Curso de Bombas Uis

FUNDAMENTOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Adiestramiento Profesional Especializado de Nivelación y Desarrollo (APRENDE)

John Crane Colombia

Fundamentos de Bombas Centrifugas

Objetivo General

Lograr que los participantes estén en capacidad de seleccionar, operar y mantener bombas centrifugas, estudiando los conceptos fundamentales y sus componentes, para elevar los estándares de calidad, confiabilidad, seguridad y ahorro de recursos que redunden en beneficios directos para la empresa


Definición de Bomba Centrífuga:

Una bomba es una máquina que utiliza energía de velocidad (RPM) para incrementar la presión de un fluido, generando el movimiento del mismo, para moverlo desde un punto a otro.


P V

VP

En los fluidos Incompresibles hay una relación Inversa entre la presión y la velocidad

Si la velocidad de un fluido en un ducto AUMENTA su presión DISMINUIRÁ


Definición de Bomba Centrífuga:

La bomba es una Turbomaquina que transforma la Energía de Velocidad (RPM), en energía de presión, generando el movimiento del fluido


El mecanismo es así :La Bomba recibe la energía a través de su eje (RPM), esta energía pasa al impulsor, que le imprime velocidad al líquido que esta siendo bombeado (V2/2g).En la voluta esa velocidad va transformándose en Presión, mediante el incremento del área de paso


Esta animación representa lo que le ocurre a las partículas de fluido (bolas grises). Una vez que entran en el ojo del impulsor tienen un cambio de dirección de 90º. En este punto ellas entran en el espacio que existe entre dos alabes adyacentes. La rápida rotación de los alabes desplaza las partículas de fluido. Luego al llegar a la voluta de la bomba estas son desaceleradas y presurizadas


Componentes de una Bomba


Voluta de una sola pieza


Caja de Sellos (Seal Housing)


Caja de Rodamientos Bomba en Voladizo


Caja de Rodamientos Bomba entre Cojinetes


Clasificación de los impulsores1. Basado en la dirección del fluido con respecto al

eje de rotación:1.1 Flujo Radial1.2 Flujo Axial1.3 Flujo mixto


Número Específico de Velocidad

Ns = RPM VFlujo0,75

AlturaFlujo y Altura : GPM con Pies o M3/hr con Mts


Clasificación de los impulsores



2. Basado en el tipo de succión2.1 Simple succión2.2 Doble succión



3. Basado en el tipo de Construcción3.1 Cerrado3.2 Abierto3.3 Semi-Abierto


Clasificación de las Bombas Centrifugas

1. Orientación del eje

1.1 Vertical

1.2 Horizontal


Clasificación de las Bombas Centrifugas2. Cumplimiento con las normas de la industria:

2.1 Bomba ANSI - Según ASME B73.1/B73.2

2.2 Bomba API - Según API 610.

2.3 Bomba DIN - Según DIN 24256

2.4 Bomba ISO - Según ISO 2858 y 5199

2.5 Bombas UL/ FM - Según NFPA 20


Clasificación de las Bombas Centrifugas3. Número de impulsores

3.1 De una etapa: Bomba de un solo impulsor, para servicio de baja presión de descarga.

3.2 De dos etapas - Bomba de dos impulsores en serie, para servicio de media presión de descarga.

3.3 De tres o mas etapas – Bomba de tres o masimpulsores en serie, para servicio de alta presión de descarga.


Clasificación de las Bombas Centrifugas4. Tipo de Succión

4.1 De succión simple

4.2 De doble succión


Clasificación de las Bombas Centrifugas5. Tipo de Voluta

5.1 De voluta simple5.2 De doble voluta



6. Tipo de Soporte de Rodamientos

6.1 En voladizo (Overhung)

6.2 Entre cojinetes o rodamientos


Clasificación de las Bombas Centrifugas7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga

7.1 Succión lateral/descarga superior (end/top):



7.2 Succión y descarga superior (top/top):



7.3 Succión y descarga lateral (end/end):



8. Orientación de la división de la Carcaza:

8.1 Horizontal o axialmente partida: La carcaza se encuentra dividida axialmente en dos partes:una superior y otra inferior.

