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Bomba hidrulica-informe

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BOMBA HIDRULICA Una bomba es una mquina hidrulica generadora que transforma la energa (generalmente energa mecnica) con la que es accionada en energa hidrulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser lquido o una mezcla de lquidos y slidos como puede ser el hormign antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energa del fluido, se aumenta su presin, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas segn el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presin de un lquido aadiendo energa al sistema hidrulico, para mover el fluido de una zona de menor presin o altitud a otra de mayor presin o altitud. La bomba hidrulica ha estado en uso durante siglos, pero comenz a caer en desgracia cuando la electricidad y bombas elctricas fueron ampliamente disponibles. Ms recientemente, sin embargo, ha habido un renovado inters en la bomba hidrulica como una manera de llevar agua potable a las zonas rurales de los pases en desarrollo. Las bombas hidrulicas son lo suficientemente simple para ser gestionada por a las aldeas ms remotas. Tambin ofrecen la ventaja de la educacin de las fuentes profundas de las aguas subterrneas que tienen menos probabilidades de estar contaminados. De saneamiento y disponibilidad de agua son preocupaciones constantes en los pases en desarrollo, y la bomba hidrulica ayuda a aliviar ambos problemas. BREVE RESEA HISTRICA La primera bomba conocida fue descrita por Arqumedes y se conoce como tornillo de Arqumedes, descrito por Arqumedes en el siglo III a. C., aunque este sistema haba sido utilizado anteriormente por Senaquerib, rey de Asiria en el siglo VII a. C. En el siglo XII, Al-Jazari describi e ilustr diferentes tipos de bombas, incluyendo bombas reversibles, bombas de doble accin, bombas de vaco, bombas de agua y bombas de desplazamiento positivo. PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA La manera en la que una bomba trabaja depende no slo de las caractersticas de funcionamiento de la bomba, sino tambin de las caractersticas del sistema en el cual vaya a trabajar. Para el caso de una bomba dada, mostramos las caractersticas de funcionamiento de la bomba (h respecto a Q) para una velocidad de operacin dada, normalmente cercana a la velocidad que da el rendimiento mximo. Tambin mostramos la curva caracterstica del sistema (es decir, la altura de bombeo requerida respecto a Q). En este caso, la bomba est suministrando lquido a travs de un sistema de tuberas con una altura esttica z. La altura que la bomba debeESTTICA Y DINMICA DE FLUIDOS CONTROL

desarrollar es igual a la elevacin esttica ms la prdida total de carga en el sistema de tuberas (aproximadamente proporcional) a Q). La altura de funcionamiento de la bomba real y el caudal son determinados por la interseccin de las dos curvas. TIPOS DE BOMBAS HIDRULICAS Segn el principio de funcionamiento Segn el tipo de accionamiento SEGN EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO, POSITIVO O VOLUMTRICAS

El principio de funcionamiento est basado en la hidrosttica, de modo que el aumento de presin se realiza por el empuje de las paredes de las cmaras que varan su volumen. En este tipo de bombas, el propulsor genera de manera positiva un volumen dado por lo que tambin se denominan bombas volumtricas. En caso de poder variar el volumen mximo se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en:

BOMBAS DE MBOLO ALTERNATIVO En las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la accin de un mbolo o de una membrana. En estas mquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por vlvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistn, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.

BOMBAS VOLUMTRICAS ROTATIVAS O ROTOESTTICAS

En las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presin) hasta la zona de salida (de alta presin) de la mquina. Algunos ejemplos de este tipo de mquinas son la bomba de paletas, laESTTICA Y DINMICA DE FLUIDOS CONTROL

bomba de lbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristltica. BOMBAS ROTODINMICAS

El principio de funcionamiento est basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la mquina y el fluido, aplicando la hidrodinmica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con labes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de mquinas el flujo del fluido es continuo. Estas pueden subdividirse en: RADIALES O CENTRFUGAS

El elemento rotativo de una bomba centrfuga se denomina impulsor. La forma del impulsor puede forzar al agua a salir en un plano perpendicular a su eje (flujo radial); puede dar al agua una velocidad con componentes tanto axial como radial (flujo mixto) o puede inducir un flujo en espiral en cilindros coaxiales segn la direccin del eje (flujo axial). Normalmente, a las mquinas con flujo radial o mixto se les denomina bombas centrfugas. Sus ventajas son: De sencilla construccin, no requieren tolerancias estrictas, no necesitan

vlvulas, no tienen movimientos alternativos, compacta y de poco peso, de vida prolongada y fcil mantenimiento. Como inconvenientes tiene que presenta bajos rendimientos con caudales pequeos. COMPONENTES Esta compuesta de las siguientes partes: El rodete. Aspiracin.

