Diapositivas de Tipos y Diseño de Bombas

8/18/2019 Diapositivas de Tipos y Diseño de Bombas

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1

TIPOS DEBOMBAS Y

DISEÑO

ALEJANDRO BARBOSA HERNÁNDEZ

RUBEN DARIO HOYOS PERDOMO

ANGELA MARCELA VARGAS ZARATE

FACILIDADES DE SUPERFICIE

GRUPO M2

ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS


2/66

AGENDABombasClasifcación de las bombasEspecifcaciones de las bombas

Problemas operacionalesCurvas de desempeños de las bombasNPSHCavitación

Ejemplos de aplicación


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Dispositivos que se encargan

de transferir energía a lacorriente del fluido impulsado,

desde un estado de baja

presión estática a otro de mayor

presión.

BOMBAS


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BOMBAS

Desplazamiento Positivo

Reciprocantes

Pist!

"#$%&%

Di'()'*#'

Rotatorias

R%t%)Si#+&,

R%t%)M-&ti+&,

Dinámicas

Centrífuas

F&./%R'0i'&

F&./% Mi1t%

F&./% A1i'&

Perif!ricas

U!i+'s%

M.&ti+'s%

C"AS#$#CAC#%N


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• Consisten en el movimiento de un uidocausado por la diminución del volumen de unacámara

DESPLAZAMIENTO POSITIVO

R,i+)%'!t,s

D,+,!0, 0,&&&,!'0% 34'i'0%s.,si4% 0,),,+t'.&%s0, 4%&.#,!5/% 6 Pist!7"#$%&%7Di'()'*#'

R%t't%)i's

E& 8.i0% s'&,0, &' $%#$',! (%)#'%!st'!t,6R%t%) Si#+&,7R%t%) M-&ti+&,

BOMBAS DE DESP"A&AM#EN'OPOS#'#(O


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BOMBAS DE DESP"A&AM#EN'OPOS#'#(O '#PO P#S'ON

Están constituidas por uno o varios pistones o émbolos que se mueven

dentro de un cilindro con movimiento alternativo de vaivén. Este

movimiento alternativo es provocado por un cige!al, manivela

e"céntrica o leva giratoria y una biela. #endas válvulas de retención

permiten el ingreso y el egreso del fluido.


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• El elemento de bombeo en este caso es un diafragma fle"ible, colocado

dentro de un cuerpo cerrado que se acciona desde el e"terior por un

mecanismo reciprocante.

!spirando "mpulsando

No poseen cierres mecánicos ni

empa#uetaduras$ por lo cual elsistema de sello tiene buenaresistencia a la corrosión

Se usan para mover de l%#uidoscomo$ ácidos$ derivados del petróleo

BOMBAS DE DESP"A&AM#EN'OPOS#'#(O '#PO D#A$RAGMA


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• En estas bombas el l%#uido es &or'ado por el movimiento deuno o mas pistones ajustados a sus respectivos cilindros tal (como lo )ace un compresor

BOMBAS DE DESP"A&AM#EN'OPOS#'#(O '#PO EMBO"O


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el movimiento del l%#uido es e&ectuado por la accióncombinada de dos elementos *iratorios semejantes a lasruedas dentadas

Clasifcación+

• Bomba de tornillo

• Bomba de En*ranaje

• Bomba de lóbulos• Bomba de Paletas

BOMBAS DE DESP"A&AM#EN'OPOS#'#(O RO'A'OR#AS

Fuente de imagen:

http://www.teisa.com.mx/productos-engranes-internos.shtml

http://www.teisa.com.mx/productos-engranes-internos.shtmlhttp://www.teisa.com.mx/productos-engranes-internos.shtmlhttp://www.teisa.com.mx/productos-engranes-internos.shtmlhttp://www.teisa.com.mx/productos-engranes-internos.shtml


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• CENTRIFUGAS+ son a#uellas en #ue el uido in*resa a,sta por el eje ( sale si*uiendo una tra(ectoria peri&,ricapor la tan*ente

CENTRÍFUGA

R'0i'&

F&./% Mi1t%

A1i'&

BOMBAS D#NAM#CAS


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BOMBAS D#NAM#CAS

$lu)o ra*ial$ El liquido penetra al impulsor en dirección paralela al eje dela bomba y sale en dirección perpendicular al eje del impulsor. #e usapara bombear líquidos a alturas elevadas. #e utili%an impulsores radialesque pueden ser del tipo abierto, semiabierto o cerrado

$lu)o a+ial$ El liquido entra y sale del impulsor en forma a"ial. #e utili%anpara bombear grandes caudales a poca altura. especialmente aguapotable o aguas residuales tratadas

$lu)o mi+to$ El líquido entra a"ialmente en el impulsor y es descargadoen una dirección intermedia entre la radial y la a"ial. #e utili%animpulsores radiales que pueden ser del tipo abierto o cerrado. #eemplean en servicios que requieren bombear a alturas intermedias


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ESPEC"-"C!C".NES P!/! B.0B!SCEN/2-34!SN./0! !P" 516

0á7ima Presión de

8escar*a

1966

:Pa

;psi*

?0á7ima Presión deSucción >66:Pa ;=> psi*?

emperatura má7ima de

bombeo 1>6@C ;A66@-?