8.2 Vertical o radialmente partida: La carcaza se encuentra dividida radialmente en dos partes: una llamada carcaza y la otra tapa.


Clasificación de las Bombas Centrifugas9. Conexión del eje de accionamiento9.1 Acople integral (Close Coupled)


Clasificación de las Bombas Centrifugas9. Conexión del eje de accionamiento9.2 Acople Directo (Eje Libre)


Clasificación de las Bombas Centrifugas10. Tipo de Servicio

10.1 Bombas no críticas

10.2 Bombas críticas


Términos y Definiciones

- Gravedad Específica:La gravedad específica de un fluido es su densidad comparada con la densidad del agua. La densidad no es más que la masa del fluido sobre el volumen que ocupa



Cabezal de Presión:

El término cabezal será entendido como la cantidad de presión o trabajo que la bomba puede suministrar, este es el termino internacionalmente aceptado cuando se discuta sobre presión.


Términos y DefinicionesCabezal de Presión:

PSI x 2.31Cabezal (en Pies) = ---------------------------------

Gravedad Específica

Bar x 10.2Cabezal (en m) = ---------------------------------

Gravedad Específica



Capacidad:

La capacidad de una bomba no es más que la cantidad de líquido que es movido o empujado por la bomba hacia un punto deseado en algún proceso. Este es comúnmente medido en galones por minuto (gpm) o metros cúbico por hora (m3/h).


Términos y DefinicionesLa capacidad depende de un números de factores, tales como:

Propiedades del líquido de proceso, esto es, viscosidad, gravedad específica, etc.

Tamaño de la bomba, sección de la boquillas de succión y descarga.

Tamaño del impulsor.Velocidad de rotación del impulsor RPM.Tamaño y forma de las cavidades y/o

conductos entre los alabes.Condiciones de presión y temperatura en la

succión y descarga de la bomba.



Viscosidad:

La Viscosidad es la resistencia a fluir de los líquidos. La Viscosidad es la medida de esta resistencia y se expresa en diversas unidades siendo las más comunes los SSU (Segundos Saybolt Universales) y los Centipoise.


Términos y DefinicionesSucción Estática Negativa:

La succión estática negativa esta presente cuando el nivel de liquido del lado de la succión esta por debajo de la línea central del impulsor de la bomba; el cual, en la mayoría de los casos coincide con el centro de la brida de succión.


Términos y DefinicionesSucción Estática Positiva:

La succión estática positiva esta presente cuando el nivel de liquido del lado de la succión esta por encima de la línea central del impulsor. Su magnitud corresponde a la distancia en pies desde el centro del impulsor al nivel mínimo del reservorio de succión.


Términos y DefinicionesPresión Atmosférica:

La presión atmosférica es el peso que la atmósfera ejerce a diferente altura. Por ejemplo:

La presión atmosférica en una casa en Puerto La Cruz, la cual esta a nivel del mar, es 14.7 PSI.

Una casa en Caracas, la cual esta a uno 900 m sobre el nivel del mar, tiene una presión atmosférica de 13.2 PSI.

Una casa de retiro en la Colonia Tovar, la cual esta a 1830 m sobre el nivel del mar, tiene una presión atmosférica de aproximadamente 11.8 PSI.



Presión Manométrica:

La presión manométrica es una unidad de medida que expresa la presión que por encima de la presión atmosférica se esta ejerciendo sobre la superficie del fluido.



Presión Absoluta:

La presión absoluta toma en consideración la presión atmosférica disponible en el lugar donde se este tomando la medición y la gravedad especifica del fluido.



Vacío o Presión Manométrica Negativa:

El término vacío no es un término comúnmente aplicado cuando se habla de bombas centrifugas. Por definición cualquier presión menor a la presión atmosférica es entendida como una presión de vacío.



