Clase 1 LOU LAB-Bombas

7/31/2019 Clase 1 LOU LAB-Bombas

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LABORATORIO DE

OPERACIONES DE INGENIERAQUMICA

LABORATORIO DE

BOMBASIng. Fernando Cano L.


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DEFINICIN

La bomba es una mquina queabsorbe energa mecnica que puede

provenir de un motor elctrico, trmico,etc., y la transforma en energa que latransfiere a un fluido como energahidrulica la cual permite que el fluidopueda ser transportado de un lugar a otro, aun mismo nivel y/o a diferentes niveles y/oa diferentes velocidades.


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CLASIFICACION

Se pueden considerar dos grandes grupos:Dinmicas (Centrfugas, Perifricas y Especiales)

y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes yRotatorias).

BOMBAS DINMICAS.

BOMBAS CENTRIFUGAS. Son aquellas en queel fluido ingresa a sta por el eje y sale siguiendouna trayectoria perifrica por la tangente.


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BOMBAS PERIFRICAS. Son tambin conocidas comobombas tipo turbina, de vrtice y regenerativas, en este tipose producen remolinos en el lquido por medio de los

labes a velocidades muy altas, dentro del canal anulardonde gira el impulsor. El lquido va recibiendo impulsosde energa No se debe confundir a las bombas tipo difusorde pozo profundo, llamadas frecuentemente bombasturbinas aunque no se asemeja en nada a la bombaperifrica.

La verdadera bomba turbina es la usada en centraleshidroelctricas tipo embalse llamadas tambin deAcumulacin y Bombeo, donde la bomba consumepotencia; en determinado momento, puede actuar tambincomo turbina para entregar potencia.


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BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO. Estasbombas guan al fluido que se desplaza a lo largo de todasu trayectoria, el cual siempre est contenido entre elelemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente deengranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o elcilindro. El movimiento del desplazamiento positivo

consiste en el movimiento de un fluido causado por ladisminucin del volumen de una cmara. Porconsiguiente, en una mquina de desplazamiento positivo,el elemento que origina el intercambio de energa no tienenecesariamente movimiento alternativo (mbolo), sino quepuede tener movimiento rotatorio (rotor).

Sin embargo, en las mquinas de desplazamiento positivo,tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay unacmara que aumenta de volumen (succin) y disminuyevolumen (impulsin), por esto a stas mquinas tambin seles denomina Volumtricas.


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BOMBAS RECIPROCANTES.- Llamadas tambinalternativas, en estas mquinas, el elemento queproporciona la energa al fluido lo hace en forma lineal yalternativa. La caracterstica de funcionamiento essencilla.

BOMBA ROTATORIA.- Llamadas tambinrotoestticas, debido a que son mquinas dedesplazamiento positivo, provistas de movimientorotatorio, y son diferentes a las rotodinmicas. Estas

bombas tienen muchas aplicaciones segn el elementoimpulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante,puede manejar lquidos que contengan aire o vapor. Suprincipal aplicacin es la de manejar lquidos altamenteviscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hastapuede carecer de vlvula de admisin de carga.


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USO DE LAS BOMBASCENTRFUGAS

Las bombas centrfugas, debido a sus caractersticas, sonlas bombas que ms se aplican en la industria. Las razonesde estas preferencias son las siguientes:

Son aparatos giratorios. No tienen rganos articulados y los mecanismos de

acoplamiento son muy sencillos. La impulsin elctrica del motor que la mueve es bastante

sencilla. Para una operacin definida, el gasto es constante y no se

requiere dispositivo regulador. Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.


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VENTAJAS ECONMICAS

Aparte de las ventajas ya enumeradas, se unen lassiguientes ventajas econmicas:

El precio de una bomba centrfuga es aproximadamente

del precio de la bomba de mbolo equivalente. El espacio requerido es aproximadamente 1/8 del de la

bomba de mbolo equivalente. El peso es muy pequeo y por lo tanto las cimentaciones

tambin lo son.

El mantenimiento de una bomba centrfuga slo se reducea renovar el aceite de las chumaceras, los empaques delpresa-estopa y el nmero de elementos a cambiar es muypequeo.


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Cada de Presin en tuberas

Es importante recordar que la perdida de presin entuberas "solo" se produce cuando el fluido esta en"movimiento" es decir cuando hay circulacin. Cuando

esta cesa, las cadas de presin desaparecen y losmanmetros darn idntico valor.


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Si al mismo circuito de la figura anterior le retiramos eltapn del extremo aparecern perdidas de presin porcirculacin que podemos leer en los manmetros de laFig. Cuando mas larga sea la tubera y mas severas las

restricciones mayores sern las perdidas de presin.


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Si quitamos las restricciones una gran proporcin de la

perdida de presin desaparece. En un sistema biendimensionado, la perdida de presin natural a travs de latubera y vlvulas ser realmente pequea como lo indicanlos manmetros de la Fig.