0á7ima elocidad /otativaA566/P0

0á7ima lon*itud de la

cabe'a nominal 1


13/66

/an*os de !plicación Bombas/eciprocantes

!ltas presiones de salida A66 a 1>66 psi

0á7 elocidad del embolo > F &tGs

0á7 revolución motor>>6 a 566

rpm

emperatura 0á7 de salida 1


14/66

• &a mayoría de los da!os de una bomba son

causados por$

'ontaminación

&ubricación

incorrecta

(roblemasdealineación

PROB"EMAS OPERAC#ONA"ES


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'on basuras del fluido que se está

bombeando.

)na forma menos obvia decontaminación ocurre cuando el aire

u otros gases se ven atrapados en la

bomba.

PROB"EMAS OPERAC#ONA"ES


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&as bombas centrífugas necesitan

aceite o grasa para lubricar los

cojinetes. aunque también tienen

requerimientos adicionales delubricación.

&os empaques y sellos de la bomba

tienen necesidades especificas de

lubricación.

",BR#CAC#%N #NCORREC'A


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&a formula de alineaciónestricta es a menudo

ignorada.

&a bomba y el elemento

impulsor deben ser

alineados para evitar el

desgaste de los cojinetes

DESA"#NEAC#%N


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Gas o Aire en elSistema

olver a cebar la bomba

3niones de los tubosapretadas

/evisar caja de empa#ues

Entrada de succiónsufcientemente sumer*ida

$",-O DE $",#DO O DE PRES#%N#NS,$#C#EN'E


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• *evisar la alineación de la bomba y delelemento accionador.Desalineaci.n

• Ejes doblados o anillos desgastados.

Partes*esasta*as o

*a/a*as

• #obrecalentamiento de cojinetes queindique lubricación inapropiada ocojinetes desgastados.

Pro0lemas *eco)inetes

"A BOMBA ,'#"#&A DEMAS#ADAENERG1A


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Collar%ndemasiado

apretado o mu(suelto

!justar los collar%npara #ue la &u*a

se manten*a

dentro del nivelrecomendado porel &abricante

Partes

des*astadas odañadas

Eje doblado$cojines

des*astados o

ejes o camisasdes*astadas ora(adas

$RACASO PREMA',RO DEEMPA2,ES


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3C.mo se reconoce4*uido agudo

Descarga de presión de +-psi

Desgaste de los sellos y

rodamientos.

32u! la causa4#obredimensión por parte del

ingeniero

'ambio en las demandas delsistema

Elevación de la succión en la%ona de succión

CA(#'AC#%N


22/66

El aire entra a la bomba durante el &uncionamiento antes delarran#ue

des*astes en las camisas de los cilindros

-u*as e7cesivas por las superfcies sujetas al des*aste

iscosidad del l%#uida ma(or #ue la del l%#uido para elcual se diseñó la bomba

"mpulsor o carcasa obstruidos parcial o totalmente con

sólidos

Cojinetes *astados

Empa#uetadura mal instalada

$A""AS $REC,EN'ES


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C,R(AS DE DESEMPE5O DE "ASBOMBAS


24/66

(s /spiración(d Descarga

(resión /tmosférica

'arga Estática 0otal

'arga Estática en

la Descarga

(resión /tmosférica

'arga Estática

en la #ucción

Se relaciona con esta ecuación+

Calculo de !ltura 0anom,trica en Bombas+

A"',RA MANOME'R#CA 678


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*elación

Diferentes 1 difusor

2anco de ensayos

3uente$ 4ttps$55666.youtube.com56atc47v89:D;

urva de rendimiento de una Bomba

A"',RA MANOME'R#CA 678


26/66

8di&


27/66

1 <

PRESION ABSOLUTA DE SUCCION 9 PRESION DEVAPOR DEL LI:UIDO

NPSH

NPSH/e#uerid

o

B.0B!

NPSH8isponibl

e

S"SE0!

