Sel ec ci ció ó n de d e bo bomb mba as
Gabr Ga briela iela Sot Soto o
18 de Febrero de 2010.
Conceptos Generales •
¿Qué ¿Qué es una una bomb bomba? a? • transportar un líquido de un punto a otro, de una elevación a otra, , vencer las pérdidas por fricción que se tengan en la tubería.
Conceptos Generales •
¿Qué ¿Qué es una una bomb bomba? a? • transportar un líquido de un punto a otro, de una elevación a otra, , vencer las pérdidas por fricción que se tengan en la tubería.
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Principales conceptos de las bombas : •
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Carga Carga:: Es Es el el traba trabajo jo necesa necesario rio para para mover un líquido de la posición original a la posición de salida re uerida es la la en ener ía or ma masa de fluido. Ve Velocidad específica: Es la velocidad a la que la bomba podrá operar para producir un GPM a 1 ft.
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Conceptos Generales •
Flu Flujo (Cap (Capa acid cidad): d): Can Cantid tidad de fluido que pasa por la om a por un a e t empo y es es expre expresada sada en GPM.
succ succió ión: n: Ex Exac acta tame ment nte e es el mantenimiento de la descarga y es carac er za o por una relación adimensional (velocidad específica). gpm (con impulsores NPSH: Es la carga positiva neta de Q= flujo, de succión sencilla Q es el flujo total; con succión y es la energía que el fluido tiene impu impuls lsor ores es de dobl doble e succión, Q es la mitad del flujo total) ara ara reve reveni nirr la va oriz orizac ació ión n del del lí uido uido depende de las características del impulsor.
• Conceptos Generales
a las bombas? •
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Qué es la viscosidad hasta ué viscosidades se recomienda operar con una bomba centrífuga? •
La viscosidad es la resistencia interna de los líquidos a fluir. • recomendable emplear bombas centrífugas pero de 50 cps en a e an e son me ores as e desplazamiento positivo.
La cavitación es la vaporización del líquido dentro del impulsor, usualmente las burbujas moverán a áreas de alta presión dentro del impulsor y dañarán al . Causas que pueden ocasionar esto son: roblemas de diseño en el tanque, fugas en la línea de succión, restricciones en la , , presiones de vapor altas, aire presente en el sistema, que de operación del fluido (cambio de su punto de equilibrio).
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¿Cuándo se recomienda colocar una bomba de partición radial y cuándo axial? •
Conceptos Generales
as e par c n ra a se • ¿ u po e co ne es recomiendan cuando se manejan existen y cuál es su fluidos peligros, tóxicos, con función? densidades relativas menores a 0.8, • Los cojinetes pueden presiones de vapor altas, pero son ser de tipo Radial o más caras, así que cuando no se , tengan este tipo de condicionantes para mantener la flecha una bomba de partición axial es en dirección radial/axial. más económica. • ¿Cuáles son las velocidades específicas de la descarga y de la succión recomendada? •
Para la descarga se recomienda 2,500 y para la succión menor a 12,000, en el primer caso porque se logran me ores eficiencias a esa velocidad en el se undo or ue a velocidades mayores el equipo de bombeo va a sufrir mayor desgaste y requerirá mayor mantenimiento.
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¿Qué pasaría si se tiene una bomba sobre especificada? Y ejemplifíquelo . Conceptos Generales •
Cuando el flujo requiere una caída produce una nueva curva funcionamiento del sistema.
de
•Mencione como se puede modificar el flu o del lí uido en las bombas centrifugas y en las bombas de desplazamiento positivo. •En las bombas centrifugas se través de la estrangulación de la válvula de descarga. •En las bombas de desplazamiento positivo reducimos la velocidad de giro o recirculamos una parte del flujo,
operar con una carga, pero se maneja para una carga menor, se tiene un des erdicio de ener ía.
velocidad de motor.
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Qué nos dice lo siguiente:
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3 x 4 x 10 A 3 ST Conceptos Generales modo que:
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Diámetro de descarga x Diámetro de succión x Diámetro del impulsor, Tipo de impulsor y número de pasos aplicable para las bombas? Principalmente se considera la norma v a , ya que la API es cerca de seis veces mayor en costo.
Conceptos Generales •
¿Cuándo se utilizan bombas centrifugas de doble voluta y por qué? •
Para flujos muy grandes o presiones muy grandes ya que una om a e es e po equ ra las fuerzas y por lo tanto el diseño de cojinetes y flecha son más estándares.
Leyes de Afinidad • •
Las relaciones que permiten predecir el sea la de característica conocida de la bomba, se llaman leyes de afinidad. Cuando se cambia la
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La capacidad Q en cualquier punto dado en la característica de la bomba varia directamente con la velocidad, n.
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La carga H varia en razón directa al cuadrado de la velocidad.
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El caballaje al freno P varía en razón directa al .
Leyes de Afinidad •
, a las condiciones en las cuales se conocen las características y el subíndice 2 denota las condiciones a alguna otra velocidad, entonces:
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Estas relaciones se pueden utilizar sin peligro para cambios moderados en la velocidad. Las ecuaciones uizá no sean i ual de exactas ara cambios grandes en la velocidad.
