Bombas Centrifugas

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Definicion, partes, caracteristicas, lo más esencial pero importante sobre este tipo de Bombas

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Principios Básicos para el

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05 Bombas Centrifugas y

CNA - Diseño de instalaciones

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INTRODUCCIÓN

Las bombas bombas centrífuga centrífugas, s, también también denominad denominadas as rotativa rotativas, s, tienen tienen rotor de paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra e la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia su extremos a alta presión. El rotor también proporciona al líquido un velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión e una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas d guía para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bomba de baja baja pres presió ión, n, el difu difuso sorr suel suele e ser ser un ca cana nall en espi espira rall cu superf superficie icie transv transvers ersal al aument aumenta a de forma forma gradua graduall para para reduc reducir ir velocidad. El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, deb estar rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto pued logr lograr arse se co colo loca cand ndo o una una válv válvul ula a de reten etenció ción n en el co cond nduc ucto to succión, que mantiene el líquido en la bomba cuando el rotor no gir Si est esta válvu álvula la pier pierde de,, pued puede e ser nece necessar ario io ce ceb bar la bom bom introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito d salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en conducto de salida para controlar el flujo y la presión. En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es e gran medida radial. En flujos más elevados y presiones de salid menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es má paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa com una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradua y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.

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BOMBAS CENTRIFUGA HORIZONTAL.

La disposición del eje de giro horizontal presupone que la bomba y e motor se hallan a la misma altura; éste tipo de bombas se utiliza par funcionamiento en seco, exterior al líquido bombeado que llega a bom bomba por por me medi dio o de una tuber ubería ía de aspir spirac ació ión n. La Lass bom centrífugas, sin embargo, no deben rodar en seco, ya que necesita del líquido bombeado como lubricante entre aros rozantes e impulso y entre empaquetadura y eje.

Como no son Como son auto auto aspi aspira rant ntes es requie equierren, en, ante antess de su pues puesta ta marcha, el estar cebadas; esto no es fácil de conseguir si la bomba n trabaja en carga, estando por encima del nivel del líquido, que es caso ca so má máss co corr rrie ient nte e co con n bomb bombas as hori horizo zont ntal ales es,, sien siendo do a me menu nu necesarias las válvulas de pie, (aspiración), y los distintos sistemas d cebado.

Como ventajas específica icas se puede decir que las bom horizontales, (excepto para grandes tamaños), son de construcció más barata que las verticales y, especialmente, su mantenimiento conservación es mucho más sencillo y económico; el desmontaje d la bomba se suele hacer sin necesidad de mover el motor y al igua que en las de cámara partida, sin tocar siquiera las conexiones d aspiración e impulsión.


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FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA CENTRIFUGA.

Las bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entr dos nivele niveles; s; son son pues, pues, máquin máquinas as hidráu hidráulica licass que transf transfor orman man trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Los elementos de que consta una instalación son: a) Una tubería de aspiración, que concluye prácticamente en

brida de aspiración.

b) El impulsor o rodete, formado por un conjunto de álabes qu

pueden adoptar diversas formas, según la misión a que vaya a se destinada la bomba, los cuales giran dentro de una carcasa circular. E rodete es accionado por un motor, y va unido solidariamente al eje siendo la parte móvil de la bomba.

El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta entrada del rodete, experimentando un cambio de dirección más menos brusco, pasando a radial, (en las centrífugas), hermaneciendo axial, (en las axiales), acelerándose y absorbiendo u trabajo.

Los álab Los álabes es del del rodet odete e some somete ten n a las las part partíc ícul ulas as de líqu líquid ido o a movimi movimient ento o de rotac rotación ión muy rápido rápido,, siendo siendo proye proyecta ctadas das hacia hacia exterior por la fuerza centrífuga, creando una altura dinámica d forma que abandonan el rodete hacia la voluta a gran velocidad aumentando también su presión en el impulsor según la distancia a eje. La elevación del líquido se produce por la reacción entre éste y rodete sometido al movimiento de rotación.

c) La voluta es un órgano fijo que está dispuesta en forma de carac  alrededor del rodete, a su salida, de talSign manera que la separació up to vote on this title entre ella y el rodete es mínima ima en Useful la parteNotsuseful uperior, y   aumentando hasta que las partículas líquidas se encuentran frente la abertura de impulsión. Su misión es la de recoger el líquido qu abandona el rodete a gran velocidad, cambiar la dirección de s

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d) Una tubería de impulsión, instalada a la salida de la voluta, po

la que el líquido es evacuado a la presión y velocidad creadas en bomba.

