ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFacultad de Ingeniería Mecánica

Turbomáquinas

Integrantes:

David Alejandro Vilaña Peña Bryan Steven García Claudio Andrés Paul Angamarca Pupiales Josshua Sebastián Panchi Díaz José Francisco Zúñiga Cadena Rosa Ximena Morales Iles

Grupo: Grupo 3, GR2Fecha: 2015-05-12

Bombas Centrífugas

1. Introducción

Una bomba centrífuga es una máquina de fluido hidráulica que transmite la potencia de entrada (rotativa del motor), en energía cinética en el fluido mediante un mecanismo giratorio conocido como impulsor.

Si bien hallazgos arqueológicos en China y Egipto sitúan los primeros mecanismos de bombeo alrededor de 1000 a.C. Históricamente, en el año de 1724, Jacob Leupold, realizó una gran mejora; colocó unos tubos curvados so-bre una rueda.

Figura 1. Rueda de Jacob Leupold.Fuente: [wilo.es]

En este diseño, al girar la rueda con la corriente de un río, el agua es obligada a subir por los tubos hasta el eje de la misma. Sin duda, lo que más llama la atención es la forma curva de los tubos que tienen similitud con los rodetes de las bombas centrífugas actuales.

El principio de funcionamiento que estas bombas emplean es el intercambio de la cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, de modo que es común encontrar en su diseño uno o varios rodetes que con su giro producen campos de presiones en el fluido.

Debido al efecto de la “fuerza centrífuga”, el líquido contenido entre los álabes incrementa su energía cinética, la cual se transforma parcialmente en energía potencial en la carcasa de la bomba.

El movimiento del impulsor genera baja presión en su centro y alta presión hacia fuera de éste, lo que ocasiona que exista tendencia del fluido a moverse hacia el centro del rodete.La figura 2 muestra el campo de presiones que es generado en el

I

recorrido del fluido por los álabes del impulsor. Es importante notar que también existe una diferencia apreciable de presiones entre el lado cóncavo y el lado convexo de los álabes.

Figura 2. Presiones en el rodete.Fuente: [monografias.com]

Si bien la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor, como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de fluido es independiente de la densidad, razón por la cual en una bomba determinada que rota a cierta velocidad, y que maneja un volumen definido de líquido, la energía transferida será la misma sin importar de que fluido se trate. Esta es la razón prima por la cual la carga o energía de la bomba se denomina genéricamente como “altura” y se da en metros [m].

Las bombas centrífugas tienen un uso tremendamente extenso en la industria ya que son adecuadas para casi cualquier servicio. Dentro de ellas, las más comunes son las que están construidas con base en la normativa DIN 24255 con un único rodete, y que constituyen no menos del 80% de la producción mundial de bombas; esto, porque es más adecuada para manejar mayores caudales de líquido que su contraparte de desplazamiento positivo.

Figura 3. Bomba DIN 24255.Fuente: [iruma.com.ar]

En las bombas de tipo centrífugas no existe válvulas, el flujo es uniforme y libre de pulsaciones de baja frecuencia.

Aunque existen diferentes tipos de construcción, todas las bombas centrífugas tienen en común una entrada axial del líquido al impulsor de la bomba.

Una bomba esta compuesta por los siguientes componentes principales:

Carcaza de la bomba Rodete (impulsor) Eje Sellos

Figura 3. Corte de una bomba dinámica.Fuente: [datateca.unad.edu.co]

Las curvas características permiten la mejor comprensión del comportamiento de una bomba en

II

función de sus variables de operación, y son entregadas por el fabricante de a cuerdo a cada tipo de bomba. Estas curvas incluyen las gráficas de cabeza, eficiencia, potencia y NPSH-R, versus el caudal manejado por la bomba.

Figura 4. Curvas características.Fuente: [monografias.com]

2. Partes principales de la bomba centrífuga

a) Impulsor (rodete):

Es la parte más importante de una bomba, ya que en él existirá la mayor concentración de cargas, originadas por la variación de presión del fluido en el viaje por el impulsor.