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Hay leyes de afinidad similares para los cambios de diámetro D del impulsor, dentro de los limites razonables de reducción del impulsor. En otras alabras:
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¿Qué se puede hacer para aumentar el NPSH disponible?
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Subir el nivel del líquido.
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Bajar la bomba.
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Reducir las pérdidas por friccione en os u os e succ n.
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Utilizar una bomba reforzadora.
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Subenfriar el líquido.
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¿Qué se puede hacer para reducir el NPSH requerido?
NPSHA
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Velocidades más bajas.
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Impulsores de doble succión.
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Ojo del impulsor más grande.
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Una bomba de tamaño más grande.
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Inductores colocados antes de los impulsores convencionales.
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Varias bombas más e ueñas en aralelo
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Los impulsores son clasificados de acuerdo a la dirección principal del flujo, requerida al eje de . •
Flujo radial
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Flujo axial
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Flujo mixto. En los que se combinan los principios de axial y flujo mixto.
on c as ca os en unc n e o os pun os on e entra al impulsor. •
Succión sencilla. Con una sola entrada or un lado del impulsor
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Succión doble. Con entrada de flujo al lados.
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En atención a la construcción mecánica. • • •
Cerrados.- Paredes laterales que encierran los pasajes del fluido n guar as Semiabierto o semicerrado. Con pared lateral solo en un lado de los alabes.
Tipos de Impulsores
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Condiciones de operación.- Se especifica el líquido a bombear y las temperatura de bombeo, densidad relativa, presión de vapor, viscosidad, . • u es son os a os pr nc pa es y descarga, presión diferencial, NPSH que debe contener una hoja de y potencia hidráulica. datos de una bomba?
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Construcción y materiales.- Se especifica el montaje de la carcasa , (radial o axial), tipo de voluta (sencilla o doble), presión máxima de trabajo , el tipo de impulsor.
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.tipo de empaque y el código API.
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Materiales.Se especifica la designación ASTM/AISI (material de construcción de partes internas).
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Carga, capacidad, tipo de fluido, características del fluido, , NPSHA, tipo de montaje, tipo de sello, voltaje, fases, recuenc a y ma er a es e construcción.
Bombas en Serie y en Paralelo En un sistema de bombeo en serie lo que se logra es incrementar la carga, mientras que en uno en paralelo, se incrementan los flujos. •
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En paralelo cuando: •
Variedades de flujo de proceso a extensos rangos.
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El NPSH no es adecuado para una bomba grande.
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Incrementar el tamaño de planta.
Operación de bombas en serie. •
Cuando se requieren cargas altas para una sola bomba.
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A bajos NPSHR elevados voltajes del motor en la bomba pueden alimentar altas cargas de bomba.
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Servicios de oleoducto donde una sola bomba debería producir excesivas presiones en la descarga.
Bombas en Serie y en Paralelo Las Bombas en serie se utilizan cuando se requiere aumentar la carga aunque la capacidad . Las bombas en serie que tienen curvas con pendientes grandes son mejores.
Las bombas en paralelo se utilizan cuando se requiere aumentar la capacidad aunque la carga . Las bombas en paralelo que sus curvas tienen endientes bajas son mejores.
Tipos de Bombas Centrífugas
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Mencione dos tipos de bombas centrífugas y de una breve explicación. •
Bombas centrífugas de tipo turbina.- Tiene alabes radiales, en el difusor parecido a un cono se reduce el área y se gana pres n, e es a manera se rans orma a energ a cinética en energía potencial.
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.trabaja desde 1,800 – 3600 rpm. Es una bomba pequeña, se utiliza para fluidos comunes no tóxicos / no peligrosos, impulsor pequeño
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, 8,000 y 10,000 rpm
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Mencione cual es la propósito de los sellos, y los tipos de sellos. •
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El propósito de los sellos es evitar que el líquido bombeado salga del interior de la bomba a su exterior, constan de dos partes: la parte fija• a la flecha y la parte rotatoria del sello. Se selecciona el me or sello cuando la fricción entre la parte de• la flecha u el sello es igual a cero. Existen tres tipos de sellado: el sellado simple, sello doble (se busca instalar dos sellos ara garantizar la hermeticidad) y sello tándem (consta de dos sellos uno afuera hacia a dentro).
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Sellos ¿ En qué casos y donde se necesita enfriamiento en las bombas? Se requiere de enfriamiento en los cojinetes cuando se opera a altas temperaturas ya que e ace te usado para la lubricación de los cojinetes pierde sus propiedades y su función de lubricar, y empieza el desgaste en las partes móviles en los co inetes. A temperaturas altas se debe tener enfriamiento en pedestales para que no expandan y se pierda alimentación.
de los se la
Sellos •
¿Por qué los materiales de los sellos mecánicos son caros? Y mencione por o menos res. •
Pueden ser de los siguientes materiales: •
Carbón contra carburo de silicio.
• • •
. Cerámica.
Los sellos mecánicos son caros porque sus materiales tienen una fricción de 0, desgaste provocando una futura fuga.