CARGA NE'A DE S,CC#ON POS#'#(A


28/66

2/&/?'E DE E?E*@A/ (;* 2E*?)&&A

3uente$ 4ttps$55666.youtube.com56atc47v89:D;

NPSH8isponibl

e

S"SE0!



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El fabricante proporciona junto con las otras curvas características vistas anteriormente.

• =elocidades de rotación de la bombamás baja.

• Ampulsor de doble succión.• ;jo del impulsor más grande.• =arias bombas peque!as en

paralelo.

NPSH/e#uerid

o

B.0B!

(ara aumentar la ?(B# requerido serecomienda$



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')*=/ DE (;0E?'A/

C,R(AS CARAC'ER#S'#CAS DE "ASBOMBAS


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$uente9 Mecánica *e los flui*os 2;:2/# 'E?0*A3)@/#CDr. 3ederico *ivero (alacio departamento de (rocesos

uímicos #egundo a!o, Septiem0re :;;<

BA"ANCE DE ENERG#A POR BERN,""#

S

E

$uente9 Mecánica *e los flui*os 2;:2/# 'E?0*A3)@/#CDr. 3ederico *ivero (alacio departamento de (rocesos

uímicos #egundo a!o, Septiem0re :;;<

C,R(AS DE DEMANDA DE" S#S'EMA


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$,EN'E 4ttp$55ne6s.gmtfutures.com5stopvsmaestop5

#e define 'omo la formación y posterior colapso de burbujas de gas en el

seno de un líquido.

#ncrementa la presi.nestática

$ormaci.n *e un micro )et*e li=ui*o 6on*a *e presi.n8

Bur0u)a#nicial colapsa

Bur0u)ainicial

#mpacto >e+trusi.n

*el metal

Direcci.n *e flu)o?

CA(#'AC#ON EN BOMBAS


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Cavitaci.n *e succi.n Ala0es *e la 0om0a

Presi.n *e *escara *emasia*oalta?

O)o *elro*ete

Carcaza

Ba)o cau*al

'#POS DE CA(#'AC#ON EN BOMBAS


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Ps

P*

NODO

P R E S # % N

S,CC#ON DESCARGAO-O

No @a> formaci.n *e 0ur0u)as

7a> formaci.n *e 0ur0u)as

Presi.n *e vapor

'0om0eo

El líquido debe ser capa% de llegar a la

bomba con una cierta energía a la %onade succión. #i esta energía es

demasiado baja 4ay cavitación

cavitación.

'#POS DE CA(#'AC#ON EN BOMBAS


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B"O2,EO

D#SM#N,E E"REND#M#EN'O DE "A

BOMBA

CORROS#%N EROS#%N

3)E?0E$ 4ttp$55666.pumpfundamentals.com5pumpFglossary.4tm

(#BRAC#ON R,#DO

E$EC'OS CONSEC,ENC#AS DE "ACA(#'AC#ON EN BOMBAS


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DEPENDE9

PROP#EDADES DE" $",#DO

- (resión de vapor.- 0ensión superficial.- 'ontenido de aire.- (ure%a.

GEOME'R#A DE "A BOMBA

- 'urvatura.

- #olide%- Esquinas- *ugosidad

superficial

-3ENE+ )ttp+GGKdenL


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4e4l

0ipo de líquido

0emperatura del líquido

(resión atmosférica

/ltura de succión

(érdidas en la succión

DEPENDE

NPS7

NP7S *isponi0le NP7S re=ueri*o

• 0ipo de la bomba• =elocidad de rotación• 'audal bombeado

DEPENDE

3)E?0E$ 666.engineeringtoolbo".com

NPS7* NPS7r FftSen norma AP# HI;

Determinado e"perimentalmentepor el fabricante de la bomba

Se defne como la ener*%a depresión re#uerida para evitar la&ormación de burbujas


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C'$,;'&0i!


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4ttp$55666.pricastagua.es5pdf5'avitaciondeunabombacentrifuga.pdf

CAVITACION EN ELCENTRO DEL

RODETE- Si detecta un

atasco en latuber%a deaspiración$

- Si la altura deaspiración esdemasiado alta$

acer#ue labomba a lasuperfcie dell%#uido

CAVITACION EN LACARCAZA DEL

CUERPO

- /educir la altura

de bombeo

- !umentar elcaudal de trabajopara #ue labomba entreQ

en la curva

OPERAC#%N OP'#MA DE "A BOMBA


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El caudal ideal dado por una bomba reciprocante esta dado por lasiguiente ecuación$

'orresponde al caudal teórico dado por la bomba, @(:.

D$ Diámetro del pistón, ft.

&$ &ongitud que recorre el pistón, G veces el radio del cige!al, ft.

