Maquinas de desplazamiento positivo 1. Princi Principio pio de despl desplaza azamie miento nto posit positivo ivo El funcionamiento de las bombas de desplazamiento positivo no se basa, como el de las turbo maquinas, en la ecuación de Euler sino en el principio del desplazamie desplazamiento nto positivo. Que consiste consiste en el movimiento movimiento de un fluido fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. Por tanto en una máquina de desplazamiento positivo el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente que tener un movimiento alternativo embolo!, sino que puede tener movimiento rotatorio rotor!. "in "in emba embarg rgo, o, en las las máqu máquin inas as de desp despla laza zami mien ento to posi posititivo vo,, tant tanto o recipro reciprocan cantes tes como como rotato rotatoria rias, s, siempre siempre #a$ una cámara cámara que aument aumenta a de volu volumen men succ succió ión! n! $ dism disminu inu$e $e de volu volume men n imp impul ulsi sión ón!. !. Por Por ello ello esta estass máqu máquin inas as tamb tambi% i%n n se llam llaman an volu volum% m%tr tric icas. as. E&pli E&plica cado do de otra otra form forma a 'as 'as bombas de este tipo son bombas de desplazamiento que crean la succión $ la descarga, desplazando agua con un elemento móvil. El espacio que ocupa el agua agua se llen llena a $ vacía vacía alter alterna natitiva vame ment nte e forza forzand ndo o $ e&tr e&tra$ a$en endo do el líqu líquid ido o mediante movimiento mecánico. El t%rmino (positivo), significa que la presión desarrollada está limitada solamente por la resistencia estructural de las distintas partes de la bomba $ la descarga descarga no es afectada por la carga a presión presión sino que está determinada determinada por la velocidad de la bomba $ la medida del volumen desplazado. 'as bombas de desplazamiento positivo funcionan con ba*as capacidades $ altas presiones en relación con su tama+o $ costo. Este tipo de bomba resulta el más til para presiones e&tremadamente altas, para operación manual, para desc descarg argas as rela relatitiva vame ment nte e ba*as ba*as,, para para opera operaci ción ón a ba*a ba*a velo veloci cidad dad,, para para succiones variables $ para pozos profundos cuando la capacidad de bombeo requerida es mu$ poca.
-. lasificac lasificación ión de las las máquinas máquinas de desplazamient desplazamiento o positivo. positivo. Estas bombas se pueden clasificar en/ 0ombas reciprocantes/ 'lamadas tambi%n alternativas, en estas máquinas, el elemento que proporciona la energía al fluido lo #ace en forma lineal $ alternativa. 'a característica de funcionamiento es sencilla.
0omba rotatoria/ 'lamadas tambi%n rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio, $ son diferentes a las rotodinámicas. Estas bombas tienen muc#as aplicaciones segn el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede mane*ar líquidos que contengan aire o vapor. "u principal aplicación es la de mane*ar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar $ #asta puede carecer de válvula de admisión de carga. . 0ombas de embolo descripción, ecuaciones del caudal! En este tipo de bombas se convierte el movimiento giratorio de entrada de un e*e en un movimiento de salida a&ial del pistón. "on un tipo de bombas por lo general, de construcción mu$ robusta $ adecuada para presiones $ caudales altos. "u rendimiento volum%trico tambi%n es alto. Eficiencia 2olum%trica de una bomba de %mbolo/
3asto ideal o teórico/
3asto efectivo/
Presión dinámica o de inercia que tiene lugar en las tuberías de descarga $ de succión de una bomba de %mbolo/