Por el último factor mencionado se debe considerar que en este punto de la turbomáquina existen esfuerzos ocasionados por la carga ejercida para mover el fluido, además, debe tomarse en cuenta la posibilidad de un alto riesgo de cavitación en este elemento, ya que al variar la presión del fluido durante su paso a través del espaciamiento entre los álabes del rodete se forman áreas de baja, y alta presión, siendo las de baja presión las que se hallan en el espacio de entrada generando una tendencia del fluido a regresar a ese punto. Con esta tendencia, al generarse burbujas de

vapor cuando el fluido está en la región de alta presión, y al pasar estas a zonas de baja presión, implotan y se genera el fenómeno llamado cavitación.

Otro factor a considerar en el rodete de una bomba es el fluido que circulará por la misma, la circulación un ácido tiene diferente efecto que un flujo de agua. Así, debe darse gran importancia a la pureza del fluido, las partículas sólidas que este lleve y su PH. En base a estos criterios se debe seleccionar la geometría más adecuada y el material idóneo del rodete. Generalmente esta parte es de una aleación metálica o de un polímero.

Como primer punto se debe considerar el PH del fluido ya que la corrosión puede terminar con la turbomáquina de forma muy acelerada, el siguiente factor a considerar es la resistencia a la erosión ya que las partículas sólidas que puedan viajar en el fluido generarán este daño y reducirán la vida útil del equipo, y como factor final ya con una gama más reducida de materiales se escoge el adecuado de acuerdo al límite de fluencia, la carga que este soportara y un factor de seguridad al criterio del diseñador. Entre las aleaciones más comunes para este tipo de elementos tenemos el bronce y el acero inoxidable.

También es importante la geometría del álabe, ya que según esta se forman los triángulos de velocidades, por ende este factor será clave en el diseño del rodete. De este modo, deberá escogerse una geometría que nos permita obtener el cambio de presión y caudal deseado, al tiempo que, genere esfuerzos que puedan ser soportados por algún material.

III

Existen diferentes tipos de rodetes en las bombas centrífugas pero estos se pueden resumir en:

Abierto:Este tipo de rodete entrega una muy baja eficiencia pero permite el trabajo con fluidos “sucios” sin opción de obstrucciones.

Semiabierto:Este rodete tiene mayor eficiencia que el abierto, pero tiene mayor opción de obstrucción aunque esta sigue siendo prácticamente nula.

Cerrado:Tiene alto riesgo de obstrucción, por lo cual se debe usar en fluidos limpios, este rodete tiene una eficiencia muy alta respecto a los otros tipos.

Doble aspiración:Este rodete no tiene prácticamente cargas axiales y permite la movilización de grandes caudales.

b) Carcaza:

Otra parte importante de una bomba centrifuga es la carcasa, donde se tiene los mismos parámetros de diseño que en el rodete, pero en este caso la erosión no es tan importante ya que de hecho se escogerá un material duro.

La carcasa soportará altas cargas de presión, entonces en este caso se busca que la corrosión no afecte de manera seria a este elemento, y que este pueda soportar la presión generada por el equipo en su estructura completa.

Los materiales más usuales para la construcción de las carcasas de las bombas centrifugas son hierros fundidos, en muchos casos de resistencia a la corrosión.

c) Eje (Flecha):

Es el elemento donde se apoyan todas las partes que giran de una bomba centrifuga; generalmente están fabricadas en acero, modificando únicamente su contenido de carbono según sea la resistencia necesaria.

La determinación del diámetro de la flecha debe hacerse tomando en cuenta la potencia máxima que se va a transmitir y el peso de los elementos giratorios.

Otro aspecto a tomar en cuenta en el diseño del eje de una bomba centrífuga es la velocidad crítica, ya que al alcanzar esta rapidez se producirá la mayor cantidad de vibraciones, y cualquier desviación del diámetro de la flecha de la bomba las incrementa.