Presión de Vapor:

La presión de vapor, usualmente expresada en términos absolutos, es la presión a la cual el líquido se evapora a una temperatura dada


Términos y DefinicionesEl agua hierve a 100 C cuando la presión atmosférica es 14.7 PSIA, es decir a nivel del mar, sin embargo si incrementamos la altura hasta una elevación de unos 4500 m, (Nevado del Ruiz), donde la presión atmosférica es de unos 8.3 PSIA, el agua hervirá a unos 84 oC. En otras palabras la presión de vapor del agua a nivel del mar es 14.7 PSIA y a 4500 m 8.3 PSIA, por supuesto a 100 y 84 grados centígrados respectivamente.


NPSH Y CavitaciónCuando hablamos de bombas centrífugas existe dos término que no debe dejar de aprenderse como lo son NPSHA (Net Suction Positive Head Available) o en español “Altura Neta de Succión Disponible”, y NPSHR (Net Suction Positive Head Required) en español “Altura Neta de Succión Requerida”. Un importante número de fallas de bombas y de problemas de operación de estas se debe principalmente a que estos parámetros no han sido considerados o calculados correctamente. El NPSHA esta directamente relacionado al sistema de tubería de succión de la bomba y el segundo es inherente a la bomba en sí.


NPSH Y Cavitación

NPSHA: El NPSHA es la altura total de succión disponible al ojo del impulsor de primera etapa expresado en términos de presión absoluta.


NPSH Y Cavitación


NPSH Y Cavitación

NPSHR: Este término se expresa en pies o metros absolutos y significa la mínima presión absoluta que es admitida en el ojo del impulsor. El NPSHR es una característica del diseño de la bomba y variará significativamente de un modelo de bomba a otro, de un tamaño a otro y de un fabricante a otro.


NPSH Y CavitaciónPaso 1: Reducción de la presión en la succión de la bomba:


NPSH Y CavitaciónPaso 2: Crecimiento de las burbujas


NPSH Y CavitaciónPaso 3: Colapso de las burbujas


NPSH Y CavitaciónDespués del colapso de las burbujas, se crea una onda de choque en el punto de colapso. Esta onda de choque es la que actualmente se conoce con el nombre de “Cavitación”. Una vez que la bomba comienza a cavitar podemos notar algunos de los siguientes síntomas:

Reducción en la capacidad de la bomba, esto es, bajo caudal del equipo.

Disminución del cabezal de descarga.Sonido anormal, la bomba suena como si estuviera

manejando piedras.Alta vibración por lo general se verán picos a alta

frecuencia y a paso de alabe.


Curvas de FuncionamientoLas curvas de funcionamiento son el resultado de pruebas que realizan los fabricantes de bombas. En ellas se encuentran las características hidráulicas principales que permiten realizar la selección. Estas curvas muestran para cada tamaño de impulsor lo siguiente:

Caudal en GPM (m3/h) y Altura Dinámica Total pies (m).

NPSHr (pies o m)Eficiencia.Potencia (Hp o KW)


Curvas de Funcionamiento



Válvula Cerrada (Shut off)

Este punto es el punto más a la izquierda de la bomba y es donde la bomba entrega mayor presión. Sin embargo tal como su nombre lo indica no hay circulación de fluido (caudal = 0), este valor es muy útil durante el funcionamiento de la bomba ya que nos puede dar una idea del diámetro de impulsor de la bomba.


Curvas de FuncionamientoB.E.P. (Best Eficiency Point) (Punto de Mayor eficiencia).

El B.E.P es el punto de funcionamiento donde la bomba opera con mayor eficiencia, esto es, donde la transformación de velocidad en presión ocurre con mayor eficiencia. Existen muchos factores involucrados en la selección de una bomba y su buen funcionamiento. Los requerimientos del sistema determinarán si la bomba operará en el punto de mayor eficiencia. Hay muchos factores que contribuyen a seleccionar la bomba apropiada. Recuerde, cuando su sistema requiere mas caudal, el punto de operación se desplazará a la derecha, por lo que los valores de NPSHr aumentaran. Revise el NPSHa, este valor podría incluso determinar el tipo de bomba que se requiere.



Final de Curva EOC

Este valor es el punto de máximo caudal probado por el fabricante de la bomba, adicionalmente es el punto donde la bomba consume mayor potencia.