4. 0ombas rotoestasticas descripción $ clasificación! 'lamadas tambi%n rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio, $ son diferentes a las rotodinámicas. Estas bombas tienen muc#as aplicaciones segn el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede mane*ar líquidos que contengan aire o vapor. "u principal aplicación es la de mane*ar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar $ #asta puede carecer de válvula de admisión de carga. 0ombas de Engranes E&ternos.5 6stas constitu$en el tipo rotatorio más simple. onforme los dientes de los engranes se separan en el lado el líquido llena el espacio, entre ellos 0ombas de Engrane 7nterno.5 Estas tienen un rotor con dientes cortados internamente $ que enca*an en un engrane loco, cortado e&ternamente. Puede usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el líquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba. 0ombas 'obulares.5 6stas se aseme*an a las bombas del tipo de engranes en su forma de acción, tienen dos o más rotores cortados con tres, cuatro, o más lóbulos en cada rotor. 'os rotores se "incronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranes e&ternos,
0ombas de 8ornillo. Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una ca*a fi*a. E&iste un gran nmero de dise+os apropiados para varias aplicaciones. 0ombas de 9spas.5 8ienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el rotor, atrapando al líquido $ forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. 'as bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcasa por la fuerza centrífuga cuando gira el rotor. 0ombas de *unta universal.5 8ienen un peque+o tramo de flec#a en el e&tremo libre del rotor, soportado en una c#umacera $ :; grados con la #orizontal. El e&tremo opuesto del rotor se encuentra unido al motor . uando el rotor gira, cuatro grupos de superficies planas se abren $ cierran para producir una acción de bombeo o cuatro descargas por revolución. 0ombas de tubo fle&ible.5 8ienen un tubo de #ule que se e&prime por medio de un anillo de compresión sobre un e&c%ntrico a*ustable. 'a flec#a de la bomba, unida al e&c%ntrico, lo #ace girar. 'as bombas de este dise+o se constru$en con uno o dos pasos. E&isten otros dise+os de bombas de tubo fle&ible. <. bombas de paletas teoría $ ecuaciones! 0ásicamente constan de un rotor, paletas deslizantes $ una carcasa. "e dividen en dos grandes tipos, compensadas $ no compensadas. En las bombas de paletas no compensadas cuando el rotor gira desplaza las paletas #acia fuera debido a la fuerza centrífuga, #aciendo contacto con el anillo, o la carcasa, por lo que se forma un sello positivo. El fluido en este tipo de bombas entra $ va llenando la porción de volumen ma$or que se genera con el #ueco de*ado por el rotor descentrado dentro de la carcasa.
Ph=
y
y∗Q ∗ H
=
102
Kgf m
3
m Q= h
3
( )
H = m
=. 0ombas de engranes teoría $ ecuaciones! 'as bombas de engrana*es son compactas, relativamente económicas $ tienen pocas piezas móviles, lo que les confiere tener un buen rendimiento. 'a cilindrada V ! de una bomba de engrana*e se obtiene a partir de la siguiente e&presión/ > V ?
· (De2 - Di 2 ) · A
4
"iendo, De $ Di los diámetros de punta $ de base del diente del engrana*e $ A es el anc#o de la carcasa de la bomba.
@. importancia del estudio de las bombas rotodinámicas Aada la constante necesidad de transportar grandes cantidades de fluidos por largas distancias, las bombas centrifugas, #an tomado un papel protagónico en procesos asociados a todo tipo de industrias, inclusive en aplicaciones domesticas simples. Por esta razón es importante tener un conocimiento mu$ somero sobre dic#a máquinas. 'as características principales para el tipo a&ial son el mane*o de un gran caudal, pero una ba*a cabeza de presión desarrolladaB mientras que las de tipo radial, el comportamiento es al contrario. Aic#as bombas centrifugas ó radiales!, al caracterizarse por su alta cabeza, $ su ba*o caudal respecto a las a&iales!, aunque importante, son ampliamente utilizadas en procesos donde se requiere el transporte de una cantidad significativa de flu*o a un alto nivel de cabeza para así poder vencer grandes alturas $ distancias mu$ largas. "e estima que apro&imadamente el @;C de la producción total de las bombas corresponde a bombas centrifugas. Esta es una medida de la importancia de este tipo de bombas. "on ampliamente usadas en aplicaciones mineras por su facilidad para mane*ar sólidos!, en acueductos, industrias químicas, oleoductos $ aplicaciones dom%sticas.
