BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS CENTRIFUGASReciben el liquido que ha entrado por el tubo de aspiracin en direccin axial u ojo del impelente, este lo impulsa en direccin radial hacia afuera, absorbiendo el liquido, de este modo la energa, que producir a la salida de bomba la carga a presin correspondiente, tal como se muestra en la figura. (Bomba Centrifuga de Motor Elctrico)

Representacin esquemtica de una bomba centrifuga en cortes siguiendo distintos ejes

Con el objeto de retardar la velocidad del liquido y trasformar la carga de velocidad en carga de presin, se sitan a veces en la caja alrededor del impulsor una serie de paletas fijas que se conocen con el nombre de paletas directrices y tambin como distribuidor o difusor. Las bombas provistas de difusor se conocen con el nombre de bombas tipo turbina, tal como se muestra en la figura.

IMPELENTE DE LAS BOMBAS CENTRIFUGASAbiertos, si las paletas no tienen paredes laterales. Semicerrados, si el lado posterior del rodete esta tapado por una pared.Cerrados, si los dos lados del impelente, estn provistos de paredes que tapen las paletas.

Con un solo impelente la bomba es de una sola etapa.Si tiene dos impelentes y estn en la misma caja colocados es serie, se dice que es de dos etapas.Si tiene varios impelentes es de mltiples etapas. Bomba de una etapa la superior y de dos etapas la inferior.

BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALESSe usan generalmente para aspirar pozos llanos, casi nunca con el nivel de agua a mas de 20 pies (6.1m), por debajo del centro del impelente, y desde luego con el limite mximo de aspiracin que fija la presin atmosfrica.

BOMBAS CENTRIFUGAS VERTICALES Para extraer el agua cuando se encuentra por debajo del nivel donde se puede extraer con ayuda de la presin atmosfrica (normalmente a profundidades mayores de 20 pies), son del tipo turbina y el cuerpo se instala por debajo del nivel del agua.

BOMBAS SUMERGIBLESSon bombas casi exclusivamente utilizadas en pozos profundos, su denominacin obedece a que tanto el motor como la bomba se sumergen en la misma fuente, su caracterstica es que trabajan sumergidas en el agua, es el motor que es diseado especialmente, tal como se muestra en la figura derecha. En caso de pozo profundo, bombeo muy bajo, es aconsejable recurrir a bombas tipo turbina de motor sumergido, tal como se muestra en la figura izquierda.

APLICACIONES DE LAS BOMBAS CENTRIFUGASPor su gran adaptabilidad a motores elctricos de alta velocidad y a turbinas de vapor, el numero mnimo de partes mviles que las componen, lo que el desgaste sea pequeo, el bajo costo y tamao relativamente de la bomba, en relacin con el volumen de liquido que puede manejar. Estas bombas resultan un elemento indispensable en las instalaciones de abastecimiento de agua para poblaciones, industrias, edificios, en sistemas de riego, drenajes, alcantarillados de aguas residuales y en los sistemas de acumulacin de las estaciones hidroelctricas.

CURVAS CARACTERISTICASA causa de las caractersticas variables de la bomba centrifuga, es importante tener una visin grafica de las relaciones entre la carga, el caudal, la eficiencia y la potencia necesaria de la bomba que se trate a una velocidad determinada. Estas curvas o grficos se preparan por el fabricante, son mostradas a continuacin

La curva carga-caudal es la que desciende de izquierda a derecha y representa las cantidades variables de liquido que la bomba puede entregar a distintas cagas o presiones. La interseccin de esta lnea con la lnea de cero descarga nos da la carga o presin que desarrolla la bomba cuando la vlvula de descarga esta cerrada. La curva en este caso nos da la potencia necesaria para operar la bomba tiene la pendiente hacia arriba de izquierda a derecha. En este caso el punto en que la potencia necesaria tiene un valor menor, es el que corresponde a la vlvula cerrada.

