Máquina que transforma la energía mecánica en energía hidráulica. La bomba le transmite velocidad y presión a un líquido transportándolo de un punto a otro.

Energía mecánica

Bomba Energía hidráulica

El caudal de una bomba esta determinado por la siguiente relación:

CAUDAL = CILINDRADA * VELOCIDAD

El caudal así obtenido es llamado caudal teórico, que es simplemente superior al caudal real en función del rendimiento volumétrico de la bomba, es decir de las fugas internas de la misma.

Se define el rendimiento volumétrico como la relación entre el caudal real y el caudal teórico. Este rendimiento volumétrico oscila entre el 80 y el 99% según el tipo de bomba, su construcción y sus tolerancias internas, y según las condiciones especificas de velocidad, presión, viscosidad del fluido, temperatura, etc. El rendimiento total de una bomba es el producto de sus rendimientos volumétrico y mecánico. El rendimiento total de una bomba nueva puede oscilar entre el 50 y el 90%, valores que disminuirán con el uso y el desgaste de los elementos de estanqueidad interna propia de la bomba.

Las pérdidas de energía en el interior de la bomba son de tres especies:

• Pérdida Hidráulica: Debido a un frotamiento continuo para accidentales que el líquido encuentran al atravesar la bomba, para evitarlas se deben realizar los aforismos ya enunciados.

• Pérdidas Volumétricas: Dividas a las fugaces que eventualmente se pueden producir al pasar el líquido a través de la bomba, las obras pueden ser diferencias de presiones, o que existe entre las partes fijas y móviles de la bomba. Otras fugas importantes son por creación de gases o vapores y ocupar un volumen concentrado en el interior de la bomba lo que provoca la disminución del caudal.

• Pérdida Mecánica: Debido a los frotamientos mecánicos en el las partes fijas y las partes de la bomba, como por ejemplo en el pernos y cojinetes, entre pistones y cilindros, etc.

Se definen como altura útil de una bomba el llevado al ascenso vertical e que experimenta la superficie sobre el líquido, sea, del peso del agua hasta el depósito de almacenamiento. Se designe a la altura humanamente que ha de una a bomba elevadora es la suma de la altura útil más las pérdidas de carga producidas en las cañerías de aspiración y de elevación

Las bombas centrífugas también se utilizan para bombear líquidos con viscosidades diferentes a las del agua. Al aumentar la viscosidad, la curva altura caudal se hace mas vertical y que la potencia requerida aumenta. Dos de las principales pérdidas en una bomba centrífuga son por fricción con el fluido y fricción con el disco. Estas perdidas varían con la viscosidad del líquido de manera que la carga - capacidad de salida, así como de la toma mecánica difiere de los valores que se obtienen cuando se maneja agua.

Otro parámetro que requiere especial atención en el diseño de bombas es la denominada carga neta positiva de aspiración, la cual es la diferencia entre la presión existente a la entrada de la bomba y la presión de vapor del líquido que se bombea. Esta diferencia es la necesaria para evitar la cavitación. La cavitación produce la vaporización súbita del líquido dentro de la bomba, reduce la capacidad de la misma y puede dañar sus partes internas. En el diseño de bombas destacan dos valores de NPSH, el NPSH disponible y el NPSH requerido.

Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor).

Las bombas positivas tienen la ventaja de que para poder trabajar no necesitan "cebarse”, es decir, no es necesario llenar previamente el tubo de succión y el cuerpo de la bomba para que ésta pueda iniciar su funcionamiento, tal como acontece en las bombas centrífugas. En las bombas positivas, a medida que la bomba por sí misma va llenándose de líquido, éste va desalojando el aire contenida en la tubería de succión, iniciándose el escurrimiento a través del sistema cuando ha acabado de ser desalojado el aire.

El campo de aplicación de estas bombas es muy extenso. Se usan para manejar gran variedad de líquidos; las hay en un amplio rango de capacidades, y para distintas presiones, viscosidades y temperaturas. Debido a sus holguras muy estrechas, no son adecuadas para líquidos abrasivos ni deben trabajar en seco.

Estas bombas son de desplazamiento

positivo, por lo que no requieren

velocidad para producir presión como las

centrífugas (cinéticas), se pueden

obtener presiones altas a bajas

velocidades. La energía hidráulica se

logra por el movimiento alternativo de un

pistón, émbolo o diafragma, el cual

recibe un volumen fijo de líquido en condiciones de succión, lo presuriza a la

presión final y lo expulsa por la descarga.