Potencia hidráulica está en función del caudal manejado, la altura dinámica y la gravedad específica.De acuerdo a la siguiente formula:

Whp =Q (gpm) x H (pies) x G.E.

3960

EFICIENCIA DE UNA BOMBA

PERDIDASMECANICAS

PERDIDASHIDRAULICAS

PERDIDASVOLUMETRICAS

PERDIDAS HIDRAULICAS:Son las debidas al rozamiento o fricción del fluido con la carcaza y el impulsor y las ocasionadas por turbulencias originadas por los cambios bruscos de dirección.

PERDIDAS VOLUMETRICAS:

Son las recirculaciones de fluido que salen de la descarga y regresan a la succión de la bomba, además es el fluido que se pierde a través de los dispositivos de sellados propios de la bomba.

PERDIDAS MECANICAS:

Son las ocurridas en los cojinetes, en la caja de estoperos y en los dispositivos de compensación del empuje axial.

Eficiencia de la Bomba =SalidaEntrada

=WhpBhp

Bhp =Q (gpm) x H (pies) x G.E.3960 x Eficiencia Bomba

Con lo cual conocemos la potencia al freno



Leyes de Afinidad o Semejanza.

Las bombas centrifugas cumplen con las leyes de afinidad las cuales rigen lo siguiente:

1. El flujo tiene un comportamiento lineal con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor

2. La presión tiene un comportamiento cuadrático con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor

3. La potencia de entrada tiene un comportamiento cúbico con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor.


Curvas de FuncionamientoLeyes de Afinidad o Semejanza.



En la siguiente figura se muestra un curva característica de una bomba a 1750 RPM. Ahora suponga que Ud. Tiene un diámetro de impulsor de 13”, pero necesita aumentar la velocidad mediante una correa a 200 RPM, ¿Cuál sería el comportamiento de la bomba?


Sistemas de BombeoPara un diámetro de impulsor específico y una velocidad (RPM), una bomba centrifuga tiene ya determinado una curva de funcionamiento. El punto donde la bomba opera en su curva depende de las características del sistema en el cual ella está operando, llamado Curva del Sistema. Que es la relación entre el flujo y las pérdidas hidráulicas en un sistema. La representación de esto en una gráfica tiene forma de parábola, puesto que las pérdidas por fricción varían con el cuadrado de la rata de flujo.


Sistemas de Bombeo


Sistemas de BombeoSin Altura estática – Solo Fricción


Sistemas de BombeoAltura Estática Positiva


Sistemas de BombeoAltura Estática Negativa (Fuerza de Gravedad)


Sistemas de BombeoRegulación de Flujo de Bombas Centrífugas

En muchas ocasiones es preciso trabajar durante mucho tiempo en condiciones de caudal inferiores al nominal. En esta situación se pueden realizar planteamientos que permitan ahorros energéticos considerables, implantando el sistema de regulación mas apropiado.


Sistemas de BombeoRegulación de Flujo de Bombas Centrifugas (Cont)

Los métodos de regulación de caudal se obtiene mediante:

Modificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba

Modificación de la curva Presión – Caudal de la bomba.

Modificación simultánea de ambas curvas caracterìsticas (sistema y bomba).

Arranque o paro de la bomba.


Sistemas de BombeoModificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba


Sistemas de BombeoModificación de la curva de la bomba


Sistemas de BombeoModificación simultanea de las curvas des del sistema y la bomba


Sistemas de Bombeo

Arranque y Paro de la Bomba

Este es un sistema muy conveniente cuando se cuenta con un acumulador, tal como un hidroneumático o tanque elevado. Asíla bomba operará con la válvula siempre abierta y cuando se halla llegado a la presión nominal en el hidroneumático o en el nivel alto en el tanque elevado, la bomba se parará, para volver a arrancar cuando el nivel o la presión, según sea el caso, halla llegado al nivel bajo.El sistema es energéticamente eficiente, pero tiene la limitante de que necesita el acumulador y no siempre es posible.