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Tipos de bombas de desplazamiento positivo y menciona una diferencia:
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El principio de desplazamiento positivo consiste en el movimiento de Bombas de Desplazamiento Positivo un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. En la bomba de desplazamiento positivo, • Mencione algunas características el elemento ue ori ina el e as om as e esp azam en o intercambio de energía, puede tener positivo: movimiento alternativo (embolo o (rotor). Existen dos tipos: rotatoria y reciprocante, las de embolo presiones (basta construir la bomba más robusta y un motor más potente) se construyen asta para pres ones • mayores a 15 000 lb/plg2 sin embargo, las bombas rotatorias con excepción de las de tornillo no son adecuadas para presiones mayores de 500 lb/ l 2.
la presión. •
Cuando ma or sea la resión de descarga, mayor tenderá el fluido a regresarse.
A mayor viscosidad del líquido, mayor es la eficiencia de la bomba.
Clasificación de Bombas •
. .
Rangos de Operación de Bombas
Clasificación de Bombas Centrífugas •API 610
Clasificación de Bombas Centrífugas
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo OH5 son con impulsor en voladizo, vertical en línea, una etapa y con el impulsor montado en la flecha del accionador. Este ti o de bombas no cubren todos los requisitos de esta norma de referencia, ver Tabla 3).
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación de tipo OH3 son con impulsor en voladizo, vertical en línea, una etapa y con cojinete en soporte. cojinete integrado a la bomba para absorber todas las cargas de la bomba. La bomba y su accionador son acopladas con acoplamiento flexible.
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo OH1 son con impulsor en voladizo, montadas al pie y . bombas no cubren todos los requisitos de esta norma de referencia, ver Tabla 3).
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo OH2 son con impulsor en voladizo, soportadas en la línea de centros y de una etapa. Tienen un todas las fuerzas impuestas a la flecha de la bomba y mantiene el rotor en posición durante la operación. Las bombas son montadas sobre una base o patín común y son acop a as con cop e ex e a su accionador.
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo VS5 son de cárcamo húmedo, verticalmente suspendidas y con .
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo BB1 son de carcasa dividida axialmente, una y dos etapas y .
Clasificación de Bombas Centrífugas denominación del tipo BB3 son de carcasa dividida axialmente, multietapas y montada entre cojinetes.
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo BB4 son de carcasa sencilla dividida radialmente, multietapas y . bombas también se le llaman de anillo seccionado, anillos segmentados o varillas tensionadas. Estas bombas tienen un rea potenc a e uga en ca a segmento. (Este tipo de bombas no cubren todos los requisitos de esta norma , .
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo VS1 son de cárcamo húmedo o pozo profundo, verticalmente suspendidas, , a través de la columna.
Clasificación de Bombas Centrífugas Las bombas con denominación del tipo VS6 son de carcasa doble, difusor y verticalmente suspendidas.
Clasificación de Bombas Centrífugas
Clasificación de Bombas Centrífugas
Bombas centrífugas •Una bomba centrífuga transfiere la energía mecánica rotatoria al líquido que es bombeado. El impulsor . •La cabeza desarrollada es a roximadamente i ual a la ener ía de velocidad en la periferia del impulsor. predecir la cabeza aproximada de cualquier bomba centrífuga.
Funciones de bombas centrífugas
• Elevar el líquido de un nivel bajo a uno más alto
•Llevar un lí uido de un lu ar de ba a resión a otro de mayor presión
•Vencer pérdidas por fricción
Ventajas de las bombas centrífugas •
u cons rucc n es s mp e, su prec o es a o.
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El fluido es entregado a presión uniforme, sin variaciones bruscas ni pulsaciones. Son muy versátiles, con capacidades desde 5gpm con presión diferencial de 2 a 5 lb/pulg 2 con presión 2 2.
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La línea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin dañar la bomba.
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Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes cantidades de sólidos en suspensión, . °
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Sin tolerancias muy ajustadas.
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Poco espacio ocupado.
•
.
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No alcanzan presiones excesivas aún con la válvula de descarga cerrada.
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Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas. .
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Impulsor y eje son las únicas partes en movimiento.
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No tiene válvulas ni elementos reciprocantes. .
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Se adaptan a servicios comunes, suministro de agua, hidrocarburos, disposición de agua de desechos, cargue y descargue de carro tanques, transferencia de productos en oleoductos.
Los parámetros para la selección de bombas centrífugas incluyen: •Velocidad específica, Ns •Diámetro del impulsor • •Si se colocan bombas en serie •Si se emplean bombas multi etapa •Limitar el flujo para ahorrar energía El objetivo es optimizar los recursos minimizando el consumo de energía.
tecnológicos
Tipos de bombas centrífugas as om as cen r ugas se a r can en os pos: e o r zo n a y el vertical. vertical . La primera tiene un propulsor propulsor vertical vertical conectado conectado a un eje horizo horizonta ntal. l. La bomba bomba de tipo vertic vertical al consta consta de un ro ulsor horizontal horizontal conectado conectado a un e e vertical. La bomba centrífuga funciona bajo el principio de la cent centri rifu fuga gaci ción ón,, en esta estas s bomb bombas as el moto motorr o cual cualqu quie ierr otro otro me o que as acc one ace g rar una ce con as arpas sume sumerg rgid idas as en agua agua y ence encerr rrad adas as en un estuc estuche he.. El agua agua penetra en la caja e inmediatamente en el flujo del centro de dicho dicho im im ulsor ulsor hac hacia ia los los bord bordes es del del mism mismo o o a las ca as arte arte exterior de la caja donde se eleva con rapidez la presión de la carga. ara a gerar es es a pr pres n, e agua es escapa po por e u o e sali salida da.. La bomb bomba a cent centri rifu fuga ga no funcio funciona na hasta hasta que la caja queda totalmente llena de agua o cebada. Tanto las verticales como las horizontales succionan a ua dentro de sus prop propul ulso sore res, s, por por lo que que debe deben n ser ser inst instal alad adas as a solo solo unos unos cuatro metros sobre la superficie del agua.