Carcasa o voluta, puede incluir un difusor (sistema de labes fijos).

ESTTICA Y DINMICA DE FLUIDOS

CONTROL

Empaquetaduras y cierres mecnicos.

AXIALES

Mientras a las de flujo axial se las llama bombas de flujo axial o bombas de hlice. Los impulsores de las bombas radiales y de las mixtas pueden abiertos o cerrados. Los impulsores abiertos consisten en un eje al cual estn unidos los labes, mientras que los impulsores cerrados tienen lminas (o cubiertas) a cada lado de los labes. El flujo va desde el impulsor hasta el tubo de descarga. El incremento de la seccin transversal a lo largo de la envolvente tiende a mantener constante la velocidad en su interior.

DIAGONALES O HELICOCENTRFUGAS El fluido penetra al rotor axialmente, alcanzando el borde de entrada de los alabes, que es curvo e inclinado con respecto al eje del rotor. El fluido describe una trayectoria de doble curvatura y alcanza el borde de salida de los alabes que es paralelo o ligeramente inclinado respecto al eje del rotor.

El fluido sale del rotor segn un plano perpendicular al eje o segn una trayectoria ligeramente inclinada con relacin a un plano perpendicular al eje del rotor. GRFICAS DE BOMBAS CENTRIFUGA, AXIAL Y HELICOCENTRFUGO

ESTTICA Y DINMICA DE FLUIDOS

CONTROL

TIPO DE ACCIONAMIENTO

ELECTROBOMBAS

Genricamente, son aquellas accionadas por un motor elctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de combustin interna.

BOMBAS NEUMTICAS

Que son bombas de desplazamiento positivo en las que la energa de entrada es neumtica, normalmente a partir de aire comprimido.

BOMBAS MANUALES

ESTTICA Y DINMICA DE FLUIDOS

CONTROL

Un tipo de bomba manual es la bomba de balancn. La funcin de la bomba hidrulica manual es bombear aceite hacia la maquina fresadora para lubricar las bancadas y as disminuir la friccin entre ellos, aumentando el rendimiento y la duracin de la maquina. PRINCIPIO BSICO DE FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA HIDRULICA MANUAL La bomba est formada por un pistn que oscila en un cilindro dotado de una vlvula para regular el flujo de lquido hacia el cilindro y desde l. Esta bomba es de accin simple. El bombeo slo se produce en un lado del pistn, como en una bomba impelente comn, en la que el pistn se mueve arriba y abajo manualmente. CONDICIONES DE TRABAJO DE UNA BOMBA HIDRAULICA CONDICIONES GENERALES:

Est en contacto permanentemente con sustancias qumicas. La bomba est sometida a cambios de temperaturas. Interacta con cargas que generan presiones, compresin y tensin. Est sometida a cargas de impacto. Se presenta friccin con otras herramientas. CEBADO DE BOMBAS ROTO DINMICAS

Para el correcto funcionamiento de las bombas rotodinmicas se necesita que estn llenas de fluido incompresible, es decir, de lquido, pues en el caso estar llenas de fluido compresible (cualquier gas como el aire) no funcionaran correctamente. El cebado de la bomba consiste en llenar de lquido la tubera de aspiracin succin y la carcasa de la bomba, para facilitar la succin de lquido, evitando que queden bolsas de aire en el interior. Al ser necesaria esta operacin en las bombas rotodinmicas, se dice que no tienen capacidad autocebante. Sin embargo, las bombas de desplazamiento positivo son autocebantes, es decir, aunque estn llenas de aire son capaces de llenar de fluido el circuito de aspiracin.

ESTTICA Y DINMICA DE FLUIDOS

CONTROL

Esquema de una bomba instalada por encima del nivel de agua La altura de elevacin H que proporciona la bomba es siempre la misma y responde a la siguiente frmula:

Donde PI es la presin de impulsin, PA es la presin de aspiracin, es la densidad del fluido y g la aceleracin de la gravedad. Despejando la diferencia de presiones se tiene que:

SELECCIN DE BOMBAS HIDRULICAS Al seleccionar bombas para una aplicacin dada, tenemos varias bombas entre las que elegir. Haremos lo posible para seleccionar una bomba que opere con un rendimiento relativamente alto para las condiciones de funcionamiento dadas. Los parmetros que se deben investigar incluyen la velocidad especfica Ns, el tamao D del impulsor y la velocidad de operacin n. Otras posibilidades son el uso de bombas multieta