Sistemas de Bombeo

Bombas Trabajando en Serie o en Paralelo

En los procesos u operaciones industriales existen requerimientos de flujo en los que es necesario utilizar un sistema de bombeo con más de una bomba; esto puede ser porque la demanda de caudal o de carga del proceso sea excesivamente variable.


Sistemas de Bombeo

Bombas Trabajando en Serie o en Paralelo (cont.)

El uso de dos o más bombas, en lugar de una, permite que cada una de ellas opere en su mejor región de eficiencia la mayor parte del tiempo de operación, aún cuando los costos iniciales pueden ser mayores, el costo de operación más bajo y la mayor flexibilidad en la operación ayuda a pagar la inversión inicial.


Sistemas de Bombeo

Bombas Trabajando en Serie


Sistemas de Bombeo

Bombas Trabajando en Paralelo


Principales Normas AplicablesExisten muchas normas aplicables a las bombas centrifugas, sin embargo nosotros solo vamos a mencionar aquellas que son de mayor uso en la industria petrolera.

ANSI B73.1 (2001)API 610 10ma. Edición.NFPA 20HI (Hydraulic Institute)BS 5257DIN EN ISO 5199


Principales Normas AplicablesANSI B73.1 (2001)

Este estándar cubre las bombas centrífugas horizontales, de una (01) etapa, con diseño de succión en el extremo y descarga vertical (end –top) sobre la línea de centros del eje. Esta norma incluye requisitos dimensionales para la íntercambiabilidad y ciertas características de diseño para facilitar la instalación y el mantenimiento. La intención de esta norma es que las bombas de la misma designación estándar, de cualquier fabricante sean intercambiables con respecto a dimensiones de montaje, tamaño y localización de las bridas de succión y de descarga, los ejes, las bases (skids), y los agujeros de perno de la fundación.


Principales Normas AplicablesANSI B73.1 (2001)


Principales Normas AplicablesAPI 610 (2001)

Cubre los requisitos mínimos para la construcción de bombas centrífugas, para el uso en refinerías de petróleo, los productos químicos pesados, y servicios de la industria del gas. Los tipos de la bomba cubiertos por este estándar se pueden clasificar ampliamente de acuerdo a los siguientes esquemas: en voladizo, entre cojinetes, y suspendidas verticalmente.


Principales Normas AplicablesAPI 610 (2001)

Clasificación API

Clasificación según API 610 10a Edición

Bomba tipo OH1:Diseño en voladizo, Simple etapa, montaje de pie

(No reúne todos requerimientos de este estándar Internacional)

.

Clasificación API


Bomba tipo OH1 (ANSI).

Clasificación API

Clasificación según API 610 10a EdiciónBomba tipo OH1 (ANSI Típica)

.

1- Succión2- Impulsor3- Descarga4- Cubierta trasera5- Eje6- Sello/Empaquetadura7- Brida/Prensaestopas8- Cojinetes

Utilizadas en la industria química y petroquímica.Sus medidas son normalizadas, se puede intercambiar bombas sin modificaciones.Tienen impulsor abierto o semi abierto para manejar sólidos en suspensión.Hay dos proveedores fundamentales: Durco (Flowserve) y Goulds (ITT).Soportes de cojinete de hierro fundido.Bases de chapa plegada, bases antivibración o poliméricas.Muchas metalurgias disponibles, además de versiones no metálicas.

Clasificación API


Bomba tipo OH2:Diseño en voladizo, simple etapa, montaje centrado. Tiene

una caja de rodamiento simple para absorber todas las fuerzas impuestas sobre el eje manteniendo el rotor en su posición durante la operación. Estas bombas son instaladas en una base y están conectadas por un acople flexible al elemento conductor.

Clasificación API


Bomba tipo OH2 (API)

Clasificación API

Clasificación según API 610 10a EdiciónBomba tipo OH2 (API Típica)

• Utilizadas en la industria petrolera (downstream & upstream) y petroquímica.• Sus medidas no son normalizadas, las bases se hacen a medida.• Tienen impulsor cerrado con anillos de desgaste.• Hay varios proveedores: Flowserve, Goulds, Sulzer, David Brown, Marelli, KSB, etc.• Soportes de cojinete de acero fundido.• Bases tipo drim rain con apoyos centrados.• Metalurgias acotadas a lo que indica la norma API 610.