?$ =elocidad del cige!al, rpm.

H$ ?umero de pistones en paralelo

a$ Diámetro del vástago

D#SE5O BOMBAS REC#PROCAN'ES


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'omo el caudal real es inferior a teórico, debido a perdidas en el

embolo y en el vástago, por retrasos o mal funcionamiento de lasválvulas, esta se multiplica por una eficiencia.

#iendo$

3uente$

4ttps$55docs.google.com5foldervie67id82

rfrlr


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D#SE5O DE S,CC#%N

3uente$ 4ttp$55666.atmosferis.com56p

content5uploads5G-G5


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'alcule las dimensiones principales de una 0om0a triple+ que debebombear


44/66

-. 'alcular el caudal en ftN5s

G. 'alcular el diámetro de los émbolos.

3uente$ 4ttp$55agenciasanluis.com5notas56p

content5uploads5G-G5U5sistemasdebombeode

agua.jpg

E-EMP"O DE D#SE5O DE ,NABOMBA REC#PROCAN'E

E-EMP"O DE D#SE5O DE ,NA


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N. #e calcula la corrida del pistón

O. #e calcula la presión de inercia má"ima en el tubo de succión




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+. Determinar la ?(#B disponible para la bomba




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'omo en el ejercicio plantean un ?(#B requerido de -G ft, no 4ablaproblema de cavitación.




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Aua flu>e a través de una tubería a temperatura *e :KLC? El sistemadebe llenar el tanque que se encuentra en la parte superior.

El due!o de la finca considera que esto se debe llevar a cabo en I: @orascon el fin de evitar mantener la bomba prendida muc4o tiempo y con ello

reducir los costos de energía.

3uente$ 4ttps$55sites.google.com5site5selecciondebombas54ome5ejemplosdeaplicacion-

E-EMP"O DE D#SE5O DE ,NABOMBA CEN'R#$,GA



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I? Calcular la cara *e la 0om0a?

Balance de energía mecánica o ecuación de Bernoulli

Despejando la carga de la bomba

De esta forma es necesario 4allar tanto las presiones, velocidades y alturas a la entrada

de la tubería como a la salida de ésta y también es sumamente importante tener en

cuenta las pérdidas S4&T tanto para accesorios como por fricción.




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&o primero que se debe calcular es el flujo que corre por las tuberías de la finca.

Este flujo es$

/ partir del flujo 4allado se obtiene las velocidades en ambos tramos de tubería

pues los diámetros de dic4as tuberías son diferentes como se muestra en la figura.

#e calculan las alturas y presiones del sistema$




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#e 4allan las perdidas por accesorios y fricción.

(ara el primer término Sp!r*i*as por fricci.nT es necesario obtener el factor de fricciónde Darcy, así como la longitud, diámetro de cada una de estas tuberías y las

velocidades del agua que fluye dentro de ellas.

(ara esto se calcula el nmero *e Re>nol*s y es necesario tener en cuenta que ellíquido que fluye por las tuberías es agua a G+ V'.




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/l mismo tiempo se necesita la rugosidad superficial del material a utili%arse para latubería, el cual es un acero alvaniza*o. De esta forma se 4alla la ra%ón D y juntocon el nWmero de *eynolds se entra al diagrama de :oody para obtener el factor *eDarc> requerido para cada uno de los diámetros de tubería o a partir decorrelaciones.




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M't,)i'& R.*%si0'0 =#>

!cero comercial A L 1

Plástico$ Cobre 5 L A

Hormi*ón A L A

Hierro &undido F L >

Hierro *alvani'ado 1L <

M't,)i'& R.*%si0'0 =#>

!cero comercial

Plástico$ Cobre

Hormi*ón

Hierro &undido

Hierro *alvani'ado

Ruosi*a* *e las tu0erías

&a rugosidad puede variar de forma importante con el tiempo debido a$• Degradación de la tubería.• 0ransporte de fluido con impure%as.• #olutos que van sedimentando y solidificándose en las paredes.




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'uando el flujo es

turbulento, el valor

de f va a depender

de dos parámetros$

El nWmero de*eynolds y la

rugosidad relativa,

D Srugosidadabsoluta dividida

por el DiámetroT.

3uente$ 4ttp$55dc-UN.Os4ared.com5do6nload5O/mO%lm5DiagramaFdeF:oody.png7force/ttac4mentDo6nload8true




56/66

/ partir de la correlación anterior se tiene$




57/66

&as longitudes de tubería a la entrada y a la salida las cuales son$

(ara calcular las pérdidas por los accesorios debe ser tenido en cuenta qué accesorios

poseen las tuberías, en la figura se puede observar que en ambas tuberías fueron

instalados G codos roscados de RV

'oeficiente de pérdida nominal




58/66

/l poseer todos los valores encontrados anteriormente se reempla%a en laecuación para 4allar las p!r*i*as totales por accesorios > por fricci.n.