Estos son, en general, los componentes de una bomba centrífug aunque aunque existe existen n distin distintos tos tipos tipos y varian variantes tes.. La estruc estructur tura a de la bombas centrífugas es análoga a la de las turbinas hidráulicas, salv que el proceso energético es inverso; en las turbinas se aprovecha l altura de un salto hidráulico para generar una velocidad de rotació en la rueda, mientras que en las bombas centrífugas la velocida comu co muni nica cada da por por el rodet odete e al líqui líquido do se tran transf sfor orma ma,, en part parte, e, presión, lográndose así su desplazamiento y posterior elevación.

Bomba Centrifuga, disposición, esquema y perspectiva.


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PRINCIPIOS DE UNA BOMBA HIDRÁULICA.

Bomba centrífuga

Bomba que aprovecha el movimiento de rotación de una rueda co paletas (rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete alcanzando alta velocidad, proyecta hacia afuera el a anteriormente aspirada gracias a la fuerza centrífuga que desarrolla encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego en el tubo de envío.

Caudal Cantidad de líquido (en volumen o en peso) que se debe bombea trasladar o elevar en un cierto intervalo de tiempo por una bomba normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por minut (l/m) o metros cúbicos por hora (m³/h). Símbolo: Q.

Altura de elevación Altu Altura ra de elev elevac ació ión n de un líqu líquid ido: o: el bomb bombeo eo sobr sobree eent ntie iend nde e elevación de un líquido de un nivel más bajo a un nivel más alto Expresado en metros de columna de líquido o en bar (presión). E este último caso el líquido bombeado no supera ningún desnivel, sin que que va erog erogad ado o excl exclus usiv ivam amen ente te a nive nivell del del suel suelo o a una una pres pres determinada. Símbolo: H.

Curva de prestaciones. prestaciones. Especial ilustración gráfica que explica las prestaciones de la bomba el diagrama representa la curva formada por los valores de caudal de altura de elevación, indicados con referencia a un determinad tipo de rodete diámetro y a un modelo específico de bomba.

Bajo nivel Especial Especial instalación instalación de la bomba, colocada colocada a un nivel inferior al de vena de la cual se extrae el agua: de esta manera, el agua  entr Sign up to vote on this title espontáneamente en la bomba sin ninguna dificultad. 

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Cebado Llenado de la bomba o de la tubería para quitar el aire presente e

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graves daños.

Pérdidas de carga Pérdidas Pérdidas de energía debidas a la fricción del líquido contra las parede de la tube tuberí ría, a, prop propor orci cion onal ales es al lar largo de ésta éstas. s. Tam ambi bién én prop propor orcio ciona nale less al cuad cuadra rado do de la velo veloci cida dad d de desl desliz izam amie ient nto o variabilidad en relación con la naturaleza del líquido bombeado. Cad vez vez que que dism dismin inuy uye e el desl desliz izam amie ient nto o nor norma mall del del flui fluido do mo movi vi representa una posibilidad de pérdidas de carga como los brusco cambios de dirección o de sección de las tuberías.

Para lograr en la bomba un correcto dimensionamiento, la suma d tale taless pér pérdidas didas se debe debe agr agregar egar a la altu altura ra de elev elevac ació ión n prev prev originariamente.

Sello mecánico Sello mecánico para ejes rodantes. Usado en todos los casos en qu no se puede permitir goteo alguno externo de líquido. Está compues por dos anillos con superficie plana, una fija y otra rodante: las do caras están prensadas juntas de manera que dejan sólo una finísim película hidrodinámica formada por líquido que se retiene para qu funcione como lubricante de las partes que se deslizan.

Viscosidad Se trata de una característica del fluido bombeado: representa s capacidad de oponerse al desplazamiento. La viscosidad varía segú la temperatura.

Peso específico Cada fluido tiene una densidad característica. El agua, que se us como como términ término o de compar comparació ación, n, conven convencio cional nalmen mente te tiene tiene un pes específico (o densidad) de 1 (a 4°C y a nivel del mar). El pes específico representa el valor usado para comparar el peso de u  cierto volumen de líquido con el peso de laSign misma cantidad up to vote on this title de agua. 

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PARTES DE UNA BOMBA CENTRIFUGA.

Partes constitutivas de una bomba centrifuga.

Nomenclatura recomendada recomendada para piezas de las bombas Centrifugas. Ref. No. 1 1A

1B 2 6 7 13 14 16 17 18 20 22

Nombre de la pieza

Carcasa Carcasa (mitad inferior) Carcasa (mitad superior) Impulsor Árbol de la bomba Anillo de la carcasa Empaquetadura Manguito del árbol Cojinete (interno) Collarín del estopero Cojinete (externo) Tuerca de manguito de árbol. Contratuerca del cojinete

Ref. No.

