MAQUINARIAS PARA TRANSPORTE DE FLUIDOS INCOMPRESIBLE
Introducción Parámetros implicados en la selección de una bomba III. Tipos Tipos de bombas.bombas.- Clasif Clasifica icación ción IV. Leyes de afinidad V. Datos de los fabricantes de bombas centrífugas VI. Gráficas de funcionamiento VII. Cabeza de succión positiva neta (NPSH) VIII. Problemas I. II.
INTRODUCCIÓN En la industria, en general y especialmente en la industria química en particular la existencia de bombas es muy frecuente, ya sea para impulsar las materias primas o entre procesos o finalmente el producto acabado. Un equipo de bombeo es un transformador de energía. Recibe energía mecánica y la convierte en energía que un fluido adquiere en forma de presión , de posición o de velocidad . Así, existen bombas bombas que se utilizan para cambiar la posición de un cierto fluido. Un ejemplo lo constituye una bomba de pozo profundo, que adiciona energía para que el agua del subsuelo salga a la superficie.
INTRODUCCION
Una gran variedad de bombas se encuentran disponibles para transportar fluidos en el comercio. La selección y aplicación de las bombas requiere una comprensión de sus características de funcionamiento, conocimiento de los tipos de bombas y usos típicos
Seleccionar bombas es el paso más importante en cualquier instalación de fluidos. Si la bomba no se ajusta apropiadamente al sistema, éste puede experimentar un aumento de los costos de operación y mantenimiento. Las bombas se archivan en los catálogos y se pueden visualizar los equipos registrados en cada catalogo con sus respectivas curvas.
Parámetros implicados en la selección Naturaleza del líquido a bombear ( Prop. Cal, frio, densidad, viscos) Capacidad requerida Condiciones de succión (long, d, perd) Condiciones de descarga (salida) Altura de carga Tipo de servicio (continuo, discontinuo) Tipo de fuente de alimentación (motor) Limitaciones de espacio, peso y posición Condiciones ambientales Costo, códigos y estándares que rigen a las bombas
CLASIFICACIÓN GENERAL DE LAS BOMBAS Rotatorias *Desplazamiento positivo
*cinéticas De acción dinámica
de engranaje de paleta de tornillo de lóbulo Reciprocantes de pistón de inmersión de diafragma de flujo radial de flujo axial de flujo mixto
centrífugas de impulsor
Bomba de engranaje
Bomba de paleta
Bomba de tornillo
Bomba de lóbulo
Bomba centrifuga Rodete
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Una bomba centrífuga consiste en un rodete que produce una carga de presión por la rotación del mismo dentro de una cubierta. Las diferentes clases de bombas se definen de acuerdo con el diseño del rodete, el que puede ser para flujo radial o axial.
Bomba centrífuga horizontal
Aplicaciones Riego en general. Sistemas de incendio. Aire acondicionado. Uso industrial en general. Abastecimiento de agua potable.
Bomba Centrífuga autocebante horizontal
Aplicaciones Para líquidos sucios, barrosos, con pequeños sólidos en suspensión. Desagote de piletas de natación, sótanos, excavaciones, minas, y canteras. tendido de cañerías o conductores subterráneos. Trasvases de líquidos limpios o sucios en industrias frigoríficas, vitivinícolas, textiles, alimenticias, petroquímicas, etc.
Datos de funcionamiento Carga total (altura de carga) Capacidad Eficiencia Potencia NPSH
Curvas de funcionamieto
Muestran una evaluación de funcionamiento, tomando la cabeza total, eficiencia, curvas de potencia vs La capacidad.
Leyes de afinidad
La mayoría de las bombas centrífugas pueden operarse a diferentes velocidades para obtener capacidades variadas.
