BOMBAS HIDRÁULICAS ¿Qué son éstas máquinas? ¿ Qué función tienen?
BOMBAS HIDRÁULICAS
Objetivos
Conocer la definición y la clasificación de diversos tipos de bombas existentes para variadas actividades cotidianas que requieren de la impulsión de fluidos.
Logro de sesión Al término de la sesión de aprendizaje el estudiante deberá ser capaz de: Iden Identi tifi ficcar vario arioss tipo tiposs de bomb bombas as.. Entend ender su func unciona onamie miento de las las mism ismas. Señalar el tipo de bomba necesario para una nece necesi sida dad d de bomb bombeo eo part partic icul ular ar •
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BOMBAS HIDRÁULICAS
Definición Son máquinas cuya función es absorber energía energía mecán mecánica ica y restituir energí energía a hi hidrá dráuli ulica ca al líquido que la atraviesa . atraviesa .
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Historia - La prime rimerra bomba omba conoc onociida fue fue de desc scri rita ta por por Ar Arqu quím ímed edes es (siglo III aC)y se conoce como tornillo de Arquímedes. - Aunque est este sistema había sido sido util utiliz izad ado o ante anteri rior orme ment nte e hacia el siglo VII aC en Asiria durante el reinado de Senaquerib. -
Video 1
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Historia - En el sigl siglo o XII, XII, AlAl-Jaza Jazari ri (Ir (Irak, ak, 11 1136) 36) descri describi bió ó e ilus ilustr tró ó diferentes tipos de bombas: bombas reversibles, bombas de dobl doble e acci acción ón,, bomb bombas as de vacío acío,, bomb bombas as de agua agua y bombas de desplazamiento desplazamiento positivo.
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Historia - Las Las nori norias as son son máqu máquin inas as hidr hidráu áuli lica cas s par para re reco coge gerr agua agua que datan del siglo I - III aC. Se desarrollaron en Roma, Egip Egiptto y la Me Meso sopo pota tami mia. a. Pued Pueden en ser ser acci accion onad adas as por por trac tracci ción ón anim animal al o por el mismo mismo curso curso de agua agua donde donde se hallan instaladas.
Clasificación de las bombas: Bombas Desplazamiento positivo
Rotodinámicas
(Volumétricas) Centrífugas De flujo radial De flujo axial
Periféricas Unipaso
Especiales
Electromagnéticas
Reciprocantes (alternativas) Émbolo
Rotativas Rotor simple
Rotor múltiple
Multipaso Diafragma
Aspas
Engranes
Pistón
Lóbulos
Miembro flexible
Balancines
Tornillo
Tornillo
De flujo radio-
axial
Clasificación de las bombas rotodinámicas: De flujo radial
Según la dirección del flujo
De flujo axial De flujo radio-axial Eje horizontal
Según la posición del eje s a c i m á n i d o t o R
Eje vertical Eje inclinado
De alta presión
Según la presión de salida
De media presión De baja presión
Según el número de flujos
De simple aspiración De doble aspiración
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Bombas Rotodinámicas -
Pertenecen todas a la categoría de turbomáquinas. Son siempre rotativas. Su funcionamiento se basa en la ecuación de Euler. El órgano transformador transformador de energía se denomina rodete. La dinámica de la corriente es primordial en la transformación de la energía.
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Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: 1- Rodete. Rodete. Es el conjunto de álabes unido soli solida dari riam amen ente te al roto rotorr. Al girar girar en entr treg ega a energía cinética y de presión al fluido. 2 – Corona Corona direc directriz triz.. Conjunto de álabes fij fijos que recibe cibe el líqui quido del rode dette y trans transfor forma ma la ene energía rgía cinéti cinética ca en ener energía gía de presi esión. Solo está presen entte en las bombas de gran tamaño. Mejora la eficiencia global dela bomba. 3. Caja espiral o carcasa. carcasa . Recoge el líquido proc pr ocede edent nte e del rodet rodete e (cor (coron ona a dire direct ctri riz) z) transformando la en ener ergí gía a cinéti ética en energía de presión y lo conduce hasta la tubería de impulsión. 4. Cono difusor. difusor. Realiza la última etapa de trans ansform formac aciión de en ener ergí gía a cin cinéti ética en
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Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as::
BOMBAS CENTRÍFUGAS Principio de funcionamiento: funcionamiento : Se basa en el movimiento del líquido por diferencia de presiones. Al girar el impulsor de la bomba, desplaza las partículas de líqu líquiido haci hacia a la tube berí ría a de de desc scar arga ga cre rean ando do un una a zona ona depresión en la cámara de la bomba. Las partículas de liquido de la cisterna , que se hallan a presión atmosférica o mayor, son aspiradas y conducidas a la bomba a través de la tubería de succión. Video 3
BOMBAS CENTRÍFUGAS
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Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Es el cora corazó zón n de la bomb bomba a cent centrí rífu fuga ga.. Reci Recibe be el Rodete o Impulsor. Impulsor. Es líquido y le imparte a la vez velocidad y presión. La forma y el número de los álabes dependen dep enden del tipo de líquido a impulsar. impulsar. Pueden ser :
Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Impulsores abiertos No presentan placas o paredes de refuerzos refuerzos Contienen de 2 a 6 álabes álabes unidos directamente directamente al eje. Se usan para el bombeo bombeo de líquidos con sólidos sólidos en suspensión suspensión o de líquidos abrasivos. abrasivos. Pocos Pocos problemas problemas de atasco. atasco. Menor fricción. •
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Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Impulsores semiabiertos Presentan una placa placa o pared de refuerzo posterior al impulsor. impulsor. Contienen de 2 a más álabes unidos directamente al eje. Se usan para el bombeo de líquidos líquidos con elevados elevados contenidos contenidos de aire y gas, materiales fibrosos, pasta de papel, agua con peces y sólidos en suspensión como aguas sucias. Son de fácil limpieza. •
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Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Impulsores cerrados Los Los álab álabes es están están en ence cerr rrad ados os en entr tre e plac placas as a ambo ambos s lado lados s del impulsor. Se usan para para el bombeo de todo tipo de líquidos corrientes corrientes pero libre de suciedad. Son de di limpieza. •
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Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: La vo volu luta ta.. Es Es un órga órgan no fijo fijo disp dispu uest esto en form forma a de car caraco acol alrededor del rodete. Su misión es la de recoger el líquido que abandona el rodete a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba. Aquí se efectúa una segunda fase de transformación de energía cinética en energía de presión
Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: El eje o flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmite el movimiento que imparte la flecha del motor.
Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Anillo de desgast Anillo desgaste. e. Es Es elemento, fácil y barato de remover, que se coloca en aquellas partes donde, debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así así la ne nece cesi sida dad d de camb cambia iarr esto estos s elem elemen ento tos s y quit quitar ar solo solo los los anillos.
Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Cojinetes o rodamientos. Sir Sirve ven n de sopor soportte a la flech flecha a o eje de todo el rotor. rotor. Soportan Soportan las cargas cargas radiales radiales y axiales existent existentes es en la bomba.
Comp Co mpon onen enttes pr prin inci cipa pale less de la lass bo bomb mbas as ce cent ntrí rífu fuggas as:: Sellos, estopas y prensaestopas. La prensaestopas. La función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa el eje de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.
Campos de aplicación de las bombas centrifugas Usos domésticos Actividades de saneamiento Sistemas de enfriamiento de calderas Centrales Centrales eléctricas Industria alimenticia Industria de cosméticos Industria farmacéutica Industria química Industria petrolera Industria textil
BOMBAS PERIFÉRICAS Principio Princi pio de fun funcio ciona namie mient nto o: Idéntico al de las bombas centrífugas, salvo que presenta un impulsor conformado por múltiple álabes radiales situados a ambos lados de una placa o pared. Aquí, cuando el fluido es descargado de uno de los álabes es transferido a la raíz del siguiente álabe en donde gana energía adicional. La conversión de energía cinética a presión es mas gradual que en los impulsores centrífugos. ce ntrífugos. Se denominan también bombas b ombas regenerativas. regenerativas.
BOMBAS PERIFÉRICAS •
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Ideal para para la industria química. Manejo de líquidos líquidos con hasta hasta 20% de aire incorporado. incorporado. Manejo de líquidos líquidos volátil volátiles. es.
BOMBAS PERIFÉRICAS Diferencias entre bombas centrífugas y periféricas pe riféricas:: Centrífugas
Periféricas
Rodete grande
Rodete pequeño
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El uso infrecuent infrecuentee provoca provoca sarro en el impulsor y en el eje.
Menores alturas de impulsión (< 15 m)
Impulsan a mayores alturas
Impulsan mas caudal
Trabajan con poco caudal
Son mas caras
Son mas baratas
Soportan mayores alturas de succión negativa -----------Fuente -------------(s): ----
Alturas Alturas de succión negativas negativas pequeñas. Tiene un ba bajo co consumo eléctrico
BOMBAS ESPECIALES Bombas electromagnéticas. electromagnéticas. Inclu Incl uyen un impu mpulsor sor gir girator atoriio sit situado ado en un una a carcasa cerrada accionada por un campo magnético gir girator atorio io pr prod oduc ucid ido o por por iman imanes es indi indivi vidu dual ales es.. La rotación del impu mpulsor sor produc duce una fuer erz za que que impulsa el líquido a través de y hacia afuera de la carcasa de la bomba. No tienen partes móviles ni sellos y, por tanto, son ideales para su uso con metales fundidos, incluso con metal metales es alcali alcalinos nos como como sodio sodio,, potasio potasio,, zinc y litio, litio, etc, incluso a altas temperaturas. temperaturas. Tambi ambién én son son util utiliz izad ados os par para impu impuls lsar ar masa masas s en sistemas de propulsión de naves espaciales. También se conocen como bombas MHD (magneto hidrodinámica)
Video 4
Otros criterios de clasificación de las bombas rotodinámicas
Según la dirección del flujo
De flujo radio-axial
Otros criterios de clasificación de las bombas rotodinámicas
Según la posición del eje
De flujo radio-axial
Otros criterios de clasificación de las bombas rotodinámicas
Según la presión de salida
De flujo radio-axial
Otros criterios de clasificación de las bombas rotodinámicas
Según el número de flujos
De flujo radio-axial
Otros criterios de clasificación de las bombas rotodinámicas Según el tipo de accionamiento
De flujo radio-axial Electrobombas
Motobombas
Según el número de rodetes
De flujo radio-axial
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¿Tuv uvis iste te al algu guna na di difi ficu cult ltad ad pa parra en ente tend nder er es esta ta se sesi sión ón?? ¿Qué ¿Q ué ag agre reggar aría íass o qu quit itar aría íass pa parra me mejo jorrar arlo lo??
BOMBAS HIDRÁULICAS
¿ De qué trató la exposición de hoy? ¿ En dónde se pueden utilizar los conceptos aprendidos? .
¿ Qué entiendes por?
BIBLIOGRAFÍA
Mataix, Claudio. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas, ed. Harla, México, 1990.
Sotelo A., G. Hidráulica General, ed. Limusa, México Mé xico 1994.
Gardea V., H. Apuntes de selección de turbinas hidráulicas, Facultad Facultad de Ingeniería, México, 1990.
Mario García. Turbomáquinas Hidráulicas, Fiee - Unac. Perú 2015.