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Cadas de presin en vlvulas.

Las vlvulas presentan perdidas de presinlocalizadas, por ello deben ser

correctamente dimensionadas. Una vlvulasubdimensionada provocar perdidas depotencia y velocidad, una sobre

dimensionada ser econmicamente cara. Las recomendaciones precisas figuran en

los catlogos de los fabricantes.


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EL HEAD Head significa carga hidrosttica, carga de agua o

altura piezomtrica. La presin en cualquier punto de un lquido puede

considerarse como causado por una columna vertical del

lquido que, debido a su peso, ejerce una presin igual a lapresin al punto en cuestin. La altura de esta columna sellama HEAD ESTTICO y est expresado en trminos dealtura (pies, m, pulgadas, cm., etc.) de lquido.

El HEAD o cabeza esttica o carga esttica quecorresponde a cualquier presin especfica es dependientedel peso del lquido segn la frmula siguiente:

Head en pies = Presin en psi x 2.31 Gravedad especfica


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Una bomba centrfuga da velocidad a un lquido. Estaenerga de velocidad se transforma principalmente enenerga de presin cuando el lquido sale de la bomba. Porconsiguiente, el head desarrollado es aproximadamente igual

a la energa de velocidad en la periferia del impulsor. Estarelacin se expresa por la siguiente frmula muy conocida:H = v2

2gDonde: H = Head Total desarrollado en pies.v = Velocidad en la periferia de impulsor en pies por seg.g = 32.2 pies/seg2


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Se puede predecir la cabeza aproximada de cualquier

bomba centrfuga calculando la velocidad perifrica delimpulsor y sustituyendo en la frmula anterior. Unafrmula til para la velocidad perifrica es:

v = RPM x D229

Donde D = dimetro del Impulsor en pulgadasLo anterior demuestra por qu siempre debemos pensar entrminos de altura de lquido en lugar de presin al trabajarcon bombas centrfugas.

Una bomba dada con un dimetro de impulsor y velocidaddadas, levantar un lquido a una cierta altura sin tener encuenta el peso del lquido, como se muestra en la siguienteFigura:


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Todas las formas de energasinvolucradas en un sistema de flujolquido pueden expresarse en altura delquido.

El total de estas diversas cabezas ocargas determinan la cabeza total delsistema o el trabajo que una bomba

debe realizar en el sistema. Lasdiversas formas de cabeza estndefinidas como sigue:


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El HEAD DE SUCCIN o ASPIRACIN (SUCTION HEAD)existe cuando la fuente de abastecimiento est sobre la lnea centralde la bomba. De esta manera la CARGA ESTTICA DESUCCIN (STATIC SUCTION HEAD) es la distancia vertical enaltura desde la lnea central de la bomba hasta el nivel libre dellquido a bombear.


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La ALTURA DE IMPULSIN o CARGA ESTTICA DEDESCARGA (STATIC DISCHARGE HEAD) es la distanciavertical, en altura, entre la lnea central de la bomba y el puntode descarga libre o la superficie del lquido en el tanque de

descarga.


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La CARGA ESTTICA TOTAL (TOTAL STATIC HEAD) es ladistancia vertical, en altura, entre el nivel libre de la fuente deabastecimiento y el punto de descarga libre o la superficie libre del

lquido en la descarga.


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El HEAD de FRICCIN (hf) es el head requerido

para superar la resistencia al fluido en la tubera yaccesorios. Es dependiente del tamao y tipo detubera, de la velocidad de flujo, y la naturalezadel lquido.

El HEAD de VELOCIDAD o ALTURACINTICA (hv) es la energa de un lquido comoresultado de su movimiento a una velocidad V. Esel head equivalente, en altura, a travs del cual el

agua tendra que caer para adquirir la mismavelocidad, en otras palabras, el head necesariopara acelerar el agua. El head de velocidad puedecalcularse por la siguiente frmula:


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hv = V2

2g Donde: g = 32.2 ft/seg2 V = velocidad del lquido, en pies por

segundo El head de velocidad es normalmente

insignificante y puede ignorarse en sistemasde heads muy altos. Sin embargo, puede serun factor grande y debe ser considerado ensistemas de heads bajos.


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El HEAD de PRESIN (carga hidrosttica

debida a la presin) debe ser consideradocuando un sistema de bombeo empieza otermina en un tanque que est bajo alguna

otra presin que la atmosfrica.

La presin en el tanque, primero debeconvertirse en altura de lquido.


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Un vaco en el tanque de succin o unapresin positiva en el tanque de descarga,deben sumarse al head del sistema, mientrasque una presin positiva en la succin del

tanque o un vaco en la descarga del tanquedeben de restarse. La siguiente es una frmula til para

convertir pulgadas de vaco de mercurio en

pies de lquido. Vaco, ft. de liquido = Vaco, pulg. de Hg x 1.13

G. E.


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FIN

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