La flecha de una bomba centrífuga (sin importar su tipo), debe pasar por un proceso de rectificado y pulido.

También, debido a la alta fricción y desgaste en la sección de los empaques o apoyos, es necesario colocar una camisa de flecha para proteger el eje, y ser una pieza de cambio sobre la cual trabajen los empaques. Las camisas de flecha se fabrican usualmente en latón o acero inoxidable.

Figura 5. Fecha de una bomba centrífuga.

IV

Fuente: [unet.edu.ve]

d) Sellos:

Su función es evitar el paso del aire hacia el interior de la bomba, así como, impedir la circulación hacia fuera del liquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba.

Los sellos se colocan en una cavidad concéntrica con la flecha denominada “estopero”, y sobre ellos se tendrá que ejercer una presión para contrarrestar la existente en el interior de la bomba. Un resultado de la presión que se ejerce en el estopero es fricción que podría elevar la temperatura de la flecha, razón por la cual se debe procurar medios de enfriamiento y lubricación; esto se logra gracias a una pieza llamada jaula de sello, a la cual se hace llegar desde la misma carcaza o desde una fuente externa el líquido refrigerante.

La presión de los empaques se efectúa por medio de prensaestopas, una pieza metálica que se mueve por medio de tornillos.

Los materiales más usados para la fabricación de sellos son:

Asbesto, para agua a baja y mediana presión y temperatura.

Asbesto y plomo, o bien plásticos, para presiones y temperaturas más bajas, así como para fluidos diferentes del agua en procesos de refinación.

Fibras sintéticas como el teflón para otras substancias químicas.

En casos en que se desea que no se produzca ninguna fuga, o bien el líquido ataca a los empaques produciendo su

continuo reemplazo, se utilizan los llamados sellos mecánicos que consiste de dos superficies bien pulidas que están en contacto una con otra. Una de ellas es fija (unida a la carcasa) y otra es móvil (unida al eje).

Figura 6. Sello mecánico.Fuente: [day-seal.com]

3. Clasificación de las bombas rotodinámicas. Bombas RotodinámicasLa primera clasificación de las bombas es separarlas en el grupo de bombas de desplazamiento positivo y bombas rotodinámicas. Las primeras operan de forma volumétrica: Desplazan un determinado volumen por unidad de tiempo, independientemente de la presión.Son bombas de émbolos, paletas, engranajes, etc., utilizadas en oleohidráulica, donde se requieren unos caudales ínfimos con presiones muy elevadas, en nuestro caso no hablaremos más sobre estas bombas.Las bombas rotodinámicas, en cambio consiguen incrementar la energía del fluido a base de aumentar la energía cinética por medio de la deflexión y el efecto centrífugo que provocan los alabes del rodete recuperando esta energía posteriormente en forma de presión.

V

La principal forma de clasificación de las bombas rotodinámicas es separarlas en bombas axiales, mixtas y radiales, según la dirección de salida del flujo con respecto al eje.El nombre común para las radiales es bombas centrifugas, y así se denominaran en adelante, a pesar de que algunos autores utilizan este término para referirse a todo el conjunto de bombas rotodinámicas.En las figuras 1,2 y 3 se muestra un esquema de cada tipo de bomba rotodinamica.

La utilización de bombas axiales está indicada cuando se necesitan grandes caudales con pequeñas alturas de elevación, las centrifugas cuando se necesitan grandes alturas y pequeños caudales y las bombas mixtas constituyen un caso intermedio.Existen muchas características que hacen a las bombas susceptibles de clasificaciones distintas, y así se puede tener bombas de una o varias etapas, bombas de cámara partida, bombas autoaspirantes, bombas sumergibles, bombas horizontales o verticales, etc.Bombas axiales o helicoidalesLas bombas axiales son turbo máquinas que permiten la transferencia de energía mecánica del rotor al líquido mientras este pasa a través de los alabes en dirección axial. El impulsor