Tipos de bombas centrífugas
En esta estas s cond condic icio ione nes s el tipo tipo vert vertic ical al tien tiene e mayo mayor r ventaja, porque puede bajarse a la profundidad que superficie donde está el motor m otor.. La bomba centrifuga se limita al bombeo en los depósitos de agua, lagos o pozos poco profundos, donde la succión no es mayor de 6 metros. La bomb bomba a cent centri rifu fuga ga hori horizo zont ntal al es la más más usad usada, a, , para para su insp inspec ecci ción ón y mant manten enim imie ient nto, o, sin sin emba embarg rgo, o, requiere mayor espacio que la bomba bomba de tipo tipo vertical. Las bombas horizontales tienen el motor a la misma altura; el líquido llega por una tubería de aspiración.
superior y trabajan rodeadas por el líquido a bombear.
Tipos de bombas centrífugas Por el tipo de flujo: Tipo Radial Flu o axial o ti o hélice Flujo mixto o diagonal
Abierto
(alabes aislados) Cerrado (ambas paredes laterales cerradas de apoyo) De doble aspiración Por tipo de carcasa Voluta Difusor Turbina
Tipos de bombas centrífugas Por el número de impulsor Bombas de una fase Bombas de múlti les fases Las bombas de una sola fase es la que la carga o altura manométrica total es proporcional por un único impulsor. Ahora la bomba de múltiples fases alcanza su altura manométrica o carga con dos o más impulsores, actuando en serie en una misma carcasa y un único eje, es por esto que las bombas de múltiples fases es utilizada en cargas manométricas muy altas.
or e po e succ Simple succión Doble succión
n
Las bombas de simple succión admiten agua solo por un lado del impulsor, mientras que las de doble succión lo hacen por ambos lados. Hay que hacer notar que las bombas de doble succión lo hacen por ambos lados. Hay que hacer notar que las bombas de doble succión funcionan como si existieran doble (dos) impulsores, uno en contra posición del otro y esto elimina el problema de empuje axial. Otra ventaja es la seguridad con la que trabajan frente a la cavitación, ya que el área de admisión del agua es superior a las de las bombas de simple succión.
Tipos de bombas centrífugas . El impulsor envía por una fuerza centrífuga, el flujo del fluido en dirección radial hacia la periferia de aquel. La carga de velocidad es convertida a carga de presión en la descarga de la bomba. Por lo general, los alabes (aletas) de impulsores están curvados hacia atrás. En este tipo de bomba el liquido penetra al impulsor en dirección paralela al eje de la bomba y sale en dirección perpendicular al eje del impulsor. Las cargas manométricas a manejar son las altas. Para flujos con Pv> 25 psias, fluidos tóxicos o peligrosos, densidad < 0.8 porque . 2. Flujo axial o tipo hélice Casi toda la carga producida por este impulsor es debida a la acción de empuje de las aletas. El fluido entra y sale del rodete en dirección axial o casi axial. Aquí el liquido penetra axialmente en el impulsor y su salida es en la misma dirección, es utilizada para cargas manométricas bajas. 3. Flujo mixto o diagonales La carga se desarrolla con un rodete delgado, en parte por fuerza centrífuga y en parte por el empuje de las aletas. Esto se consigue construyendo aletas de curva doble o en forma de hélice, de tal forma que la descarga es una combinación de flujo axial y radial. Los cambios de las características de los rodetes tipo radial con respecto a los de tipo axial
Tipos de bombas centrífugas po a a . El impulsor envía por una fuerza centrífuga, el flujo del fluido en dirección radial hacia la periferia de aquel. La carga de velocidad es convertida a carga de presión en la descarga de la bomba. Por lo eneral los alabes aletas de im ulsores están curvados hacia atrás. En este tipo de bomba el liquido penetra al impulsor en dirección paralela al eje de la bomba y sale en dirección perpendicular al eje del impulsor. Las cargas manométricas a manejar son las altas.