Leyes de afinidad
Si la velocidad varía
Q1 N 1
Q1
Q2 N 2 H a1 H a 2
D D
Q2
D1 D2
2
D H a D
1
2
D1 P2 D2
P1
Si el diámetro varia
3
H a1
1
2
2
D1 P2 D2
P1
3
2
CARGA NETA DE SUCCION (NPSH) Además de los parámetros mencionados (H,P,e), se debe considerar que la entrada o sistema de succión debe ser capaz de proporcionar a la bomba un flujo parejo del líquido a una presión suficientemente alta para evitar la formación de burbujas en el fluido, por lo que la P de succión a la entrada sea mayor a la P a la que se presentaría la vaporización. De lo contrario, si la P de succión es menor se presenta cavitación dentro la bomba es decir existirá una mezcla de vapor y líquido.
Cavitación
Cuando un líquido pasa por el impulsor de una bomba, se produce un cambio de presión. Si la presión absoluta de un líquido cae por debajo de la presión de vapor, se producirá cavitación. Las zonas de vaporización obstruyen el flujo limitando la capacidad de la bomba. Cuando el fluido avanza a una zona de mayor presión, las burbujas colapsan y su implosión puede producir un picado del impulsor.
NPSH (Net Positive Sucetion Head) Por definición el NPSH es la altura total de carga a la entrada de la bomba, medida con relación al plano de referencias, aumentada de la altura correspondiente a la presión atmosférica y disminuida de la altura debida a la tensión de vapor del líquido.
NPSH
NPSH se encuentra en función de la naturaleza del fluido, la tubería de succión, la ubicación del depósito y la presión aplicada. NPSH DISPONIBLE > NPSHREQUERIDO
NPSH hsp hs h f hvp
Hay que tener presente dos conceptos
NPSH (Requerido) Presión absoluta mínima en el oído del impulsor que garantiza un flujo sano en el interior de la bomba. Es un dato básico característico de cada tipo de bomba, variable según el modelo y tamaño y condiciones de servicio, por tanto es un dato que facilitan los fabricantes.
NPSH (Disponible) Presión absoluta total en el oído del impulsor como resultado final de la aspiración especifica de las condiciones de la instalación. Es función de la instalación e independiente del tipo de bomba El conocimiento del NPSHd por el instalador es fundamental para la elección adecuada de la bomba y evitar así posibles fracasos.
Una bomba en condiciones hipotéticamente ideal a nivel del mar podría aspirar a una altura de 10,33 m, pero con la altura la presión atmosférica disminuye, así a 900 m sobre el nivel del mar se reduce a 9,23 m.
Presión atmosferica en función de la altura sobre el nivel del mar.
Las soluciones como ya hemos indicado solamente pueden conseguirse aumentando el NPSHd y por tanto, podemos adoptar cualquiera de las siguientes: • Aumento del diámetro de la tubería de aspiración. • En bombas verticales aumentar la sumergencia. • Disminuir la altura geométrica de aspiración. • Cambio a una bomba mayor a menor velocidad, etc.
Para obtener en una instalación la máxima altura de aspiración geométrica, será necesario reducir al mínimo los parámetros que puedan provocar una disminución del valor de NPSHd. Para conseguirlo deberemos cumplir los siguientes requisitos: • Mantener la temperatura del agua lo más baja
posible. • Tubería lo más corta posible. • Con la menor cantidad de uniones y codos posibles .
• Utilizar contracciones asimétricas, con la parte
superior recta hacia arriba. • El diámetro de la tubería no debe ser menor que el
diámetro de entrada de la bomba. • Utilizar válvulas de pie en diámetros menores a 400
mm. • Tuberías de aspiración herméticas a la presión
atmosférica. • El tramo próximo a la bomba será recto con una
longitud mayor a 2 diámetros.
•
El diámetro de la tubería de aspiración se determinara de acuerdo con la velocidad permisible: Para diámetro hasta 250 mm velocidad = 0,7 a 1 m/s Para diámetro desde 300 a 800 mm velocidad = 1 a 1,5 m/s Para diámetro mayor de 800 mm velocidad = 1,5 a 2 m/s
Sumergencia
Es la altura (S) de liquido, necesaria sobre la sección de entrada (válvula de pie campana, tubo, etc.), para evitar la formación de remolinos (vortex o vórtices) que puedan afectar al buen funcionamiento de la bomba.