tiene la forma de hélice de 2 a 6 aspas, por lo que estas bombas se las llaman también de hélice.La velocidad de arrastre o de base, en la incidencia del líquido en el alabe a la entrada, conserva su valor en el borde de fuga del alabe a la salida, o sea u1=u2, y en consecuencia la acción centrifuga es nula. La ganancia en carga de presión debe lograrse solamente a expensas del cambio en magnitud de la velocidad relativa, con resultados desacelerativos en esta velocidad, de forma de w2<w1, a fin de producir un efecto de difusión a lo largo del ducto entre alabes, que aumenta la presión.La energía transferida se reduce a:

H= c 22−c 12

2g+w1

2−w22

2 g

En la cual, los dos términos del segundo miembro deben ser positivos, o sea w1>w2 y c2>c1.Como consecuencia de ser nulo el término:

u22−u12

2g

, de acción centrifuga, que es el que en las bombas proporciona mayor ganancia en carga estática, se tiene en las bombas axiales una carga estática reducida, ya que el cambio en velocidad relativa, que es de donde puede obtener, se hace difícil conseguir valores elevados, pues se exigiría una velocidad relativa de entrada muy alta que debería ser reducida a un valor muy bajo en el ducto entre alabes, lo cual es difícil de lograr en el corto recorrido a través del rodete móvil, Se puede, en algunos casos incrementar la carga, aumentando el número de alabes de 5 a 6 con lo que se operan mejor los cambios en la velocidad a través de los ductos entre los alabes, pero se aumentan las perdidas por fricción.

VI

Sin embargo si se quieren mover grandes caudales, que es donde encuentran verdadera aplicación las bombas axiales, se debe reducir el número de alabes 3 o 4 siempre que la carga sea pequeña. Este tipo de bomba no deberá utilizarse para las aguas residuales no tratadas o fangos, ya que los trapos pueden quedarse enredados en los álabes-guía.Usos y aplicaciones de las bombas axialesLas bombas axiales bombean grandes cantidades de agua con una carga relativamente pequeña, normalmente el rango oscila entre uno y tres metros. Las bombas axiales pueden ser utilizadas para generar cargas de agua de diferente índole, entre las que se encuentran: - Agua de río- Agua residual del pretratamiento- Aguas de tormenta- Lodos activados

Bombas radiales o centrifugasLa bomba centrifuga, lo mismo que cualquier otra bomba, sirve para producir una ganancia de carga estática en un fluido. Imprime pues, una energía a un fluido procedente de una energía mecánica que se ha puesto en su eje por medio de un motor.La bomba centrifuga es una turbo máquina de tipo radial con flujo de adentro hacia afuera, presentando por lo general un área de paso de agua relativamente reducida en relación con el diámetro del rotor o impulsor, con objeto de obligar al fluido a hacer un recorrido radial largo y aumentar la acción centrifuga lo que justifica su nombre, a fin de incrementar la carga estática, que es lo que generalmente se pretende con este tipo de bomba, aunque el gasto en parte se sacrifique. Todo esto significa que la velocidad