2. Flujo axial o tipo hélice Casi toda la carga producida por este impulsor es debida a la acción de empuje de las aletas. El fluido entra sale del rodete en dirección axial o casi axial. A uí el li uido penetra axialmente en el impulsor y su salida es en la misma dirección, es utilizada para cargas manométricas bajas. . u o m x o o agona es La carga se desarrolla con un rodete delgado, en parte por fuerza centrífuga y en parte por el empuje de las aletas.Esto se consigue construyendo aletas de curva doble o en forma de hélice, de tal forma ue la descar a es una combinación de flu o axial radial. Los cambios de las características de los rodetes tipo radial con respecto a los de tipo axial son, respectivamente, de carga grande y flujo moderado a flujo extremadamente
Tipos de bombas centrífugas En esta clase de impulsor las paletas están unidas directamente al núcleo del impulsor sin ningún plato en los extremos. Su uso está limitado a bombas muy pequeñas, pero se puede manejar cual uier li uido además ins eccionarlo es mu sencillo. Para líquidos abrasivos. IMPULSOR SEMI-ABIERTO: u cons rucc n var a en que es co oca o un p a o en e a o opuesto de la entrada del liquido y por ende esta más reforzada que el impulsor abierto como las paletas a estar unidas tienen la función de disminuir la presión en la parte posterior del impulsor posterior del mismo. IMPULSORES CERRADOS: Este impulsor se caracteriza porque además del plato posterior lo rodea una corona circular en la parte anterior del impulsor. Esta corona es unida también a las paletas y posee una abertura por donde el liquido ingresa al impulsor. Este es el rendimiento que es superior a las dos anteriores. Hay que hacer notar que debe ser utilizado en líquidos que no tienen sólidos en suspensión.
Tamaño de impulsor •El ancho del impulsor es el que determina la capacidad de la bomba. •Podemos observar dos impulsores con similar diámetro ero diferente ancho, el primero puede dar 125 gpm en su BEP, mientras que el segundo da 1600 gpm. •Mayor diámetro es igual a mayor carga. •Los impulsores convencionales de bombas centrífugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s).
Tipos de bombas centrífugas .. La carcasa en este tipo de bombas es de voluta o espirar y no tienen paletas difusoras como se ve en la figura que sigue: La voluta recibe el liquido que sale del impulsor y transforma la ma or arte de la ener ía cinética en ener ía de presión. El área de la sección transversal de la voluta aumenta progresivamente en el arco de 360 º descrito en torno al impulsor. El impulsor descarga en una caja en espiral que se expande progresivamente, en tal forma que la vel. del líq. Ser reduce gradualmente. Debido a que la voluta no es simétrica existe un des, una fuerza radial muy considerable en caso de que la bomba trabajara fuera del punto de rendimiento optimo la magnitud de este empuje radial puede compensarse con un aumento del diámetro del eje con un sobredimensionamiento de los cojinetes, lo que encarece la bomba. de cojinetes y flechas son más estándares. Se usan para flujos o presiones muy grandes.
Tipos de bombas centrífugas .-
arcasa e usor Este tipo de bomba se caracteriza por poseer, fijas a la carcasa, paletas direccionadoras del flujo de agua que sale , paletas fijas, a lo largo de las cuales ocurre la transformación de energía cinética en energía de presión. Hay que hacer notar que las bombas con difusor presen an e ser o nconven en e e proporc onar e c oque entre las partículas de agua a la entrada de difusor, cuando la bomba trabaja en un punto diferente al de diseño. Si existe una alteración en el funcionamiento de la bomba en relación a lo considerado en el diseño, cambia el ángulo de salida de los diferentes líquidos, pero no se altera el ángulo de los difusores, presentándose el choque entre partículas, con la consecuen e per a e e c enc a e a m qu na. Las bombas con difusores fueron muy utilizadas al inicio del desarrollo de las bombas centrifugas pero fueron erdiendo im ortancia al erfeccionarse las técnicas ara construir carcasas.
Tipos de bombas centrífugas .- ur na Se producen remolinos en el líquido por medio e los álabes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el ue ira el im ulsor.
Cebadas utoce antes
A diferencia de las bombas de desplazamiento positivo que son verdaderamente del tipo auto cebantes, las bombas centrífugas comunes requieren de la incorporación de líquido dentro de la carcasa para desplazar o evacuar el aire de su interior de manera tal de crear un sello . " " . El auto-cebado requiere desarrollar el vacío suficiente para forzar, mediante la presión atmosférica, la entrada del líquido a través de la cañería o conducción de succión sin . Una bomba centrífuga auto-cebante está diseñada especialmente con una cámara de descarga que actúa como un separador de aire y un reservorio que mantienen dentro de la carcasa la cantidad de fluido residual que requiere la bomba para cebarse o re-cebarse posteriormente; no obstante durante su puesta en marcha inicial requiere el cebado previo el cual ya no resulta necesario dado que posteriormente éste se desarrolla en forma automática y sin necesidad de intervención externa.
Generalmente, no es necesario utilizar una válvula de retención. eficiencia de la misma puede verse seriamente comprometida bajo ciertas condiciones de diseño, no obstante este tipo de bombas es muy utilizada en servicio intermitente como drenaje, desagote o aplicaciones similares pero mucho menos aplicada cuando se requiere una ó tima eficiencia en servicio continuo o donde el auto-cebado es re uerido circunstancialmente debido a dicha operación continúa. Mecánicamente, poseen una característica constructiva especial: el interior de la carcasa tiene una cámara adicional conectada a la del impulsor, la cuál, por su disposición, hace , desalojando el aire que impedía el llenado completo.
Esquema de una bomba centrífuga 1a carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 rodete, , 4 cierre del eje, 5 soporte de cojinetes, 6 e e.