Clasificación API


Bomba tipo OH3:Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line”

con soportes separados. Tiene una caja de rodamiento integrada a la bomba para absorber todas las cargas al rotor. El elemento conductor es montado en un soporte integrado a la bomba. La bomba y el elemento conductor están conectadas por un acople flexible.

Clasificación API


Bomba tipo OH3 (Vertical “In-line” API)

Clasificación API



con acople rigido. El acople rigido mantiene al eje de la bomba unido firmemente al eje del elemento conductor ( No reune todos los requerimientos de este estandar internacional)

Clasificación API


Bomba tipo OH4 (Vertical “In Line”)

Clasificación API

Clasificación de según API 610 10a Edición


con acople cerrado. Con el acople cerrado el impulsor se monta directamente sobre el eje del elemento conductor ( No reune todos los requerimientos de este estandar internacional)

Clasificación API

Clasificación de según API 610 10a Edición

Bomba tipo OH5 (Vertical In Line)

Clasificación API


Bomba tipo OH6:Diseño en voladizo, simple etapa, con caja de engranaje conductora de

alta velocidad. Estas bombas incrementan la velocidad por medio de una caja de engranaje integral. El impulsor es montado directamente sobre la salida del eje de la caja de engranaje. No hay acople entre la caja de engranaje y la bomba, sin embargo, la caja de engranaje es acoplada flexiblemente al elemento conductor. Estas bombas pueden ser orientadas vertical u horizontalmente.

Clasificación API


Bomba tipo OH6:

Clasificación API


Bomba tipo BB1:Bomba de diseño axialmente partida y una o dos

etapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API

ClasificaciClasificacióón segn segúún API 610 10a Edicin API 610 10a Edicióónn

Bomba tipo BB1:Bomba tipo BB1:

Clasificación API


Bomba tipo BB2:Bomba de diseño radialmente partida y una o dos

etapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API

Clasificación según API 610 10a EdiciónBomba tipo BB2:

Clasificación API


Bomba tipo BB3:Bomba de diseño axialmente partida multietapas con

eje entre rodamientos.

Clasificación API


Bomba tipo BB3:

Clasificación API


Bomba tipo BB4:Bomba de diseño de carcaza simple radialmente partida,

multietapas con eje entre rodamientos. Estas bombas son también llamadas de sección de anillos, segmentos de anillos o de segmentos unidos por barras y tienen un potencial sendero de fuga por cada segmento.

Clasificación API


Bomba tipo BB4:

Clasificación API


Bomba tipo BB5:Bomba de diseño de doble carcaza radialmente

partida, multietapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API


Bomba tipo BB5:

Clasificación API


Bomba tipo VS1:Bomba de profundidad verticalmente suspendida,

carcasa simple con difusores de descarga a través de la columna.

Clasificación API


Bomba tipo VS1:

Clasificación API



carcasa simple con la voluta descarga de a través de la columna.

Clasificación API


Bomba tipo VS2:

Clasificación API



carcasa simple de flujo axial con descarga de a través de la columna.

Clasificación API


Bomba tipo VS3:

Clasificación API


Bomba tipo VS4:Bomba verticalmente suspendida, carcasa simple,

voluta en línea con el eje conductor en el colector.

Clasificación API


Bomba tipo VS4:

Clasificación API


Bomba tipo VS5:Bomba verticalmente suspendida en voladizo.

Clasificación API


Bomba tipo VS5:

Clasificación de Bombas Centrífugas


Bomba tipo VS6:Bomba doble carcaza con difusores verticalmente suspendidos.

Clasificación API


Bomba tipo VS6:

Clasificación API


Bomba tipo VS7:Bomba doble carcaza con voluta verticalmente

suspendida.