específica tendrá valores relativamente bajos o medios. Existen, no obstante, bombas de tipo centrífugo que mueven grandes caudales con pequeña ganancia en carga en ciertos servicios donde se juzga que pueda tener mejores resultados que una bomba axial, pero este no es el caso general. La bomba centrifuga, como maquina radial que es, encuentra lógica aplicación en cargas relativamente altas y medianas, con uno o varios pasos.Usos y Aplicaciones:Son ampliamente utilizadas en procesos donde se requiere el transporte de una cantidad significativa de flujo a un alto nivel de cabeza para así poder vencer grandes alturas y distancias muy largas.Se estima que aproximadamente el 70% de la producción total de las bombas corresponde a bombas centrifugas. Esta es una medida de la importancia de este tipo de bombas.Son ampliamente usadas en aplicaciones mineras (por su facilidad para manejar sólidos), en acueductos, industrias químicas, oleoductos y aplicaciones domésticas.Bombas de flujo diagonal o mixtoEste tipo de bomba ocupa una posición intermedia entre la centrífuga y la de flujo axial (en realidad, muchas veces se incluye dentro del primer grupo), tanto en la dirección del flujo de agua (que es producido conjuntamente por la fuerza centrífuga y por el empuje de los álabes) como en el propio funcionamiento. Así pues, el flujo es en parte radial y en parte axial (flujo mixto), de modo que la forma del rodete es acorde con ello. Se construyen dándole al impelente una forma tal que las paletas ya no quedan dispuestas en forma radial, En este tipo de bombas el flujo cambia de axial a radial, son bombas para gastos y cargas intermedias y la velocidad especifica de los impulsores es mayor que las de flujo radial.

VII

4. Clasificación de las bombas centrífugas y aplicaciones.

Las bombas centrífugas horizontales

Las bombas centrífugas con el eje de giro horizontal tienen el motor a la misma altura. Éste tipo de bombas se utiliza para el funcionamiento en seco. El líquido llega siempre a la bomba por medio de una tubería de aspiración.

Antes de su puesta en marcha deben quedar cebadas por no ser auto-transpirantes. Este proceso puede ser bastante complejo si la bomba no trabaja en carga y colocada por encima del nivel del líquido. Este caso se presenta muy frecuente con bombas centrífugas horizontales, se debe colocar una válvula en la parte de la aspiración de la bomba T algún sistema de cebado.

El rodete solidario al eje y al motor eléctrico, montado en toma directa, se pone en rotación a una velocidad preestablecida creando, por efecto centrífugo, una aspiración en el conducto central y una descarga en el conducto periférico.

Figura 7. Bomba HorizontalFuente: [www.debem.it]

A = motor eléctricoB = linterna de inspecciónC = junta mecánicaD = rodeteE = conducto de descarga F = conducto de aspiración

Están constituidas por un robusto cuerpo bomba y por una linterna para la fijación del motor eléctrico y para la inspección de la junta mecánica. El eje de la bomba, en el que está fijado el rodete abierto, se hace solidario al eje del motor eléctrico. En la parte trasera del rodete se halla la junta mecánica del eje.

Ventajas de las bombas centrifugas Horizontales

- Son de construcción más barata que las verticales.

- Su mantenimiento y conservación es mucho más sencillo y económico.

- El desmontaje de la bomba se puede hacer sin necesidad de mover el motor.

- No hay que tocar las conexiones de aspiración e impulsión.

- Fácil de instalar.

Aplicaciones

Bombeo de agua limpia y líquidos químicamente no agresivos.

Aplicaciones domésticas. Distribución automatizada de

agua en tanques medio-pequeños

Sistemas de riego, abastecimiento hídrico

Industria química para transportar líquidos delgados y ligeramente contaminados.

VIII

Industria Agrícola para la distribución de los fertilizantes artificiales

Bombeo del agua de caño en los barcos.

Las bombas centrífugas verticales

Este tipo de bomba tiene un eje vertical

y el motor generalmente está encima de la bomba. Esto permite que la bomba trabaje siempre rodeada por el líquido a bombear.

El rodete, solidario al eje y al motor eléctrico, montado en toma directa, se pone en rotación a una velocidad preestablecida creando, por efecto centrífugo, una aspiración en el conducto central y una descarga en el conducto periférico.

Estas bombas vienen con diferentes tamaños y varios números de etapas para proporcionar el caudal y la presión para condiciones de diferentes tipos. Estas bombas son adecuadas para una amplia variedad de aplicaciones desde

bombeo de agua potable a bombeo de productos químicos.

Se debe tener muy en cuenta que estas bombas no deben quedar cebadas antes de la puesta en marcha.