Partes de una bomba centrífuga Partes Rotatorias Flecha o eje: La flecha es una pieza de forma tubular en la que se sujetan todas las partes rotatorias de la bomba centrifuga. Esta parte de la bomba debe ser totalmente recta, es decir, sin desviaciones, ya que su principal función es mantener alineadas las artes iratorias de la bomba centrifu a la de transmitir el torque de giro. Impulsores: El impulsor es la parte de la bomba centrifuga que constituye el elemento vital de la bomba en sí misma. Su función es la de recoger el líquido por la boca de la bomba y lanzarlo con fuerza hacia la salida de la bomba. Para hacer . Gracias a los álabes el impulsor es capaz de darle velocidad de salida al líquido.
Partes de una bomba centrífuga ar es
as
Carcasa: (algo así como el cascarón de un huevo), sirve de contenedor del líquido que se impulsa, y su función es la de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. La carcasa le permite a la bomba formar el vacío necesario a la bomba centrifuga para poder impulsar el líquido, gracias a las partes giratorias. Cojinetes: . bomba centrifuga debe ser elaborada con cuidado ya que es la que permitirá la perfecta alineación de todas las partes rotatorias de la bomba. El cojinete, también es la parte de la bomba que se encarga de soportar el peso (carga radial y/o axial) de las artes rotatorias de la bomba. Bases: La base de la bomba centrifuga debe estar fijada al suelo. Es en esta parte en la que es a orn a a o so a a a om a cen r uga con e n e ev ar v rac ones que si se produjesen destruirían la bomba. Todo el peso de la bomba descansa sobre esta parte de la bomba.
Partes de una bomba centrífuga ras par es e as om as cen r ugas Anillos de desgast e: , , precio muy económico tanto en el sentido del costo de la parte en sí misma, como en el costo de su montaje y desmontaje. Por ello, los anillos de desgaste son colocados para cumplir la función de aislantes al roce o fricción en aquellas zonas en donde se produciría un desgaste debido a las cerradas holguras entre las partes fijas y rotatorias de la bomba centrifuga, evitando así la necesidad de comprar y cambiar estos elementos, de precios mucho más elevados. De esta manera, cuando se produce el desgaste en la bomba centrifuga solo es necesario cambiar los anillos de desgaste por otros nuevos. Estoperas, empaques y s ellos: Tanto las estoperas, como el prensa-estopa, le dan presión a la estopa o em a uetadura ara evitar el esca e del li uido. En ese sentido estas artes de la bomba evitan el escape del flujo. Sin embargo estas partes de la bomba pudieran permitir el escape de pequeñas cantidades del fluido impulsado con fines de enfriamiento. Los sellos mecánicos son partes metálicas de bomba que permiten el acople de diferentes partes de la bomba sin que se presente escape de fluido.
Bombas centrífugas horizontales
Bombas centrífugas verticales
Bombas Verticales de Turbina
Bombas Verticales de Turbina
Bombas Verticales de Turbina
Bombas Axial con impulsor abierto
Bombas Impulsor semi abierto
Bombas Impulsor cerrado
Bombas Impulsor cerrado
Bombas Impulsor abierto vs cerrado
Curva de una bomba centrífuga •Los parámetros dominantes relacionados con las bombas centrífu as son flu o (capacidad) y cabeza. •Si trazamos la carga contra , conseguimos una curva que es esencialmente una línea recta. Sin embargo, debido a varias pérdidas en los flujos lejos del flujo óptimo BEP la curva real .
Tipo de bombas centrífugas •Se muestra la trayectoria de flujo pasando a través de una bomba centrífu a ti o voluta de succión en el extremo, cuando opera a su capacidad nominal (rated capacity) a la obtenida.
Velocidad Específica •La velocidad especifica es un parámetro adimensional que describe la similaridad geométrica. •Y está definida como la velocidad a la cual una bomba operaría para 1 gpm @ 1 ft.
Velocidad Específica, cont. • ara om as e o e succión es ½ del flujo de la bomba. •Bombas con velocidades superiores a Ns> 12,000 el mantenimiento del equipo es sumamen e a o. n em argo podría considerarse cuando: • NPSHA>>>NPSHR. • Cuando la bomba funcionará normalmente sobre el 70% de su BEP. • energía (cabeza < 500 ft y HP< 75. •Cuando el roducto ue es bombeado es una mezcla (diferentes puntos de presión de vapor)
Velocidad Específica, cont. • la fuerza centrífuga. •Las bombas con alta velocidad es ecífica crean la cabeza arcialmente con la fuerza centrífuga y parcialmente con la fuerza axial. •Bombas con Ns de 500 a 3,000 son tipo centrífuga. •Bombas con el Ns a partir del 10,000 o mayores son tipo axial o de propela. •Las bombas en la gama de 4000 a 6000 son una mezcla. • Además, las bombas entre 500 a 1000 tienen paleta recta o las paletas . •. Las bombas en la gama de 1500 a 3000 tienen paletas con curvatura dobles. • La velocidad específica es útil en la optimización de la bomba. Seleccionando una bomba con un Ns=2000, tendría una alta eficiencia.
Velocidad Específica, cont.
Velocidad Específica, .
Velocidad Específica, cont.
Velocidad Específica, cont.