Nombre de la pieza

31 32

Cubierta de cojinete (interno) Cuña del impulsor

33

Cubierta de cojinete (externo)

35 37 42 44 46 48 50 52 123

Tapa de cojinete (interno) Tapa de cojinete (externo) Acoplamiento (mitad en el impulsor) Acoplamiento (mitad en la bomba) Cuña del acoplamiento Buje del acoplamiento Contratuerca del acoplamiento Sign up to vote on this title Pasador del acoplamiento TaUseful pa de ext remNot o deuseful cojinete

125

Aceitera o grasera

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FUNCIONAMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE ALGUNAS PIEZAS DE UNA BOMBA CENTRIFUGA. Carcasa.

La función de la carcasa en una bomba centrifuga es convertir l energía de velocidad impartida al liquido por el impulsor en energ de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocida por un aumento gradual del área. Tipos

Según De Voluta Simple Lateral Por una un un paso plano el la pieza número manera la horizontal desus características De Por construcción efectuar Superior pasos Doble varios un plano pasos verticallade Por Succión conversión Difusor succión Inferior Partida un planopor inclinado de un energía. extremo



Sign to vote onuta this title , Es llam llam La carcas carcasa a up tipo tipo voluta vol useful  Useful así por su formadeNotespiral. Su áre

es incrementada a lo largo de lo 360º que rodean al impulsor hast

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La carcasa tipo difusor, consiste en una

serie de aspas fijas que además de hacer el ca cam mbio bio de ene energía gía de velo veloci cid dad a presión, guían el líquido de un impulsor a otro.

Impulsores

El impulsor es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por bomba. Los impulsores se clasifican según: Simple Succión

Tipo de succiónDoble Succión

Aspas curvas radiales Aspas tipo Francis Aspas para flujo mixto Forma de las aspas Aspas tipo propela Radial Mixto Dirección del flujo Axial Abierto Semiabiertos Construcción mecánica Cerrado Baja


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diseñados para manejar paletas para pulpa de papel están abierto por completo, completo, no se obstruyen obstruyen y tienen tienen paletas paletas transporta transportadora dorass d tornillo que penetran en la tobera de succión.

Impulsor axial

Impulsor de doble flujo Impulsor tipo intascable

Impulsores abiertos

Impulsor mixto

Impulsores cerrados

Flechas

La flecha de una bomba centrífuga es el eje de todos los elemento que que gira giran n en ella ella,, tran transm smit itie iend ndo o adem además ás el movi movimi mien ento to que que imparte la flecha del motor.

En el caso de una bomba centrífuga horizontal, la flecha es una so pieza o lo largo de toda la bomba. En el caso de bombas de poz  profundo, existe una flecha de impulsores y todespués una serie d Sign up vote on this title flechas de transmisión unidas por un cople, que completan  Useful  Not useful la longitu necesaria desde el cuerpo de tazones hasta el cabezal de descarga.

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Flecha

Camisas de flecha. Debido a que la flecha es una pieza bastante car

y en la sección del empaque o de los apoyos hay desgaste, s necesita poner una camisa de flecha que tiene por objeto proteger fle flecha cha y ser una piez ieza de cam ambi bio, o, sobr obre la cual trab traba ajan jan empaques. Las ca Las cami misa sass son son gene genera ralm lmen ente te de lató latón n o de ac acer ero o ino inoxida xidabl bl existe existen n divers diversas as formas formas constr construct uctiva ivass de ell ellas, as, depend dependien iendo do tamaño de la flecha y de la naturaleza del líquido manejado.


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dos dos hile hilera ras, s, auto autoal alin inea eabl bles es,, etc. etc.;; o bien bien pued pueden en ser ser del del tipo tipo rodillos.

Diferentes tipos de baleros o rodamientos.

Las chumaceras de camisa se utilizan en las bombas gran des par trabajo pesado con diámetros de árbol de tal proporción que lo cojinetes antifricción necesarios no suelen estar disponibles. Tambié se usan para bombas de etapas múltiples y alta presión que trabaja a velocidades de 3600 a 9000 r/min. Todavía otra aplicación es en la bombas bombas vertic verticale aless sumer sumergid gidas, as, como como las vertic verticale aless de turbin turbina, a, donde los cojinetes están en contacto con el agua. Casi todas la chum chumac acer eras as de ca cami misa sa se lubr lubric ican an co con n ac acei eite te.. Lo Loss co cojin jinet etes es empu em puje je que que se em empl plea ean n en co comb mbin inac ació ión n co con n las las chum chumac acer eras as camisa, son Kingsburyo tipo Kingsbury.

Anillos de desgaste

Los anillos desgasta desgastablespr blespropor oporcionan cionan un sello contra fugas fugas (que e Signyupla to carcasa. vote on this title fácil y rápido de sustituir), entre el impulsor Un sello qu usefulpequeñas no tiene piezas sustituibles se utiliza sólo enUseful bombas muy  Not poco costosas. El anillo estacionario se llama 1) anillo de carcas si está montado en ésta; 2) anillo de tapa de succión o anillo d

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centrí centrífug fugas as utiliza utilizan n la constr construcc ucción ión de anillo anillo que han encont encontrad rad adecuado para servicio en cada bomba determinada.

