BombasGrupo N°1

DEFENICIONES Las bombas son convertidores deenergía mecánica (procedente delmotor que los arrastra) en energíahidráulica (fundamentalmente enforma de energía cinética y depresión). La energía mecánica puedetener origen diesel gas vapor

PARÁMETROS INVOLUCRADOS EN LA SELECCIÓN DE BOMBAS

Naturaleza del liquido por bombear.

Capacidad requerida (Flujo volumétrico )

Condiciones del lado de succión (entrada) de labomba

Condiciones del lado de descarga (salida) de labomba

Tipo de sistema donde la bomba impulsa elfluido

Tipo de fuente de potencia

Limitaciones de espacio , peso y posición

Condiciones ambientales

Costo de adquisidor e instalación de la bomba

Códigos y estándares gubernamentales

CLASIFICACION

BOMBA DE ENGRANAJE

Existen dos tipos principales de bombas de engranajes:

Bombas de engranajes externos

Bombas de engranajes internos

BOMBAS DE ENGRANAJE INTERNO

En una bomba de engranaje interno hay un espacio mínimo entre los dientes deengranaje de la parte superior y la parte del fondo de la caja entre los dientesque se intercalan.

El agua entra y es atrapada entre los dientesde engranajes llevando el fluido hacia el ladode alta presión, donde es comprimida yenviada hacia afuera a través del espacioentre los engranajes.

Puede usarse una partición en forma de lunacreciente para evitar que el liquido pase denuevo al lado de succión de la bomba.

FUNCIONAMIENTO

BOMBAS DE ENGRANAJE EXTERNO

Estas constituyen el tipo rotatorio mas simple.Conforme los dientes de los engranajes seseparan en el lado de succión de la bomba , elliquido llena el espacio entre ellos. El líquido esatrapado entre los dientes del engranajeexterno y así es transportada de lado de bajapresión hacia el lado de alta presión. Este seconduce en trayectoria circular hacia fuera y esexprimido al engranar nuevamente los dientes.

FUNCIONAMIENTO

Opera bajo el mismo principio que la bomba de engranajes internos Pero esta tiene un rotor interno y otro externo.

REN

DIM

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DE

ENG

RA

NA

JE

VolumétricoEs el cociente que se obtiene al dividir elcaudal de líquido que comprime labomba y el que teóricamente deberíacomprimir.

MecánicoMide las perdidas de energía mecánicaque se producen en la bomba, causadaspor el rozamiento y la fricción de losmecanismos internos.

Total o Global Es el producto de los rendimientos

volumétrico y mecánico.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Las bombas de engranaje hidráulicas consisten básicamente en:

• Dos engranajes• Una carcasa • Tapas de extremo• Eje de accionamiento • Menos partes móviles• Requiere de un moto de velocidad variable para variar el flujo

BOMBAS DE ASPAS O PALETA

En este tipo de bombas sus aspas pueden ser rectaso curvas tipo rodillo y pueden estar ubicadas en elrotor y funcionan con fuerza de hidráulica, radial.

• El motor puede ser balanceado o desbalanceadocon desplazamiento constante o variable.

• Consiste en un rotor excéntrico que contiene unconjunto de aspas deslizantes que corren dentrode una carcasa

• Un anillo de levas en la carcasa controla laposición radial de las aspas.

• La selección de la entrega variable es manual,eléctrica, hidráulica o neumática.

• Las comunidades de presión van de 2ooo a 4ooopsi ( 13.8 a 27.6 Mpa.).

Desequilibradas Equilibradas

Caudal fijo

Dos zonas de aspiración y dos de

descarga

Rotor y anillo ubicados concéntricamente

También se les denomina bombas de paleta a las bombas relativasque son esenciales para el desalojo, a pesar de ser usadaspara agua también se utilizan para aceites en usos de hidráulico.

CAPACIDAD DE CARGA

Estructura de una bomba de paletas:

Las bombas de paletas cuentan con un conjunto de aletas

con cinemática radial. El rotor es un cilindro hueco con

ranuras radiales en las que oscilan o deslizan las aletas.

