas bombas axiales grandes son ajustables para permitir fijar la inclinacin que d el mejor rendimiento bajo condiciones reales.

Altura Desarrollada por una Bomba:

La h desarrollada por una bomba se determina midiendo la presin en la aspiracin y en la salida de la bomba, calculando las velocidades mediante la divisin del caudal de salida entre las respectivas reas de las secciones transversales y teniendo en cuenta la diferencia de altura entre la aspiracin y la descarga. La altura neta h suministrada por la bomba al fluido es

donde los subndices d y as se refieren a la descarga y aspiracin de la bomba. Si las tuberas de descarga y aspiracin son del mismo tamao, las componentes de la altura correspondiente a la velocidad se cancelan, sin embargo en general la tubera de entrada es mayor que la de salida.

La normativa de ensayo indica que la altura desarrollada por una bomba es la diferencia entre la carga en la entrada y en la salida. Sin embargo, las condiciones del flujo en la brida de salida son normalmente demasiado irregulares para tomar medidas de presin precisas, y es ms seguro medir la presin alejndose de la bomba diez o mas veces el dimetro del tubo y aadir una estimacin de la prdida por friccin para esa longitud del tubo.

En la entrada algunas veces existe prerotacin en la zona del tubo cercana a la bomba y esto puede hacer que las lecturas depresin obtenidas con un instrumento de medida sean diferentes a la presin media real en dicha seccin.

Rendimiento de las Bombas:

Cuando un lquido fluye a travs de una bomba, slo parte de la energa comunicada por el eje del impulsor es transferida el fluido. Existe friccin en los cojinetes y juntas, no todo el lquido que atraviesa la bomba recibe de forma efectiva la accin del impulsor, y existe una perdida de energa importante debido a la friccin del fluido. sta prdida tiene varias componentes, incluyendo las prdidas por choque a la entrada del impulsor, la friccin por el paso del fluido a travs del espacio existente entre las palas o labes y las prdidas de alturas al salir el fluido del impulsor. El rendimiento de una bomba es bastante sensible a las condiciones bajo las cuales est operando. El rendimiento h de una bomba viene dado por

donde g , Q y h se definen de forma habitual; T es el par ejercido por el motor sobre el eje de la bomba y w el rgimen de giro del eje en radianes por segundos.

Caractersticas del Funcionamiento de las Bombas a Velocidad Constante:

El rendimiento de una bomba vara considerablemente dependiendo de las condiciones bajo las cuales est operando. Por tanto, cuando se selecciona una bomba para una situacin dada, es importante que la persona encargada de realizar dicha seleccin tenga informacin relativa el funcionamiento de las distintas bombas entre las que vaya a realizarse la eleccin. El fabricante de bombas suele tener informacin de este tipo, basada en ensayos de laboratorio, sobre su catlogo de bombas estndar. Sin embargo, algunas veces las bombas de gran capacidad se fabrican a medida. A menudo se fabrica y se ensaya un modelo de tal bomba entes de realizar el diseo final del prototipo de la bomba. Aun cuando algunas bombas centrfugas son accionadas por motores de velocidad variable, la forma mas frecuente de operacin de las bombas es a velocidad constante.

La forma de los impulsores y de los labes y su relacin con la envolvente de la bomba dan lugar a variaciones en la intensidad de las prdidas por choque, la friccin del fluido y la turbulencia. Dichos parmetros vara con la altura y el caudal, siendo responsables de las grandes modificaciones en las caractersticas de las bombas. La altura en vaco es la que desarrolla la bomba cuando no hay flujo. En el caso de las bombas centrfugas de flujo mixto, la altura en vaco es alrededor de un 10 por 100 mayor que la altura normal, que es la que corresponde al punto de mximo rendimiento, mientras que en el caso de las bombas de flujo axial la altura en vaco puede ser hasta tres veces la altura normal.

La eleccin de una bomba para condiciones determinadas depender de la velocidad de giro del motor que la acciona. Si la curv