Figura 8. Bomba VerticalFuente: [www.debem.it]

A = motor eléctricoB = junta de transmisiónC = linternaD = cojinete radialE = columna externaF = revestimiento ejeG = forro de cerámicaH = rodeteI = tubo de descarga L = conducto de aspiraciónM = forro de desgaste

Las bombas centrífugas verticales están constituidas por un robusto cuerpo bomba y por una columna fijada a la placa de los estribos, encima de la que se fija la linterna que constituye el elemento de fijación del motor eléctrico. El motor se monta en toma directa a través de una junta elástica en el eje de la bomba. En la extremidad opuesta del eje - que está soportado por un cojinete radial está fijado el rodete abierto. La forma constructiva de esta bomba permite el desmontaje del motor incluso sin desinstalar la bomba de la instalación

Bombas centrífugas verticales no sumergidas

En las bombas verticales no sumergidas, el motor generalmente está directamente encima de la bomba. También puede estar muy por encima de la bomba para protegerlo de una posible inundación o para hacerlo más accesible.

IX

Figura 9. Bomba Vertical no sumergidaFuente: [www.debem.it]

El eje de la bomba puede ser rígido o flexible por medio de juntas universales. Esto soluciona el problema del alineamiento.

Aplicaciones

Para líquidos finos, no explosivos, que no contengan partículas o fibras sólidas, los líquidos no corrosivos.

Para trasvase de líquidos, circulación y aumento de presión de circulación de agua potable fría o caliente.

Para sistemas de abastecimiento de agua, sistemas de aumento de presión, transferencia de líquidos, regadios, etc.

Las bombas centrífugas verticales no sumergidas tienen su campo en:

- Aplicaciones marinas.- Aguas sucias.- Drenajes.- Irrigación.- Circulación de condensadores, etc

Diferencias entre las Bombas verticales y horizontales

Geometría Se puede usar las mismas

bombas horizontales, solamente hay que modificar los cojinetes.

Para bombas de gran capacidad, la construcción vertical generalmente es menos cara que la horizontal.

La ventaja de las bombas verticales es que necesitan muy poco espacio horizontal

6. Curvas CaracterísticasLa representación gráfica de la altura, la potencia consumida y el rendimiento de la bomba en función del caudal se denominan curvas características de la bomba. Estas curvas constituyen la información básica necesaria para predecir las magnitudes de operación de la bomba en un circuito dado, y por lo tanto suelen ser aportadas por los fabricantes en sus catálogos.Es de suma importancia el saber interpretar de modo preciso las curvas características de una bomba centrífuga. Son muchos los problemas que pueden venir asociados a una bomba centrífuga y para tratar de resolverlos de la manera más eficientemente posible, primero se debe conocer de manera exacta y precisa si la bomba está funcionando dentro de los parámetros para los cuales fue diseñada, es decir, el punto en el cual se encuentra trabajando. En el manual de la bomba deberíamos encontrar las diversas curvas asociadas a la bomba y, por supuesto, el punto de trabajo en el cual debemos mantener a nuestra bomba para que funcione como está previsto. El conocimiento y buena interpretación que tengamos de estos gráficos nos aportará la información

X

necesaria para una correcta toma de decisión a la hora de resolver nuestro problema.

Para la obtención de las curvas de una bomba se construyen bancos de prueba y ensayo equipados con todo lo necesario para ello.

Figura 10. Esquema simplificado de un banco de ensayos.

Fuente: [autoría propia]Se deben monitorizar las presiones de aspiración e impulsión de la bomba, debe existir un medio de regulación del caudal de salida de la bomba y, por supuesto, los medios necesarios para la medición del caudal que suministra la bomba. Por otro lado se conocerán los datos físicos de la instalación como velocidad del impulsor, diámetro de este, altura neta disponible en la aspiración, etc. El fluido bombeado será agua a temperatura ambiente.

