Bombas Centrífugas 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.
Una Bomba centrifuga es uno de los tipos más simples de equipo en cualquier planta. Su propósito es convertir energía de un primer elemento (un motor eléctrico o turbina) primero en velocidad o energía cinética y luego en energía de presión de un fluido que está bombeándose. Los cambios de energía ocurren en virtud de dos partes principales de la bomba, el impulsor y el en espiral o difusor.
Rodamientos o 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.
Eje: El eje de la bomba es una pieza en forma de barra de sección circular no uniforme que se fija rígidamente sobre el impulsor y le transmite la fuerza del elemento motor.
Difusor: está formado por unos álabes fijos divergentes, que al incrementarse la sección de la carcasa, la velocidad del líquido irá disminuyendo lo que contribuye a transformar la energía cinética en presión, mejorando el rendimiento de la bomba.
El impulsor o rodete: está formado por una serie de álabes de diversas formas que giran dentro de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil de la bomba. En ella se aumenta la velocidad del fluido lo que se refleja en un cambio de presión. Tubería de aspiración: que concluye prácticamente en labrida de aspiración, su función es llevar el fluido al impulsor evitando la formación de burbujas y ingreso de gases, esto lo logra reduciendo su diámetro.
La Boluta o Carcasa: Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía cinetica impartida al líquido por el impulsor presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
En la entrada de la bomba nos encontramos con la tubería de succión que está encargada de reducir en máximo la formación de burbujas y los gases en el fluido líquido, para luego llevarlo corazón del sistema donde se encuentra el impulsor el cual tiene una serie de paletas instaladas en el interior, siempre inmerso en fluido, cuando se hace rotar, el impulsor hace que el líquido que le rodea también rote. Esto imparte fuerza centrífuga a las partículas del fluido, y el fluido se mueve rápidamente hacia afuera. Como la energía mecánica rotacional (energía cinética de un fluido que gira en torno a un mismo eje) es transferida al fluido, a la descarga del impulsor, tanto la presión como energía cinética del fluido se elevara. En el lado de succión el fluido está siendo desplazado, así q la presión negativa será inducida en el ojo, dicha baja presión ayuda a succionar una corriente de fluido de nuevo en el sistema. El impulsor es instalado dentro de una carcasa, así el fluido que se mueve hacia afuera será recolectado dentro de él, y se moverá en la misma dirección de rotación del impulsor para descargar la boquilla. La carcasa o boluta tiene un aumento de superficie a lo largo de la dirección del flujo, dicha área creciente ayudara en el alojamiento de la corriente de fluido que acabara de ser agregada y también ayudara a reducir la velocidad del flujo de salida, la reducción de velocidad del flujo resultara en un aumento de presión estática la cual es requerida para superar la resistencia del sistema de bombeo. Si la presión del lado del impulsor baja por debajo de la presión de vapor, un fenómeno peligroso puede ocurrir, el fluido empezara a hervir formando burbujas de vapor y dañara el material impulsor a través del tiempo, este fenómeno es conocido como Cavitación, mientras más cabeza de succión menos debe ser la presión del lado de succión para levantar el agua, este hecho le pone un límite a la máxima cabeza de succión q la bomba puede tener.
VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS En General el sistema centrífugo presenta infinidad de ventajas con respecto a los otros tipos de bombeo: aseguran un tamaño reducido, un servicio relativamente silencioso y un fácil accionamiento con todos los tipos de motores eléctricos que se encuentran en plaza. Además presenta una fácil adaptación a todos los problemas del tratamiento de líquidos ya que, por medio de adaptaciones a las determinadas condiciones de uso, es capaz de responder a las exigencias de las instalaciones destinadas. Su construcción es simple, su precio es bajo. 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/pulg2 con presión diferencial de 2 a 5 lb/pulg2 hasta bombas múltiples con 3000gpm y 3000 lb/pulg2. La línea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin dañar la bomba. Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes cantidades de sólidos en suspensión, volátiles y fluidos hasta de 850°F. Sin tolerancias muy ajustadas. Poco espacio ocupado. Económicas y fáciles de mantener. No alcanzan presiones excesivas aún con la válvula de descarga cerrada. Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas. Flujo suave no pulsante. Impulsor y eje son las únicas partes en movimiento. No tiene válvulas ni elementos reciprocantes. Operación a alta velocidad para correa motriz.
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.
DESVENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS El Rendimiento es muy variable con el flujo. Bajo rendimiento en líquidos de baja Viscosidad. Necesita una Válvula de retención en la línea de Aspiración. Bajo rendimiento en presencia de sólidos en los fluidos y en algunos casos no funcionan. No puede desarrollar una presión alta. Si se usa el diseño de múltiples etapas el costo se encarece mucho y ya no es utilizable para pulpas de alta concentración de sólidos y a partículas de gran tamaño. LEYES DE AFINIDAD Las leyes de afinidad establecen lo siguiente: El caudal varía con la velocidad de rotación del rotor. La presión varía con el cuadrado de la velocidad de rotación. La potencia varía con el cubo de la velocidad de rotación
Podemos obtener dos conclusiones de los resultados anteriores:
Si variamos la velocidad de rotación manteniendo constante el diámetro del rodete, la eficiencia de la bomba se mantiene constante, variando la presión, capacidad y potencia.
Variando el diámetro del rodete y manteniendo la velocidad constante, la eficiencia de la bomba se mantendrá constante.
CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
Para seleccionar una bomba debemos conocer los siguientes datos: Caudal requerido. Altura manométrica a vencer por la bomba o pérdida de presión del circuito. Valor de NPSHd. Fluido a utilizar (tomando en cuenta su viscosidad) Temperatura de los fluidos. Presencia de partículas en el fluido. El caudal, y la altura permitirán definir la potencia requerida por la bomba además de su disposición ya sea en horizontal o vertical, y como el cabezal de succión puede influir en la selección de la potencia requerida para obtener la presión, velocidad y caudal deseado. Por otro lado el tipo de fluido y la temperatura de este permitirán definir los materiales y las características especiales que llevara la bomba, por ejemplo una bomba que maneja agua requiere un impele cerrado y de flujo radial, mientras que un fluido con alta viscosidad y solidos requiere un impele abierto y flujo axial. Las propiedades como viscosidad, densidad y calor te permitirán elegir el materia de la bomba por ejemplo agua a temperatura ambiente requeriría bombas de aceros comunes, incluso con impeles de bronce, mientras que fluidos calientes y viscosos requieren bombas de aceros muy resistente y impeles de acero o hierro.
