sábado, 20 de septiembre de 2008

PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE BOMBAS (CARGA DE SUCCIÓN Y ELEVACIÓN DE SUCCIÓN Y ALGUNAS CONDICIONES DE SUCCIÓN)

Elevación de succión. Es la suma de la elevación estática de succión, de la carga de fricción de succión total y de las pérdidas de admisión (la elevación de succión es una carga de succión negativa).

Carga de succión. Es la carga estática de succión menos la carga de fricción total y las pérdidas de admisión, más cualquier presión que se encuentre en la línea de succión. Es una presión negativa (hay vacío) y se suma algebraicamente a la carga estática de succión del sistema.

Condiciones de succión. Por lo que respecta al líquido, se tomará en cuenta la influencia de su presión sobre la succión.

Presión de vapor. Si un líquido se encuentra a una temperatura arriba de su punto de ebullición, sufre evaporación en su superficie libre. En el seno del líquido se origina una presión que se llama presión de vapor y que está en función directa con la temperatura del líquido.

Presión de bombeo. Destinemos una bomba cualquiera para bombear un líquido. Al funcionar la bomba, tiende a formar un vacío en el seno del líquido. Éste succionar se conoce como presión de bombeo.

Carga neta de succión positiva (NPSH). Es la presión disponible o requerida para forzar un gasto determinado, en litros por segundo, a través de la tubería de succión, al ojo del impulsor, cilindro o carcasa de una bomba. En el bombeo de líquidos la presión en cualquier punto en la línea de succión nunca deberá reducirse a la presión de vapor del líquido.

NPSH disponible. Esta depende de la carga de succión o elevación, la carga de fricción, y la presión de vapor del líquido manejado a la temperatura de bombeo. Si se varía cualquiera de estos puntos, la NPSH puede alterarse.
NPSH requerida. Esta depende sólo del diseño de la bomba y se obtiene del fabricante para cada bomba en particular, según su tipo, modelo, capacidad y velocidad.

Cebado de las Bombas. Consiste en la extracción del aire de la tubería de succión de la bomba para permitir un correcto funcionamiento. Esta operación se realiza en todas las bombas centrífugas ya que no son autocebantes, generalmente cuando ésta se encuentra en una posición superior al tanque de aspiración.

Carga Hidráulica. Es la energía impartida al líquido por la bomba, es decir, la diferencia entre la carga de descarga y la succión.

Punto de Shut-off. Representa la carga hidráulica que produce la bomba cuando el caudal a través de ella es nulo. (La válvula a la salida de la bomba esta cerrada, con el fluido en contacto con el rodete).

Potencia Absorbida (N). Representa la potencia requerida por la bomba para transferir líquidos de un punto a otro y la energía requerida para vencer sus pérdidas.

Potencia Hidráulica (Ph). Potencia cedida al líquido en el proceso de su transferencia de un punto a otro.

Rango de Operación. Es la zona en la cual la bomba opera en forma eficiente.
Eficiencia Mecánica. Es la eficiencia relacionada con las pérdidas de energía útil, debidas al rozamiento en el cojinete, prensa-estopas y el rozamiento del fluido en los espacios entre la cubierta del rodete y la carcasa de la máquina, llamado rozamiento del disco.
Eficiencia Hidráulica. Se define en términos de la relación entre el trabajo específico ideal de la máquina y el real del rodete, el trabajo específico ideal de la máquina se calcula basado en las condiciones totales o estáticas.

Eficiencia Total. Redefine en términos de la relación entre la potencia eléctrica suministrada a la máquina y la potencia hidráulica entregada por ésta.

CLASIFICACIÓN DE BOMBAS

La mayoría de las bombas se pueden incluir en alguno de los tres grupos siguientes:

1.- RECIPROCANTES

2.- ROTATORIAS

3.- CENTRÍFUGAS

Los dos primeros grupos pertenecen a la categoría de desplazamiento positivo. Ampliando la información se tiene una breve explicación de cada uno:

RECIPROCANTES

Su característica básica es el movimiento ida y vuelta de un pistón en un cilindro. El volumen bombeado es función del volumen barrido por la carrera del pistón y del número de carreras del pistón por unidad de tiempo.

ROTATORIAS

Operan bajo el principio de crear una presión reducida debida a la rotación de los elementos de la bomba, permitiendo así que la presión externa obligue al fluido a entrar a la bomba. El mismo es atrapado entre los elementos y la cámara, y forzado a salir hacia la descarga de la bomba.

A continuación se muestra un ejemplo de una bomba de tornillo (bomba rotatoria):



Otros aspectos de estas bombas son:

1.- El caudal que suministran es función del tamaño y de la velocidad de rotación, levemente dependiente de la presión de descarga.

2.- Descargan a tasas de flujo aproximadamente constantes, en contraste con el flujo pulsante de las bombas reciprocantes.

3.- Bombean líquidos de cualquier viscosidad

En las bombas de desplazamiento positivo la línea de descarga no se puede cerrar sin romper o atascar la bomba. Se requiere por lo tanto, una línea de desvío con una válvula de seguridad en la descarga de dichas bombas.

CENTRÍFUGAS

Una bomba centrífuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Así, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrífuga tiene dos partes principales: (1) Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y (2) un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras. A continuación en la figura se observa una bomba de este tipo:

FUNCIONAMIENTO

El flujo entra a la bomba a través del centro o ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.

PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA:

Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.

Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.

Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.

Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.

Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.

Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.

Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.

MÉTODOS DE SUMINISTRO DE LA ENERGÍA EN BOMBAS

El suministro de la energía a los fluidos mediante una bomba se hace mayormente siguiendolos dos siguientes métodos:
DESPLAZAMIENTO POSITIVO: Se descarga una cantidad definida de fluido por cada carrera o revolución del aparato, las r.p.m son variables.
ACCIÓN CENTRÍFUGA: Se entrega un volumen que depende de la presión de descarga o la energía añadida, las r.p.m son fijas.

CONCEPTO DE BOMBA

Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión.


Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica. El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de éste y suministrándosele energía cinética mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse en presión estática.



INTRODUCCIÓN A LAS BOMBAS

Si queremos mover un fluido, debemos efectuar un trabajo, un dispositivo mecánico que puede elevar un fluido a una altura mayor, ponerlo en movimiento, aumentar su velocidad, forzarlo a entrar a un recipiente de mayor presión, proporcionar la presión requerida para vencer la fricción de la tubería y los accesorios o cualquier combinación de estos.
--> --> --> Para ello debemos impartirle toda la energía requerida para realizar este objetivo.
Los dispositivos mecánicos que aportan energía al fluido (líquidos)---> BOMBAS
BOMBAS---> CENTRÍFUGAS ---> DESPLAZAMIENTO POSITIVO
---> RECIPROCANTES
---> ROTATORIAS