Ensayo Elemental de una Bomba: Consiste en mantener el numero de revoluciones n, cuando se varia el caudal Q, en este caso se obtienen experimentalmente H =f(Q), P=F(Q) y =F(Q), estas curvas en particular se llaman curvas caractersticas

Curva caracterstica de rendimiento de una bomba centrifuga

Curva de rendimiento de una bomba centrifuga, carga total versus capacidad

LEYES DE AFINIDAD PARA BOMBAS CENTRIFUGAS Las mayora de las bombas centrifugas se operan a velocidades distintas para obtener capacidades variables. A continuacin se presenta una cantidad de estas relaciones:

La eficiencia permanece casi constante y pequeos en dimetro del impulsor

SELECCIN DE LA BOMBA

CLAVE PARA LASELECCIN CORRECTA DE LA BOMBA

PUNTO DE OPERACIN DE UNA BOMBASe define como el flujo volumtrico que enviara cuando se instale en un sistema dado. La carga total que desarrolla la bomba se determina por medio de la resistencia del sistema que corresponde a la misma del flujo volumtrico. Carga esttica total se obtiene de la ecuacin de la energa y prescribe que la bomba debe desarrollar una carga igual a la diferencia de carga de presin entre los dos puntos de referencia, mas la diferencia de carga de elevacin antes que se envi algn flujo.

INSTALACION DE UNA BOMBA CENTRIFUGA

Cebado de una Bomba Centrifuga: Este pude hacerse llenando la bomba y la tubera de aspiracin con agua de la calle por la tubera de cebado indicada en la figura, o tambin conectando a esta tubera una bomba de vacio para extraer el aire de la bomba.

Carga de Bombeo: Es la carga total contra la cual debe operar una bomba, o la unidad de energa por unidad de peso de liquido que debe suministrarle la bomba al mismo para que pueda realizar el trabajo que se pretende.

Energa til: Escribimos la ecuacin de Bernoulli entre las secciones E y S para el sistema mostrado en la figura del cebado de la misma, la diferencia total entre los trminos de salida con la entrada es la altura til y se expresa como, y representa el incremento de altura til comunicado a la bomba al fluido.

CAVITACIONEs la creacin de burbujas de vapor en reas donde la presin de vapor localizada es menor a la presin de vapor del fluido.

TIPOS DE CAVITACIONCavitacin de Succin: La cavitacin de succin ocurre cuando la succin de la bomba se encuentra en unas condiciones de baja presin/alto vaco que hace que el lquido se transforme en vapor a la entrada del rodete. Este vapor es transportado hasta la zona de descarga de la bomba donde el vaco desaparece y el vapor del lquido es de nuevo comprimido debido a la presin de descarga. Se produce en ese momento una violenta implosin sobre la superficie del rodete. Un rodete que ha trabajado bajo condiciones de cavitacin de succin presenta grandes cavidades producidas por los trozos de material arrancados por el fenmeno, esto origina el fallo prematuro de la bomba.

Cavitacin de Descarga: La cavitacin de descarga sucede cuando la descarga de la bomba est muy alta. Esto ocurre normalmente en una bomba que est funcionando a menos del 10% de su punto de eficiencia ptima. La elevada presin de descarga provoca que la mayor parte del fluido circule por dentro de la bomba en vez de salir por la zona de descarga, a este fenmeno se le conoce como "slippage". A medida que el lquido fluye alrededor del rodete debe de pasar a una velocidad muy elevada a travs de una pequea apertura entre el rodete y el tajamar de la bomba. Esta velocidad provoca el vaco en el tajamar (fenmeno similar al que ocurre en un Venturi) lo que provoca que el lquido se transforme en vapor. Una bomba funcionando bajo estas condiciones muestra un desgaste prematuro del rodete, tajamar y labes. Adems y debido a la alta presin de funcionamiento es de esperar un fallo prematuro de las juntas de estanqueidad y rodamientos de la bomba. Bajo condiciones extremas puede llegar a romperse el eje del rodete.

