Bomba centrfuga Bomba que aprovecha el movimento de rotacin de una rueda con paletas (rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspiradagracias a la fuerza centrfuga que desarrolla, encanalando el lquido en el cuerpo fijo y luego en el tubo deenvo. Bomba sumegida La bomba sumergida es una bomba con ejes verticales, proyectada para alcazar grandes profundidades debidoal largo de su tubo aspirador. No se tiene que confundir con la bomba sumergible que se caracteriza porqueest dotada de un motor de sello hermtico sumergido en el mismo lquido que se bombea. Caudal Cantidad de lquido (en volumen o en peso) que se debe bombear, trasladadar o elevadar en un ciertointervalo de tiempo por una bomba: normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por minuto (l/m)o metros cbicos por hora (m/h). Smbolo: Q. Altura de elevacin Altura de elevacin de un lquido: el bombeo sobreentiende la elevacin de un lquido de un nivel ms bajo aun nivel ms alto. Expresado en metros de columna de lquido o en bar (presin). En este ltimo caso ellquido bombeado no supera ningn desnivel, sino que va erogado exclusivamente a nivel del suelo a una presin determinada. Smbolo: H. Curva de prestaciones Especial ilustracin grfica que explica las prestaciones de la bomba: el diagrama representa la curva formada por los valores de caudal y de altura de elevacin, indicados con referencia a un determinado tipo de rodetedimetro y a un modelo especfico de bomba. Bajo nivel Especial instalacin de la bomba, colocada a un nivel inferior al de la vena de la cual se extrae el agua: de estamanera, el agua entra espontneamente en la bomba sin ninguna dificultad. Cebado Llenado de la bomba o de la tubera para quitar el aire presente en ellas. En algunos casos, se puedensuministrar, tambin, bombas auto cebadas, o sea, dotadas de un mecanismo automtico que facilita el cebadoy por lo tanto la puesta en marcha de la bomba, lo cual sera imposible de otra manera, y adems muy lento.

Cavitacin Fenmeno causado por una inestabilidad en el flujo de la corriente. La cavitacin se manifiesta con laformacin de cavidad en el lquido bombeado y est acompaada por vibraciones ruidosas, reduccin delcaudal y, en menor medida, del rendimiento de la bomba. Se provoca por el pasaje rpido de pequeas burbujas de vapor a travs de la bomba: su colapso genera micro chorros que pueden causar graves daos. Prdidas de carga Prdidas de energa debidas a la friccin del lquido contra las paredes de la tubera, proporcionales al largode stas. Tambin son proporcionales al cuadrado de la velocidad de deslizamiento y variabilidad en relacincon la naturaleza del lquido bombeado. Cada

vez que disminuye el deslizamiento normal del fluido movidorepresenta una posibilidad de prdidas de carga como los bruscos cambios de direccin o de seccin de lastuberas.Para lograr en la bomba un correcto dimensionamiento, la suma de tales prdidas se debe agregar a la alturade elevacin prevista originariamente. Sello mecnico Sello mecnico para ejes rodantes. Usado en todos los casos en que no se puede permitir goteo alguno externode lquido. Est compuesto por dos anillos con superficie plana, una fija y otra rodante: las dos caras estn prensadas juntas de manera que dejan slo una finsima pelcula hidrodimica formada por lquido que seretiene para que funcione como lubricante de las partes que se deslizan. Viscosidad Se trata de una caracterstica del fluido bombeado: representa su capacidad de oponerse al desplazamiento. Laviscosidad vara segn la temperatura. Peso especfico Cada fluido tiene una densidad caracterstica.El agua, que se usa como trmino de comparacin, convencionalmente tiene un peso especfico (o densidad)de 1 (a 4C y a nivel del mar). El peso especfico representa el valor usado para comparar el peso de un ciertovolumen de lquido con el peso de la misma cantidad de agua.

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

CURVAS CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS A causa de las caractersticas variables de la bomba centrfuga, es importante tener unavisin grfica de las relaciones entre la carga, el caudal, la eficiencia, la potencia necesaria,etc., de la bomba de que se trate a una velocidad determinada. Estas curvas o grficosgeneralmente se preparan por el fabricante. Las curvas que aparecen a continuacin puedenconsiderarse tpicas e ilustran las caractersticas de una bomba trabajando a una velocidadconstante determinada.La curva de carga-caudal es la lnea que desciende de izquierda a derecha, y representa lascantidades variables de lquido que la bomba puede entregar a distintas cargas o presiones.La interseccin de esta lnea con la lnea de cero descargas, nos da la carga o presin quedesarrolla la bomba cuando la vlvula de descarga est cerrada. La curva que en este casonos da la potencia necesario para operar la bomba, tiene la pendiente hacia arriba, deizquierda a derecha. En este caso el punto en que la potencia necesaria tiene un valormenor, es el que corresponde a la vlvula cerrada. VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS: -Su construccin es simple, su precio es bajo. -La lnea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin daar la bomba. -Puede utilizarse con lquidos que contienen grandes cantidades de slidos ensuspensin, voltiles y fluidos hasta de 850F. -Sin tolerancias muy ajustadas.