1. Entrada a la bomba de paletas

2. Salida de la bomba de paletas

3. Cuerpo de la bomba de paletas

4. Distancia entre los dos ejes

5. Distancia máxima entre rotor y estator

6. Cámara de trabajo

7. Espesor de las paletas

8. Diámetro del rotor

9. Diámetro del estator

FUNCIONAMIENTO

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Caudal variable:

• Fácil ajuste de presión, alta estabilidad, rápidos tiempos de actuación. • Aplicable directamente al motor eléctrico sin conexiones. • Fácil instalación. • Bombas dobles para accionamiento de circuitos independientes. • Alto rendimiento y bajo nivel de ruido.

Caudal Fijo (ALTA PRESIÓN):

• Su alta presión y bajo ruido las hacen adecuadas para muchasaplicaciones Máquina-Herramienta, Inyección de Plásticos y otrasMáquinas Industriales.

• Bombas dobles para sistemas que requieran dos fuentes de presión enuna única aspiración y un único eje de accionamiento, reducen tuberías yacoplamientos motores.

• Cartuchos fáciles de montar.

BOMBAS DE TORNILLO Y DE CAVITACION

INTERNA

BOMBAS DE TORNILLO

• considerada de desplazamiento positivo y su flujo es independiente de la presiónBomba hidráulica

• Esta bomba utiliza un tornillo helicoidal excéntrico que se mueve dentro de una camisa

Maquina Gravimétrica

Helicoidal

• Está específicamente indicada para bombear fluidos viscosos

• Son ampliamente utilizadas en la industria petrolera a nivel mundial

Uso Industrial

BOMBAS DE TORNILLOSolucionan los problemas que poseen lasbombas de pistón y de engranes. (succióny descarga)

Operan a muy altas velocidades.

•Funcionan en todo régimen derevoluciones.

•Prácticamente libre de pulsaciones yvibraciones.

BOMBAS DE TORNILLO

• Evita por completo daños en los sistemas de tuberías.

• Larga vida útil.

• Alto rendimiento.

• Gradual generación de presión.

BOMBAS DE CAVITACIÓN PROGRESIVA

proporciona un método delevantamiento artificial que sepuede utilizar en la producciónde fluidos muy viscosos

La operación de la bomba essencilla; el rotor giraexcéntricamente dentro delestator.

Se forman cavidades selladasentre las superficies, para moverel fluido desde la succión de labomba hasta su descarga.

BOMBAS DE CAVITACIÓN PROGRESIVA

VENTAJAS

• Se puede utilizar en la producción de fluidosmuy viscosos y que posee pocas partes móvilespor lo que su mantenimiento es relativamentesencillo.

DESVENTAJAS

• La más significativa de estas limitaciones serefiere a las capacidades de desplazamiento y lacompatibilidad de los elastómeros con ciertosfluidos producidos

BOMBAS DE CAVITACIÓN PROGRESIVA

• Los costos operativosrelativamente bajos. Se señalaahorros de energía de hasta60% al 75%.

• Los costos de transporte sontambién mínimos.

• La ausencia de pulsacionesgenerará menor producción deimpurezas en el flujo dedescarga.

• Su pequeño tamaño y limitadouso de espacio físico.

• El bajo nivel de ruido ypequeño impacto visual.

• Baja Resistencia ala temperatura.

• Alta sensibilidad a los fluidosproducidos.

• Estator puede ser averiadocon gran facilidad.

• Alto costo de los repuestos.

• Una bomba recíprocarecibe un volumen esde desplazamientopositivo, es decir,recibe un volumen fijode líquido encondiciones casi desucción, lo comprime ala presión de descargay lo expulsa por laboquilla de descarga.B

om

bas

rec

ípro

cas

Pistón

Émbolo

Diafragma

Bombas recíprocas

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Usos

• Para seleccionar una bomba reciprocante, es el costo (no sólo el costo inicial sino el costo total, incluso los costos de energía y mantenimiento).

• La capacidad de la bomba esta en función de la velocidad y es más o menos independiente de la presión de descarga.

• Pastas aguadas abrasivaso materiales muy viscososa más de unas 500 psig.