59/66

'on todos los datos calculados, se tiene$

3uente$ 4ttp$55bombasytableros.cl56pcontent5uploads5G-5-G5-bombasreggio.jpg




60/66

:? Calcular la potencia @i*ráulica en Q necesaria para mover el flui*o?

4ttp$55666.electricasas.com56pcontent5uploads5GR5N5-On-.jpg




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F? Calcular la ca0eza neta *e succi.n *e la 0om0a 6NPS78 para po*ermover el lí=ui*o?

(ara la selección de la bomba, se parte de los parámetros de operación

previamente encontrados, 3lujo, carga de la bomba y ?(#B.

4ttp$55666.sumiagrocbasa.com.ar5media5catalog5category5bo

mbadeaguacentrifugaG.jpg 4ttp$55666.leermas.com5lallave5ne6sNN5img5bombas-.jpg




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J? Seleccionar la 0om0a =ue cumpla con las con*iciones?

3uente$ 'atalogo de productos BAD*;:/' #./. Dise!o y fabricación de bombas y equipos 4idráulicos de bombeo.




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&a gráfica mostrada anteriormente muestra el funcionamiento de la bomba seleccionada

a FK;; rpm para cumplir la tarea de llenado del tanque de agua en la finca.

#e puede observar claramente que la potencia requerida por la bomba es de F @p =ue

e=uivale a ::FI Q. =emos también que la eficiencia de la bomba en el punto deoperación es más o menos del HHTX el diámetro del impulsor selecciona*o es *e IFFmm?

Especificaciones *e la 0om0a selecciona*a

3uente$ 'atalogo de productos BAD*;:/' #./. Dise!o y fabricación de bombas y equipos 4idráulicos de bombeo.

"ínea A&'audal 4asta G+ gpm5


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CONC",S#ONES&as bombas centrifugas no tienen restricción en cuanto a la suciedad del fluido pero si

en cuanto a la viscosidad, por el contrario, las reciprocantes no tienen limitaciones por

viscosidad y el fluido a bombear debe ser preferiblemente limpio.

El dise!o de un sistema bombas esta ligado a los requerimientos operativos, el tipo defluido, el volumen, la presión y la temperatura que se van a manejar. 'on estas

variables se debe 4acer los correctos cálculos de dise!o los cuales permiten evitarproblemas operacionales.

'uando se desea operar una bomba centrifuga debe asegurarse que el ?(#Bdisponible sea mayor al ?(#B dado por la bomba a un determinado caudal para que no

e"ista cavitación. 'abe anotar que a medida que aumenta el caudal esta ventana

operacional disminuye 4asta un caudal má"imo de operación.

En bombas reciprocantes, la Wnica fuer%a disponible para acelerar el liquido en la

tubería de succión y levantarlo venciendo la carga estática de succión es la presiónatmosférica, por lo tanto la presión de inercia má"ima en la succión debe ser menor a

esa presión.


65/66

B#B"#OGRA$1A

'/#0A&&; 2/**E*/, Mosé Encarnación. ?ormati%ación en el dise!ode bombas centrifugas 4ori%ontales para procesos. 0itulo maestro en

ciencias de la ingeniería mecánica con especialidad en térmica y

fluidos. )niversidad /utónoma de ?uevo &eón. #an ?icolás de los

@ar%a, :é"ico. Diciembre de -RRP.

(roceso de dise!o de bombas centrifugas. /rticulo técnico. Mulio /gosto de G--. *evista, 0ecnología del /gua. (ág. +O+U.

Antroducción a la selección de bombas y al dise!o eficiente de

sistemas de bombeo. 'urso. Angeniero ?a4um #c4ein. :ontevideo,

)ruguay. ?oviembre G-N.

=AEM; H)2A'/*/J, :anuel. /&=/*EH 3E*?/?DEH, Mavier. 2ombas

teoría, dise!o y aplicaciones. 0ercera edición. :é"ico. GO.


66/66

'atalogo de (roductos BAD*;:/' #./. Dise!o y fabricación debombas y equipos 4idráulicos de bombeo.

(rincipios 2ásicos para el dise!o de instalaciones de bombas

centrifugas. #terling 3luid #ystems @roup. GN.

4ttps$55docs.google.com5foldervie67id82rfrlr

Diapositivas de Tipos y Diseño de Bombas

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