Curva Q-HLa principal curva característica de una bomba es la que describe la relación entre la altura manométrica (caída de presión) y el caudal, datos que permiten escoger la bomba más adecuada para cada instalación. La altura manométrica de una bomba es una magnitud, expresable también como presión, que permite valorar la energía suministrada al fluido, es decir, se trata de la caída de presión que debe de vencer la bomba para que el fluido circule según condiciones de diseño.

Figura 11. Curva Q-H.

Fuente: [wordpress.com]

Se debe tener en cuenta que esta curva así obtenida es sólo para un determinado diámetro de impulsor, si usamos un diámetro distinto, la curva obtenida será distinta. Normalmente, en una misma bomba podemos usar distintos diámetros de rodete, así, el fabricante debería suministrar junto con la bomba, no una curva, sino una familia de curvas en función de los diámetros D diferentes de impulsor a utilizar.

Figura 12. Familia de curvas Q-H.

Fuente: [wordpress.com]

Curva P- QIgualmente, se puede conocer en todo momento el consumo del motor que acciona una bomba centrífuga monitorizándolo sobre el armario eléctrico con los

XI

instrumentos de medida adecuados, Así, tendremos la potencia consumida por la bomba P. De esta forma, se puede obtener la curva de potencia consumida P en función del caudal suministrado Q. Trasladando todos estos puntos sobre los ejes de coordenadas obtenemos una nueva gráfica, en el eje de abscisas tenemos los valores del caudal Q y en el eje de ordenadas los valores de la potencia consumida P.

Figura 13. Curva de Potencia consumida en función del caudal.

Fuente: [wordpress.com]

Curva -QɳOtra curva muy habitual es la que muestra la variación del rendimiento ɳ de la bomba en función del caudal Q. Primeramente, expresar que la potencia hidráulica   es el trabajo útil realizado por la bomba centrífuga por unidad de tiempo, es decir viene dada por la expresión:

En donde   es el peso específico del líquido bombeado. Esta potencia hidráulica no es igual a la potencia consumida por la bomba ya que existen perdidas debidas a rozamientos. Por tanto, podemos expresar que el rendimiento es el

cociente entre la potencia hidráulica y la potencia consumida:

Cabe señalar, aunque es evidente que, si conocemos el rendimiento obteniéndolo directamente de la curva de la bomba podremos conocer la potencia consumida mediante la expresión:

El rendimiento es el cociente entre dos potencias que conocemos y que son función del caudal Q, por tanto, estamos en disposición de trazar una curva más, la del rendimiento en función del caudal Q. Tiene la forma mostrada en la siguiente figura.

Figura 14. Curva de rendimiento en función del caudal.

Fuente: [wordpress.com]

NPSH(r)-Q

El NPSH (Net Positive Suction Head, o altura neta positiva en la aspiración) es la presión mínima que debe haber en la entrada de la bomba para evitar fenómenos de cavitación.

La cuarta curva característica a considerar de nuestra bomba es la curva NPSHr (Net Positive Suction Head) o altura neta positiva de aspiración requerida, en función del

XII

caudal Q. Esta curva representa la energía mínima necesaria que el líquido bombeado debe tener, medida en la brida de aspiración de la bomba como altura absoluta de líquido, para garantizar su funcionamiento. Es una característica propia de la bomba que puede ser obtenida solamente en forma experimental en los bancos de prueba de los fabricantes. Su fin práctico es el mantener en la entrada del rodete la presión de aspiración por encima de la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo.

Figura 15. Curva NPSHr - Q.Fuente: [wordpress.com]

7. Selección de bombas centrifugasPara la selección de una bomba se debe tener claro lo que es una curva característica, además de los siguientes puntos:

Liquido-Descripción del líquido-Temperatura-Densidad @ p, T-Viscosidad @ p, T-Presión de vapor @ T-Causas de corrosión-Causas de erosión

Condiciones operativas

-Caudal (máximo, mínimo, normal)-Presión de succión (mínimo, normal)-Presión de descarga (Altura diferencial)-NPSH

Otras Condiciones-Materiales preferentes-Tipo de sellado-Tipo de bomba, conexiones-Tipo de accionamiento (en caso de motor: Clasificación de área, Voltaje y Hz)-Normas a cumplir (ANSI/ISO, NFPA, API, etc.)