Clasificación API


Bomba tipo VS7:

BombaAcople

Elemento Conductor

Elementos de una Bomba Centrífuga

Motor: Suministra la potencia

1. Eléctrico

Gasolina

2. Combustión Interna

Diesel

3. TurbinaHidráulica

Gas

Vapor

Baja Potencia

Media Potencia

Alta Potencia

Elemento Conductor

Acople

Bomba Conector Motor

Acople

* Transmite Potencia – Torque* Transmite Rotación

Acople

Tipos de Acople

Bridados1. Rígidos

Partidos

2. FlexiblesCadenaEngranajesResorte en Rejilla

Alta PrecisiónNo Admite DesviaciónAlta Potencia/Alta

Velocidad

Precisión NormalAbsorbe DesviaciónServicio General

Elastoméricos

Acople

Acople Rígido

EMBRIDADO VERTICAL

• Solo vertical

• Alta Precisión

Acople

Acople Rígido

PARTIDO AXIALMENTE

• Solo horizontal

• Alta Precisión

• Costoso

Acople

Acople Flexible

CADENA

• Requiere Lubricación

• Transmite torque moderado

Acople

Acople Flexible

ENGRANAJES


• Transmite alto torque

Acople

Acople Flexible

RESORTE EN REJILLA


• Transmite torque moderado

Acople

Acoples Flexibles Elastoméricos

ESTRELLA

• No requiere Lubricación

• Transmite bajo torque

Acople

Acoples Flexibles Elastoméricos

TACOS


• Torque según dureza de material

Acople

Acoples Flexibles Elastomericos

TIPO LLANTA o RUEDA


• Mediano torque y velocidad

Acople

Acople Flexible

EMBRIDADO CON DISCO DE MEMBRANAS


• Altas potencias y velocidades

Acople

Acople Flexible

DIAFRAGMA


• Bajas potencias y velocidades

Acople

Dispositivo de Sellado

Impulsor

Eje

Rodamientos

Carcaza

Bomba Centrifuga, Componentes

Bomba Centrifuga ANSIBomba Centrifuga ANSI

Dispositivo de Sellado

Impulsor

Eje

Rodamientos

Carcaza


Bomba Centrifuga APIBomba Centrifuga API

Cojinetes

Todos los equipos rotativos, incluyendo las bombas centrifugas, requieren de cojinetes para soportar y posicionar axial y radialmente al rotor. Los cojinetes deben mantener relativamente constante la posición del rotor bajo cargas fluctuantes.

Los tipos mas comunes de cojinetes encontrados en las bombas centrifugas son: Fricción y Antifricción. Estos cojinetes operan bajo diferentes principios básicos, cuyo limite de funcionamiento esta determinado por la relación carga – velocidad.


Cojinete Antifricción o Rodamiento

Están conformados por un conjunto de bolas o rodillos que mantienen separadas las partes estáticas y dinámicas. Podemos identificar cuatro partes básicas:

• Anillo o pista interno.• Anillo o pista externo.• Elementos rodantes (Cilíndricos, esféricos, cónicos, etc)• Jaula.

Este es el tipo mas común de cojinete encontrado en la mayoría de las aplicaciones debido a su gran capacidad de cargas versus velocidad.


1. Apoyo del eje

2. Permitir giro del eje

3. Absorber las cargas: radial y axial


FunciFuncióón de Rodamientosn de Rodamientos


UbicaciUbicacióón de los rodamientos en una bomba Centrn de los rodamientos en una bomba Centríífuga fuga en Voladizo, Tipo ANSIen Voladizo, Tipo ANSI

Rodamiento de bolas arreglo sencillo

Es el más usado para carga radial. Sin embargo, puede soportar cargas

axiales en servicios ligeros.