BOMBAS EN SERIEEsto es cuando una le entrega a la otra su caudal con la finalidad de aumentar la energa del liquido y poder elevar el agua a una altura mayor. Se debe considerar la suma de las alturas de elevacin que caracterizan a cada una de las bombas admitindose el mismo caudal unitario. En el caso de bombas iguales encontraremos que la potencia de duplicara o triplicara segn sea el caso mientras que la eficiencia se mantendr igual.

B0MBAS EN PARALELOEs cuando los caudales llegan a una tubera comn con el fin de obtener un mayor caudal, mantenindose la misma carga total. Rendimiento de bombas que operan en paralelo

DETALLES DE INSTALACION Detalles en la lnea de succin de la bomba y definiciones de trminos para el calculo de la NPSH.

DETALLES EN LA LINEA DE DESCARGALa lnea de descarga debe contener una vlvula cerca de la bomba para permitir que de el servicio completo se dae o reemplace. La vlvula acta con la que esta en la lnea de succin para aislar la bomba. Por razones de resistencia baja , es preferible una vlvula de mariposa, si el flujo debe regularse durante el servicio, es mejor emplear una vlvula de globo porque permite el estrangulamiento suave en la descarga . Una vlvula de alivio de la presin proteger la bomba y al resto del equipo en caso de un bloqueo del flujo o falla accidental de una vlvula. Una vlvula de verificacin impide que el flujo regrese a la bomba cuando no est en funcionamiento. Si se emplea una expansin para el puerto de descarga de la bomba debe colocarse entre la vlvula de verificacin y la bomba.

PRESION DE VAPOR Y CARGA DE PRESION DE VAPOR DEL AGUA

GRAFICA DE RENDIMIENTOS COMPUESTOS BOMBAS CENTRIFUGAS

ELECCIN DEL TIPO DE BOMBAFabricante SACI pumps.

RESISTENCIA DE VALVULAS Y ACOPLAMIENTOSFactor de friccin, tubera de acero comercial

RENDIMIENTO DE BOMBA CENTRIFUGA

DIMENSIONES DE TUBERIA DE ACERO

Determine la NPSH disponible para el sistema que se muestra en la figura, el fluido est un tanque cerrado con presin de -20kpa sobre el agua a 70 C. La presin es de 100.5 Kpa . El nivel del agua en el tanque es de 2.5m sobre la entrada de la bomba. La tubera es de acero, de 11/2 pulgadas cedula 40 y longitud total de 12m. El codo es estndar, la vlvula es de globo y est abierto por completo. El flujo volumtrico es 95L/min

DISEO DEL SISTEMA DE TUBERIAObtngase las especificaciones del sistemaDetermine las propiedades del fluidoGenere una distribucin propuesta para la tuberaDetermine las longitudes de la tubera de succin y descargaEspecifique los tamaos de la tubera en la succin y de descargaDetermine la carga dinmica y la carga esttica totalSeleccione la bomba apropiada que entregue al menos el flujo volumtrico de diseo.Determine algunos puntos de la curva del sistemaGrafique la curva del sistema sobre la de rendimiento de la bomba y determine el punto real de operacin esperadoEn el punto real de operacin determine la potencia requerida, el flujo volumtrico real entregado, la eficiencia y la NPSH que se requiere. Calcule la NPSH disponibleAsegrese que la NPSH disponible es mayor que 1.10 la NPSH requerida

La figura muestra un sistema en el que se requiere que la bomba distribuya al menos 225 gal/min de agua a 60F, de un depsito inferior hacia un tanque elevado que se mantiene a una presin de 35psig. Disee el sistema y especifique una bomba apropiada. Despus, determine el punto de operacin para la bomba del sistema diseado y de los parmetros de rendimiento para la bomba en el punto de operacin. (Suponga una longitud de succin de 10 pies y 400 pies para la descarga.)