Razones para utilizarlas

Aplicaciones Carga de glicoles y aminas

Sistemas de oleoductos y gasoductos

Inyección y eliminación de agua salada

Producción de fertilizantes

Bombas recíprocas

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

DESVENTAJAS

• La más común es el flujo apulsaciones; por ello, se debetener cuidado en el diseño delsistema.

• La mayoría de los problemascon estas se pueden evitarcon la selección de bombasque trabajen a velocidadesconservadoras, con un diseñocuidadoso del sistema debombeo y con métodos demantenimiento queconserven la aleación entre elémbolo y el prensaestopas.

Bombas recíprocas

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas recíprocas :

pistón

- Cilindro movido por una biela.

- El líquido es comprimido dentro

de la cámara.

-Capacidad de presión llega hasta

34,5 MPa

Válvula admisión

Válvula descarga

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas

: pistónadmisión

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas recíprocas :

pistón

descarga

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas

: pistón

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas

: pistón

descarga descargacarga

caudal

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas : pistón

ÉMBOLOS DE ACCIÓN DOBLE

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas

: pistón

ÉMBOLOS DE ACCIÓN DOBLE

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas

: pistón

Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta

descarga descargacarga

caudal

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas

: pistón 2 cilindros

acción doble

Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta

Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta

-Caudales constantes en periodos largos

-Presiones elevadas a la salida

-Impulsión de líquidos muy viscosos

-Rendimiento volumétrico superior al 90%

-No bombean líquidos con sólidos abrasivos

-Tamaño grande

-Elevado coste inicial y de mantenimiento

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas : pistón

VENTAJAS DESVENTAJAS

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas recíprocas :

diafragmaMEMBRANA FLEXIBLE

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas :

diafragmaMEMBRANA FLEXIBLE

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas :

diafragma

El diafragma esta hecho de materiales parecidos al caucho como: nylon, polipropileno y muchos polímeros elastómeros especiales

-Sólo el diafragma estaen contacto con elfluido.

-Fácil evitar fugas

-Impulsión de líquidostóxicos o peligrosos,corrosivos y con sólidosabrasivos

-Vida corta del diafragma y riesgo de rotura.

-Costos de mantenimiento elevados

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas : diafragma

VENTAJAS DESVENTAJAS

Clasificación de las bombas recíprocas

Bombas recíprocas

Potencia

HorizontalAcción sencilla

O doble

Pistón

Émbolo

Simplex

Dúplex

MúltiplexDiafragma

Vertical

Acción directa

Horizontal

Doble acción

Pistón

Émbolo

Simplex

Dúplex

Diafragma

Vertical

BOMBAS CINÉTICAS

Las bombas cinéticasagregan energía al fluidocuando lo aceleran conla rotación de unimpulsor .

La configuración básicade una bomba centrifugade flujo radial, que es eltipo mas común debomba cinética. El fluidose lleva al centro delimpulsor y después eslanzado hacia a fuera porlas aspas

Al salir del impulsor , elfluido pasa por unavoluta de forma espiral ,donde baja en formagradual y ocasiona queparte de la energíacinética se convierta enpresión del fluido.

BOMBAS CENTRIFUGAS

Las bombas centrífugasson siempre rotativas y son untipo de bomba hidráulica

La característica principal es lade convertir la energía de unafuente de movimiento (elmotor) primero en velocidad(o energía cinética) y despuésen energía de presión.

Son muy utilizadas porcaudales constantes, presiónuniforme ,bajo costo yflexibilidad de regulación.

PARTES DE UNA BOMBA CENTRIFUGA

salida

entrada

Soporte

ejedifusor

Rodete

carcasa

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Un motor eléctrico de altapotencia mueve el eje de la bombahaciendo girar su rodete, el flujoentra a la bomba a través delcentro u ojo del rodete y el fluidogana energía a medida que laspaletas del rodete lo transportanhacia fuera de tal manera que laenergía cinética a la salida delrodete se convierte en cabeza depresión a la salida, el inmensovolumen de fluido que pasa por labomba genera una presión de 5atm hasta 25 atm dependiendo deltipo de bomba, esa presión essuficiente para escalar unamontaña

TIPOS DE BOMBA • Por las características de movimiento de líquidos en

Flujo axial

Flujo radial

Flujo mixto

• En base a la aplicación especifica a la cual fue diseñada:

Número de Pasos : Puede tener una o varias etapas

Tipo de Succión : puede ser simple o doble

Por la posición: Horizontal o Vertical.