Los elementos de una Bomba Reciprocante, comúnmente llamada de émbolo o de presión, están mostrados esquemáticamente en la figura 1. En ella puede verse que, como la Manivela o Cigüeñal gira con una velocidad uniforme, accionada por el motor, el émbolo o pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vacío parcial detrás del émbolo permite a la presión atmosférica que obra sobre la superficie del agua en el pozo hacer subir el agua dentro del tubo de acción, la cual, pasando por la válvula de succión llena el cilindro; en el golpe hacia adentro, la válvula de succión se cierre y el agua es presionada a salir hacia el tubo de descarga.

Estas tienen un cigüeñal movido por una fuente externa generalmente  un motor eléctrico, banda o cadena. Frecuentemente se usan engranes entre el motor y el cigüeñal 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 variación de columna, y tienen buena eficiencia.

Una bomba alternativa de desplazamiento positivo es aquella en la que el émbolo o pistón desplaza un volumen dado de fluido en cada carrera. El principio básico de una bomba alternativa es que un sólido desplazará un volumen igual de líquido.

ESQUEMA DEL EXTREMO LÍQUIDO DE UNA BOMBA ALTERNATIVA DURANTE LA CARRERA DE SUCCION

ESQUEMA DEL EXTREMO LÍQUIDO DE UNA BOMBA ALTERNATIVA DURANTE LA CARRERA DE DESCARGA

Ocasionalmente, las bombas reciprocantes están provistas de un diafragma flexible recíprocamente en vez de un émbolo o pistón reciprocante, con lo cual se elimina la fricción y las fugas en el punto donde el émbolo atraviesa la caja de empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama excéntrica y una palanca; las válvulas de succión y de descarga trabajan en forma ordinaria. Tales bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de los automóviles a los carburadores de los mismos.

Leva

Émbolo alternativo

Resorte de retorno

Descarga

Diafragma de accionamiento mecánico

Succión

Perilla de ajuste de carrera

Válvula de admisión de aire

Válvula de bola

Diafragma

Eje

Succión

Descarga

Son aquellas en las cuales se añade energía continuamente, para incrementar las velocidades de los fluidos dentro de la máquina a valores mayores de los que existen en la descarga, de manera que la subsecuente reducción en velocidad dentro, o más allá de la bomba, produce un incremento en la presión. Las bombas dinámicas pueden, a su vez, subdividirse en otras variedades de bombas centrífugas y de otros efectos especiales.

Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los alabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor.

Tipo de máquina hidráulica que

transforma la energía mecánica

suministrada a un impulsor rotatorio

en energía hidráulica (caudal y

presión del líquido).

Tienen un uso muy extenso en

la industria ya que son adecuadas

casi para cualquier servicio.

Constituyen no menos del 80 %

de la producción mundial de

bombas.

Se caracteriza porque tiene un propulsor vertical conectado a un eje horizontal.

Bombas centrifugas Bombas centrifugas Horizontales:Horizontales:

Se caracteriza porque tiene un propulsor vertical conectado a un eje horizontal.

Bombas centrifugas verticales:Bombas centrifugas verticales:

El impulsor es el corazón de la

bomba centrífuga. Recibe el líquido

y le imparte una velocidad de la

cual depende la carga producida

por la bomba.

Este impulsor se usa casi

universalmente en bombas centrífugas

para el manejo de líquidos corrientes,

incorpora refuerzos o paredes

laterales que encierran totalmente los

canales del impulsor desde el ojo de

succión hasta la periferia.

Generalmente se incorpora en sus placas laterales, una junta de

escurrimiento entre el impulsor y la carcasa para separar las cámaras

de succión y la descarga de la bomba.

Impulsor Cerrado:Impulsor Cerrado:

Incorpora una placa de

refuerzo o una pared posterior del

impulsor. Esta pared puede o

no tener álabes de expulsión,

que son álabes localizados en la

parte posterior de la placa de

refuerzo del impulsor.

Impulsor Semiabierto:Impulsor Semiabierto:

En este impulsor, los álabes

van fijos directamente a un cubo

central sin ningún tipo de paredes

laterales de refuerzo. La

desventaja de este impulsor es su

debilidad estructural, por lo que

generalmente se les fabrican

paredes de refuerzo parcial.

Seusan en bombas pequeñas y económicas, o en aquellas donde se

requiera manejar líquidos abrasivos o con materiales en suspensión con

un mínimo de atascamiento.

Impulsor Abierto:Impulsor Abierto:

En el impulsor de succión simple,

el líquido entra por un solo extremo.

Este impulsor es más práctico y

usado debido a razones de

manufactura y a que simplifica

considerablemente la forma de la

carcasa.