Ajustando velocidad
Ajustando velocidad
Curvas de bombas centrífugas
Viscosidades
Seleccionando una bomba •Enviar hoja de datos a fabricante • Analizar la oferta del proveedor Los puntos que se analizarán en la comparación serán, en primer lugar que se cumplan las características exigidas en la hoja de datos y dentro de esto, que las características estén dentro de un rango admisible de las características de la bomba. Con este criterio se estudiarán detenidamente los siguientes factores: · Caudal mínimo continuo. · Diámetro de los impulsores, en relación al máximo y mínimo admisible para el tipo . · Altura a caudal nulo, la cual debe estar entre un (-+ 10) y (+20) de la correspondiente al punto de trabajo, para evitar excesivas presiones al cierre de la válvula, y por otra parte, permitir una cierta regulación. · NPSH re uerida or la bomba. Esta nunca deberá ser ma or ue la dis onible lo deseable es que se garantice, por lo menos, un metro por debajo de aquella. Cuando la diferencia entre la disponible y la requerida no sea mayor de 2 metros, se debe pues solicitar su ensayo en fábrica. Se hace una comparación de la curva del sistema, con la teórica de la bomba ofrecida por e a r can e, s uan o so re s a e pun o o os pun os e ra a o. En la Figura se ven sobre las curvas correspondientes a una bomba, la situación del punto de trabajo, considerando cinco casos diferentes que se comentan a continuación:
Seleccionando una bomba
Seleccionando una bomba 1. CASO A: Se encuentra en el punto de máximo rendimiento, pero correspondiendo a la línea del impulsor de máximo diámetro, por lo que las características de la bomba no podrán aumentarse de exigirlo así una modificaci6n del sistema. 2. CASO B: EL punto de trabajo se encuentra sobre la curva de diámetro mínimo de impulsor, indica un claro sobredimensionamiento de la bomba, y por lo tanto, representa así un encarecimiento. . , muy bajo y por lo tanto, el consumo elevado; la bomba está sobredimensionada. 4. CASOS D Y E: Ambos serían teóricamente correctos, pero mientras el D al aumentar el diámetro del im ulsor me oraría el rendimiento en el E disminuiría. Por lo tanto el D seria el óptimo entre los diferentes casos considerados. Resumiendo, el punto de trabajo debe corresponder a un diámetro de impulsor no superior al 90% del máximo y situado en la par-te izquierda del rendimiento máximo. La forma de la característica debe ser, asimismo, motivo de estudio. Una curva excesivamente plana no admite regulación de caudal al estrangular la válvula de impulsión; por el con-trario, si su pendiente es grande, el punto de trabajo puede . , principalmente si han de trabajar en paralelo con otra. Esta instalación es muy utilizada cuando se desea obtener mayor caudal con la misma altura.
Seleccionando una bomba Cosas a tener en cuenta
Cuando los fluidos a bombear tengan una viscosidad alta, se deberá conseguir las curvas corr egidas por vi scosidad pues normalmente, están preparadas para agua. Los puntos que el fabricante presente en des acuerdo con las especificaciones enviadas deberán estudiarse cuidadosamente. , pues las especificaciones, pues las especificaciones, por ser generales, admiten flexibilidad según los casos. En este unto del roceso se uede dar un dictamen de ti o técnico el cual deberá completarse con otros factores, tales como plazo de entrega, garantía, servicio técnico disponible, experiencia del fabricante etc. Seguidamente deberá realizarse el estudi o económic o para lo cual se cons iderará no s o e prec o e a m qu na, s no am n o os os cos os a c ona es que pueden afectar, tales como pruebas, embalaje, transporte y accesori os solic itados. Se tomará también en cuenta el costo de impuestos y servicio técnico, no olvidando el .
Seleccionando una bomba Es aconsejable solicitar la lista de precios, lo más desglosada posible, para mayor facilidad en caso de un cambio o anulación de algunas de las partidas. Así, en el caso de bombas centrífugas, se pueden solicitar los siguientes: Embalaje Acoplamiento Transporte Cierre Neumático Pruebas solicitadas Bancada Tubería auxiliar Repuestos para dos anos de funcionamiento continuo Cual uier otro accesorio o servicio necesario De esta manera se podrá hacer una comparación ponderada según las necesidades y seleccionar la máquina más conveniente. c vac n, nspecc ones y
rue as
Una vez adjudicado el pedido de la bomba, el usuario hará, amparado en sus especificaciones, el seguimiento que considere oportuno del proceso de fabricación, tanto las distintas fases; a esto se le llama activación. Este seguimiento culmina con la realización en fábrica de las pruebas previstas.
Seleccionando una bomba as prue pru e as e nspecc nsp ecc ones son genera men e as s gu en es: es: · Inspec Inspecció ción n previa previa que consi consiste ste de la verifi verificac cación ión de sus sus dimensi dimension ones, es, toler toleranc ancias ias y acab acabad ados os de las las piez piezas as que que comp compon onen en la máqu máquin ina, a, todo todo esto esto ante antes s de proc proced eder er al montaje. · . trabajan a presión, tales como carcasa, cámara de cierre, soporte de cojinetes y disipador dis ipadores es de calor si hay. hay. Todos odos esto estos s ele eleme ment ntos os esta estará rán n sin sin inta intarr en en el el mom momen ento to de la rueb rueba a una presión mínima de 1,5 veces la de trabajo, durante media hora.