Tipo de carcasa: puede ser circular o de voluta.

Tipo de impulsor: pueden tener uno o dos impulsoresabiertos, semiabiertos o cerrados.

Tipo de material de construcción: pueden fabricarse decasi todos los metales comunes conocidos o de susaleaciones, así como de porcelana, vidrio, cerámica,materiales sintéticos y otros

BOMBAS CINÉTICAS DE FLUJO AXIAL

• Las bombas de flujo axial seemplean para bombear grandescaudales a poca altura.

• El tipo de impulsor que la bombatenga depende de la acciónhidrodinámica de las aspas delimpulsor para elevar y acelerar elfluido en forma axial a lo largo de latrayectoria paralela al eje de este

• La altura máxima de funcionamientooscila entre 30 y 40 pies.

• Se usan, principalmente paradrenaje, riego, desde canales conpequeña diferencia de nivel,bombeo en salinas, etc.

BOMBAS CINÉTICAS DE FLUJO MIXTO

• Estas bombas se utilizan para cargas y caudales intermedios .lacorriente liquida se verifica radial y axialmente .la energía se cede alliquido mediante la acción de la fuerza centrifuga y la impulsiónejercida por los alabes sobre el mismo

• Los cambios de las características de los rodetes tipo radial conrespecto a los de tipo axial son, respectivamente, de carga grande yflujo moderado a flujo extremadamente grande y carga baja.

VENTAJAS

El fluido es entregado a presión uniforme, sin variaciones bruscas ni pulsaciones.

Su construcción es simple, su precio es bajo.

Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes cantidades de sólidos en suspensión, volátiles y fluidos hasta de 850°F.

Económicas y fáciles de mantener.

Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas.

LEYES DE AFINIDAD

• La mayoría de bombas centrifugas operan a velocidades distintas para obtener capacidades distintas, por eso es importante como varia la capacidad, la carga y la potencia cuando se modifica la velocidad o el diámetro del impulsor.

• La capacidad varia en forma directa con la velocidadLa capacidad de carga total varia con el cuadrado de la la

velocidad𝑄1𝑄2

=𝑁1𝑁2

ℎ𝑎1ℎ𝑎2

=𝑁1𝑁2

2

• La potencia requerida varia con el cubo de la velocidad

𝑃1𝑃2=

𝑁1𝑁2

2

• La capacidad varia en forma directa con el diámetro del impulsor.

•𝑄1

𝑄2=

𝐷1

𝐷2

• La capacidad de carga total varia con el cuadrado del diámetro del impulsor

•ℎ𝑎1

ℎ𝑎2=

𝐷1

𝐷2

2

• La potencia requerida varia con el cubo del diámetro del impulsor

•𝑃1

𝑃2=

𝐷1

𝐷2

2

BOMBAS DE CHORRO O EYECTORAS

• Esta compuesta por unabomba centrifuga, junto con unensamble de chorro.

• El trabajo en estas maquinas esgenerado por la transmisión deenergía de un chorro de fluidoa gran velocidad, contra otroque se encuentra enmovimiento o reposo.

• Funcionan bajo el principio de un eyector, que es la combinación de una tobera con un difusor.

• El eyector esta formado por:

-Cámara de aspiración, tobera y el difusor

BOMBAS DE CHORRO O EYECTORAS

Factores de selección (eyector)

1. Presión/Temperatura de succión en la brida de aspiración

del eyector.

2. Presión de descarga requerida.

3. Naturaleza de la carga (composición, vapores corrosivos,

etc.).

4. Capacidad requerida.

5. Mínima presión de vapor disponible para el sistema eyector.

6. Máxima temperatura del agua de entrada a condensadores

7. Tipo de condensador requerido: barométrico o de

superficie.

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BIBLIOGRAFÍA