De los mencionados anteriormente los más importantes a conocer son:

Caudal Altura manométrica a vencer

por la bomba o pérdida de presión del circuito

XIII

Valor de NPSHd

Diagrama de flujo para la selección de una bomba:

Figura 16. Diagrama para la selección de una bomba.Fuente: [http://bibing.us.es]

Ahora analizaremos algunos puntos antes mencionados para la selección de una bomba:Agua a bombear: Dependiendo de la calidad del agua, (potable, de ríos, de pozos, de lluvias, servidas), se deben escoger bombas con características de carcasa, rodete, y sello mecánico, adecuadas al trabajo.Caudal o volumen de agua desea bombear: Este valor nos sirve para seleccionar la bomba (Q= volumen / tiempo)Presión o altura geométrica desea a bombear: Este valor nos sirve para calcular la altura manométrica a bombear (H.m.= altura geométrica + pérdidas de carga + presión útil )Distancia hay que recorrer: La longitud recorrida en función del caudal, nos permite calcular las tuberías y pérdidas de carga. Tipo de energía dispone: Según el tipo de energía, se puede instalar una bomba eléctrica monofásica 220v o trifásica 380v, si no dispone de electricidad se debe instalar una bomba a combustión (gasolina, diesel)Utilizar sistema de bombeo manual o automático: En el caso de riego lo más

común es arranque manual o con programador. En el caso de redes de agua potable se utilizan, controles de nivel, hidroneumáticos, controlador electrónico, variador de velocidad.

XIV

8. Bibliografía

Principios fundamentales de la tecnología de las bombas centrífugas. WILO Pumpen Intelligentz. Recuperado 05, 2015, de http://www.wilo.es/fileadmin/es/Downloads/pdf_entero.pdf

Mendoza, F. (2015, 01). Bombas Centrífugas. Aplicación, sistemas, princi-pios fundamentales y selección.. Monografías.com. Recuperado 05, 2015, de http://www.monografias.com/trabajos36/bombas-centrifugas/bombas-centrifugas2.shtml

(2012, 11). Int. bombas centrífugas. slideshare.net. Recuperado 05, 2015, de http://es.slideshare.net/MIGUELMUN/int-bombas-centrfugasl

Anónimo. (s/a). Bombas centrifugas. Recuperado 05, 2015, dehttp://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5091/fichero/6+-+BOMBAS+CENTR%CDFUGAS.pdf

Anónimo. (s/a). Descripción de partes y piezas de una bomba centrifuga para agua potable. Recuperado 05, 2015, dehttp://www.benoit.cl/Bombas2.htm

Anónimo. (s/a). Introducción a la selección de bombas y al diseño eficiente al sistema de bombeo. Recuperado 05, 2015, dehttp://www.aiqu.org.uy/images/Bombas%20NSchein_AIQUnov2013.pdf

Figura 3: Recuperado 05, 2015, de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/211618/EXELARNING/image094.png

Figura 5: Recuperado 15, 2015, de http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95_3.gif

Figura 6: Recuperado 15, 2015, de http://www.day-seal.com/ksb2.jpg

Figura 7: Recuperado 05, 2015, de http://www.debem.it/esp/mb-bombas-centrifugas-horizontales.htm

Figura 8: Recuperado 05, 2015, de debem.it/esp/im-bombas-centrifugas-verticales.htm

Figura 9: Recuperado 05, 2015, de http://www.debem.it/esp/im-bombas-centrifugas-verticales.htm

Figura 16: Recuperado 05,2015, de

XV

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5091/fichero/6+-+BOMBAS+CENTR%CDFUGAS.pdf

XVI