Arreglos de RodamientosArreglos de Rodamientos

Rodamiento sencillo de contacto angular

Diseñado para soportar cargas

fuertes en una sola dirección



Rodamiento de contacto angular en

serieDiseñado para soportar cargas

fuertes distribuidas en una sola dirección,



Rodamiento contacto angular cara contra

cara


fuertes en las dos direcciones pero por un rodamiento a la

vez



Rodamiento de contacto angular espalda contra

espalda


fuertes en las dos direcciones pero por un rodamiento a la

vez



Por SalpiquePor Circulación Forzada


LubricaciLubricacióón de Rodamientosn de Rodamientos

D

Forces due to radial loads and impeller weight

X

L

Fuerzas debido a cargas radiales y peso del impulsor


Eje para Bomba en VoladizoEje para Bomba en Voladizo

Impulsor Abierto Impulsor Cerrado


ImpulsorImpulsor

Recorrido del Fluido

Rotación


Son diseñados en variados anchos y perfiles en proporción a su velocidad

específicaVelocidad Específica


Tipos de ImpulsoresTipos de Impulsores

Sin tapa frontal

Menos eficiente que el cerrado. La holgura con la carcaza es

mayor. Las pérdidas volumétricas

interiores (de retorno) aumentan


Impulsor AbiertoImpulsor Abierto

Cerrado con Anillos de Desgaste

La holgura con la carcaza es menor.

Minimiza las pérdidas volumétricas

interiores (retorno).


Impulsor Semi CerradoImpulsor Semi Cerrado

Cerrado con anillos de desgaste en ambos lados y agujeros de

balance.

Reduce presión en caja de sellado.


Impulsor CerradoImpulsor Cerrado

Agujeros de Balance


Impulsor CerradoImpulsor Cerrado

Transforma energía cinética en energía de

presión.

Conduce convenientemente el

fluido


La VolutaLa Voluta

La doble voluta balancea las fuerzas

radiales.

Usado en bombas grandes. Las fuerzas

radiales iguales y opuestas alrededor del impulsor requieren ser

balanceadas.


Doble VolutaDoble Voluta

EmpaquetaduraEmpaquetaduraDispositivos de sellado

Dispositivos de sellado

Sello MecSello Mecáániconico

Cara de contacto oAnillo Primario (2)

Anillo EstacionarioAsiento (1)

Resorte (4)(Fuerza del Resorte)

Componentes metálicos (5)

Sellado Secundario (3)Sellado Primario

Sellado Terciario (3)


Sello MecSello Mecáánico Bnico Báásicosico


• En funcionamiento, el fluido a presión se introduce entre las caras.

• El fluido introducido, forma una película que las lubrica.

• La presión hidráulica a la vez cierra las caras.• La presión hidráulica de cierre es la presión en el alojamiento del

sello.

Película de Lubricación entre las Caras del Sello Mecánico

Película de Lubricación

BridaCarcaza de Bomba

Fluido de Proceso

Fuga Invisible:Fluido evapora al contacto con la atmósfera

Anillo Primario Asiento


Película de Lubricación entre las Caras del Sello Mecánico


Principales Normas AplicablesNFPA 20Este estándar se ocupa de la selección y de la instalación de las bombas que proveen el líquido para la protección contra incendios También incluye: succión, descarga, y equipo auxiliar; fuentes de alimentación, incluyendo arreglos de la fuente de alimentación; impulsión y control eléctricos; impulsión y control del motor diesel; impulsión y control de la turbina de vapor; y pruebas y operación de aceptación.


Principales Normas AplicablesHydraulic Institute (HI)

Estas normas están dedicadas para realizar ingeniería, fabricación y uso de equipos de bombeo, Estas normas pretenden eliminar malentendidos entre los fabricantes, los compradores y los clientes. Las normas del Hydraulic Institute son utilizadas extensamente y dirigida para los consultores, contratistas, fabricantes, bibliotecas universidades, y usuarios de las bombas.


Criterios de Selección

Capacidad de la bomba. También considerar si esta capacidad cambia con la operación de su proceso.

Presión (m o pies) necesaria a diversas capacidades.

Necesidad de materiales especiales para los componentes de la bomba.

NPSHATipo de Servicio: Intermitente o Continuo.Eficiencia deseadaTemperatura de OperaciónNorma o Estándar a cumplir.


Criterios de Selección

El equipo será suministrado con sello mecánico o empaquetadura.

La bomba necesitará chaqueta de calentamiento o enfriamiento.

Tipo de impulsor.Tipo de bomba: Acople Integral o Eje LibreTipo Acople.Velocidad (RPM)Tipo de AccionadorTipo de Variador de Velocidad.

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