se some somete terá rán n a
Conjun tamente tamente a esta prueba, se realiz realiza ará un contr ol dimensional de espesores espesores de las paredes, que deberán ser iguales ó mayores a los indicados en la "hoja de ", . la calid calidad ad de fundic fun dición ión y el taladrado de bridas. bri das. · Prueba Prueba de Funci Funciona onamie miento nto.. Una vez vez monta montada da la máqu máquina ina,, se pondr pondrá á y manten mantendrá drá en en funcio funciona namie miento nto hasta hasta ue se se estab estabili ilicen cen las tem eratur eraturas as de de los los co inetes inetes.. Duran Durante te este este tiempo, además de controlar la temperatura que, como norma general, no debe bajar en más de 40 C, a la del ambiente, ni ser superior a los 80 C, se realizarán las mediciones de caudal, presión y potencia absorbida en distintos puntos de funcionamiento, para poder determinar las curvas de caudal-altura, caudal-potencia y caudal-rendimiento. Los puntos que e er er ensayarse para a con ecc n e a curva e en en ser por o menos c nco, estando entre ellos el de caudal cero (válvula de impulsión cerrada), punto contratado y el de máxima apertura apertura de la válvula. válvula. Si así se solicita solicita se efectuará efectuará la determinac determinación ión de la NPSH requerida por la bomba. °
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Seleccionando una bomba e o se s er v ar e u n c o n am en o e a o m a en cu cu an o a s u av ruidos y perdidas por cierres y retenedores.
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Los datos obtenidos en cuanto a caudales, alturas, potencias, servirán de base para tenerse en cuenta la velocidad de giro del motor de prueba para hacer la oportuna corr correc ecci ción ón con con resp respec ecto to a la nomi nomina nall del del moto motorr defi defini niti tivo vo;; tamb tambié ién n se hará hará en los los resultados correspondientes a potencias la corrección, según el peso especifico del fluido a manejar, ya que la prueba se efectúa normalmente con agua. Estos datos deberán estar dentro de las tolerancias especificadas con respecto a los solicitados. · Inspe nspecci cción ón Inte Intern rna a. Una ve vez rea realiza lizadas das las las prue pruebas bas de func funcion iona amiento miento se procede procederá rá a desmonta desmontarr la máquina máquina completa completame mente nte,, con el fin de efe efectua ctuarr una dimension dim ension es y deformacio nes dond e intere int erese. se. Las inspeccio ins peccio nes a realizar realizar serán: serán: Comprobación del estado y terminación del eje, camisas, aros de desgaste, impulsores, cierre cierres s mecáni mecánicos cos o em a uetadu uetaduras ras co inetes inetes rodami rodamient entos. os. Se controlaran las siguientes medidas: diámetro final del impulsor, juego de los aros de roce, roce, control muy importante importante,, pues un juego pequeño pequeño aumenta aumenta el rendimient rendimiento o por haber haber menos recirculación interna, pero el desgaste durante el funcionamiento es mucho mayor, pr nc pa men e s e qu o no es mp o por o que n eresa un ue go gran e pero s n perjudicar el rendimiento.
Seleccionando una bomba on ro mens mens ona ona que que es e gran gran mpor mpor anc anc a por por as esaesa-gr gra a a es sorp sorpre resa sas, s, que que en algunas ocasiones depara el hecho que la bomba no esté de acuerdo con los planos, principalmente la bancada, ya que normalmente se tiene finalizada la obra civil cuando se recibe la máquina. Lo mismo puede ocurrir con la situación de las bridas si se tiene . . Distancias y dimensiones de los taladros de bancada, que corresponde a los pernos de anclaje a la fundación. Provisión en la bancada de los necesarios orificios para llenado del mortero de asiento. · Compro Comproba bació ción n de la altura altura dispon disponibl ible e para para la máquin máquina a motriz motriz.. · Dimens Dimension iones es y posici posición ón de las bridas bridas de conexi conexión. ón. Cuando la bomba llegue a la planta se deberá tener a la mano toda la información necesaria, no solo para poder hacer el montaje, sino para constituir un plan con vista a su puesta en marcha y futura operación y mantenimiento. Esta información información deberá constar constar de los los si uientes documentos: documentos: •Plano de conjunto actualizado. •Plano de tubería auxiliar. •Plano del cierre mecánico o empaquetadura. empaquetadura. •Pla •Plano no de secc secció ión n con con piez piezas as nume numera rada das s y su corre corresp spon ondi dien ente te deno denomi mina naci ción ón y c go. •Lista de repuestos recomendada para dos años de funciona-miento. •Hoja de datos, revisada con las características finales.
Sellos mecánicos • , •Balanceados o no balanceados •Con castillo estrangulamiento o sin él
Curvas de impulsores El mercado ofrece bombas con impulsores planos, de ángulo, etc. para diversos usos. Normal. - continuosly el levantamiento como ca acidad se reduce. La subida de BEP al cierre puede ser el 10 a 20 por ciento de la cabeza de BEP. reduced. The rise from BEP to shutoff may be 10 to 20 percent of the BEP head.
Curvas de impulsores, Cont. Drooping.- the head at shutoff is lower than at maximun head which shutoff. This characteristic is typical of impellers designed to deliver maximun head pef inc of diameter. ese pumps run ne on ro ng systems when flow is always above 70% of BEP, but can cause service and applications with flat system curves.These pumps are not recommended for parallel operation.