Impulsor Succión Simple:Impulsor Succión Simple:

Podría considerarse como uno formado por dos de simple succión colocados espalda con espalda. Es utilizado para grandes caudales, ya que para la misma carga maneja el doble de caudal. Debido a la succión por lados opuestos, este impulsor equilibra el empuje axial; sin embargo, complica bastante la forma de la carcasa.

Impulsor Doble Succión:Impulsor Doble Succión:

Se caracteriza porque la carga o altura manométrica total es proporcionada por un único impulsor.

Se caracteriza porque alcanza su altura manométrica o carga con dos o más impulsores, actuando en serie en una misma carcaza y un único eje, es por esto que las bombas de múltiples fases es utilizada en cargas manométricas muy altas.

En un impulsor de álabes

rectos la superficie de los

álabes se generan por líneas

rectas al eje de rotación.

También se llaman álabes de

curvatura sencilla.

Este diseño tiene tanto una componente de flujo axial como otra de flujo radial.

Este queda restringido generalmente para los diseños de succión simple.

Se le llama también

impulsor tipo hélice o propela.

En este impulsor el flujo es

estrictamente paralelo al eje

de rotación.

En otras palabras, se

mueve solo axialmente.

La función de la carcasa en una

bomba es convertir la energía de la

velocidad impartida al liquido por el

impulsor en energía de presión. Esto se

lleva a cabo mediante la reducción de la

velocidad por un aumento gradual del

área.

Carcasa

Es llamada así por su forma

de espiral o caracol. Su área es

incrementada a lo largo de los

360° que rodean al impulsor

hasta llegar a la garganta de la

carcasa donde conecta con la

descarga

Descarga

Impulsor

Flujo

Consiste en una serie de

álabes estacionarios colocados

alrededor del impulsor, los

cuales, además de hacer el

cambio de energía de

velocidad a presión, equilibran

el empuje hidráulico radial

sobre el impulsor. 

Impulsor

DifusorCarcasa

Su aplicación más importante

es en las bombas de pozo

profundo (o vertical tipo turbina)

que son bombas de varias

etapas con impulsores en serie.

En ellas, además de la función

mencionada, el difusor guía el

líquido de un impulsor a otro.

Son bombas centrífugas que se

desarrollaron originalmente para bombear

agua de los pozos y se han llamado

bombas de pozo profundo. Como su

aplicación en otros campos se ha

incrementado, el nombre de bombas

verticales tipo turbina es el que adoptan

generalmente los fabricantes. El termino

bomba de turbina se ha aplicado en el

pasado a cualquier bomba que emplea un

difusor.

El eyector a chorro de vapor es el aparato más simple que hay para extraer el aire, gases o vapores de los condensadores y de los equipos que operan a vacío en los procesos industriales. Es un tipo simplificado de bomba de vacío o compresor, sin partes móviles, como válvulas, pistones, rotores, etc. Su funcionamiento está dado por el principio de conservación de la cantidad de movimiento de las corrientes involucradas.

Son máquinas cuyo trabajo se basa en la transmisión de energía por impacto de un chorro fluido a gran velocidad, contra otro fluido en movimiento o en reposo, para proporcionar una mezcla de fluido a una velocidad moderadamente elevada, que luego disminuye hasta obtener una presión final mayor que la inicial del fluido de menor velocidad.

Un eyector no es más que una combinación de tobera con un difusor, acoplado convenientemente en un mismo equipo y está formado, en general, por cinco partes como se muestra en la figura

Dadas sus ventajosas características de construcción, operación, instalación, mantenimiento y costo, las bombas de chorro han encontrado una vasta aplicación en la industria, desarrollándose constantemente nuevos usos para los mismos. Esta variedad de aplicaciones ha originado a su vez una nueva terminología que describe grupos de aparatos con características específicas como sigue:

•Eyector: Cubre todos los tipos de bombas de chorro descargando a una presión entre las presiones motriz y de succión.

•Inyector: Usa un gas condensable para introducir o aspirar un liquido y descargar contra una presión mayor que cualquiera de las de succión o motriz. En la actualidad está restringido a los alimentadores de las calderas de vapor.

•Sifón: Es una bomba de chorro para liquido que usa vapor como fluido motriz.

•Eductor: Bomba de chorro para liquido que usa un liquido como fluido motor.

•Extractor: Bomba de chorro para gas que utiliza un liquido o un gas como fluido motriz.

•Soplador de chorro: Bomba de chorro para gas que bombea gases contra presiones diferenciales bajas.

•Compresor de chorro: Bomba de chorro para gas usada para levantar la presión de gases.