Diferentes tipos de anillos de desgaste.


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Árboles y manguitos de los árboles.

Los diámetros de los árboles de las bombas suelen ser mayores de l que se necesita para transmitir el par motor, debido a que su tamañ se determina por la deflexión máxima permisible o deseable del árbo Esta deflexión se selecciona para evitar un posible contacto en la supe uperfic rficie iess de des desgaste aste a la vez que se ma mant ntie ien nen holgu olgu razonables que no afecten muy perjudicialmente la eficiencia de bomba.

La prim primer era a velo veloci cida dad d crít crític ica a de un árbo árboll está está rela elacio ciona nada da co con n deflexión. Se sigue un diseño que permita por ejemplo una deflexió de 0.00 0.005 5 a 0.00 0.006 6 pulg pulg.. (0.1 (0.13 3 a 0.15 0.15 mm), mm), tend endrá una una prim prim velocidad critica de 2400 a 2650 r/min. Ésta es la razón para emplea árboles rígidos (que trabajen a menos de su primera velocidad crítica para bombas que operen a 1750 r/min o menos.

Prensaestopas (estoperos)

Los prensaestopas tienen la función principal de proteger la bomb contra fugas en el punto en que el árbol sale de la carcasa de bomba. Si la bomba produce altura de aspiración y la presión en extre extremo mo de prens prensaes aestop topas as interi interior or es menor menor que la atmosf atmosféri éri entonces la función del prensaestopas prensaestopas es evitar las filtraciones de a la bomba. Si esta presión es mayor que la atmosférica, la función evitar las fugas hacia afuera de la bomba.

El prensaestopas tiene la forma de un rebajo cilíndrico en el cual s coloca cierto número de anillos de empaquetadura alrededor del árb o del del ma mang nguit uito o de éste éste.. Si se dese desea a sell sellar ar el pren prensa saes esto topa pas, s, emplea un anillo de cierre hidráulico o una jaula para sello par separar los anillos de la empaquetadura en seccio  dar aproximadamente aproximadamente iguales. Se comprime laSign empaquetadura para up to vote on this title el ajuste deseado sobre el árbol o camisa, mediante un collarín que s  Useful  Not useful puede ajustar en dirección axial.

Se debe contar con un suministro independiente de agua para lo

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Acoplamientos

Las bombas centrífugas están conectadas a sus impulsores por med de acoplamientos (coples) de diversos tipos, excepto en las bomba con acoplamiento cerrado, en las cuales el impulsor está montado e una extensión del árbol de la máquina motriz. Los acoplamiento utilizados utilizados con las bombas centrífugas centrífugas pueden ser rígidos (del tipo d abrazadera o compresor) o flexibles (de pasador y tope, de engrane de rejilla, o de disco flexible).

Bomba con acoplamiento compacto (montada en el motor).

Montaje de la bomba

Es deseable que las bombas y sus unidades matrices se pueda remover de sus montajes. En consecuencia, se fijan con pero nos espigas a las superficies maquinadas, que a su vez están conectada con firmeza en la cimentación.

Estas superficies maquinadas suelen ser parte de una placa de bas en la cual ya se ha alineado la bomba y su unidad motriz. Las placa de base son de hierro fundido o de acero estructural. Las placas d asient asiento o de hier hierro ro fund fundido ido o de ac acer ero o se em empl plea ean n para para bomb bomb Sign up to vote on this title verticales de pozo seco y para algunas unidades horizontales de la  Useful  Not useful más grandes.

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Conclusión

Una bomba centrífuga es un tipo de bomba hidráulica que transform la energía mecánica de un impulsor rotatorio en energía energía cinética cinética potencial requeridas. Aunque la fuerza centrífuga producida depend tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densida del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido e independiente de la densidad del líquido. l íquido.

En este trabajo se ha ejemplificado las partes principales de un bomba centrifuga horizontal, sus funciones y así como papel qu cumplen en una bomba centrifuga. Bibliografía

Microsoft Microsoft ® Encarta ® 2006. © 1993-2005 Microsoft Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/Bombas/PDFs/BOMBAS 1.pdf

http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/Bombas/PDFs/BOMBAS2.pdf http://personales.ya.com/universal/TermoW eb/Bombas/PDFs/BOMBAS2.pdf http://www.savinobarbera.com/espanol/teoria.html Libros: Viejo Zubicaray BOMBAS: Teoría, Teoría, diseño y aplicaciones. aplic aciones. Editorial Limusa México, 1997 Theodore Baumeister, Eugene A. Avallone, Theodore Baumeister III Marks Manual del Ingeniero Mecánico. Octava Edición Editorial McGraw Hill México, 1984 Sign up to vote on this title 

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Bombas Centrifugas

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