BOMBAS HIDRÁULICAS
Bombas hidráulicas
Curvas características:
Representaciones gráficas de las propiedades
características de la bomba frente al caudal volumétrico del fluido impulsado.
BOMBAS
Carga real vs Capacidad: La presión de descarga del fluido disminuye con la velocidad del flujo.
Consumo de potencia vs Capacidad: La potencia consumida aumenta con el caudal de fluido impulsado.
Rendimiento vs Capacidad: El rendimiento disminuye para bajas y altas velocidades del fluido, y es máximo en la región de la capacidad especificada para la bomba
Las desviaciones frente a la idealidad se deben a fricciones y fugas del fluido,
pérdidas de choque, y a fricciones entre los componentes mecánicos de las bombas.
Un sistema de bombeo está compuesto
fundamentalmente por:
Tubería de aspiración (o de succión)
Grupo motobomba
Tubería de impulsión (o de bombeo)
Altura Manométrica de una Elevación
La altura manométrica de una instalación de bombeo
H
mes el resultado de los siguientes componentes:
H
geo:
altura geométrica de la impulsión: diferencia de
altura entre los niveles del líquido en aspiración e
impulsión. Si la tubería de impulsión vierte por
encima del nivel del líquido, esta altura geométrica
estará referida al eje horizontal de la salida.
diferencia de presiones
entre las superficies
del líquido de la aspiración e impulsión, en caso de
depósitos cerrados.
diferencia de altura dinámica
entre la
salida y la entrada de la bomba.
suma de todas las
pérdidas de carga
del
sistema, (resistencias en la tubería, válvulas,
piezas especiales, etc., tanto de la aspiración
como de la impulsión)
De aquí se obtiene que la altura manométrica de
una instalación es:
En la práctica suele desestimarse la diferencia de
alturas dinámicas. De este modo y con depósitos
cerrados:
Con depósitos abiertos:
La bomba puede funcionar en aspiración, o en carga,
según el nivel del líquido aspirado esté por debajo o
por encima del eje de la bomba.
Como toda máquina de trabajo, la bomba absorbe más
potencia que la que desarrolla, denominándose rendimiento
total o simplemente rendimiento η
bde una bomba, al
cociente entre la potencia que suministra P
ny la potencia
absorbida, o sea, la potencia en el eje de la bomba P.
La potencia recomendable para el motor debe ser siempre
algo mayor que la teórica dada por la fórmula anterior ya que
ésta es la potencia estrictamente necesaria y conviene que el
motor no trabaje constantemente a plena carga.
Potencia teórica de una máquina
hidráulica
Donde: Q = caudal en m3/seg ρ = densidad en kg/m3 g = gravedad en m/seg2 H = altura total en m Pot = potencia en W Donde: Q = caudal en m3/seg H = altura total en m ω = peso específico en kg/m3 Pot = potencia en CVBOMBAS HIDRÁULICAS
Concepto:
Campus Universitario Itapúa
PARTES DE UNA BOMBA HIDRÁULICA
Bombas Centrifugas
Carcasa
impulsión
aspiración
rodetes Cuerpo de la bomba difusor
Unión de bomba al motor
Entrada agua
Impulsión agua
Bombas de desplazamiento positivo
Campus Universitario Itapúa
TIPOS DE BOMBAS
S/PRINCIPIO
DE FUNCIONAMIENTO
En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétrica.
1. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO O
VOLUMÉTRICAS:
CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
Caudales pulsantes, pero en promedio constantes.. Caudales pequeños/medianos
Presiones altas.
Necesitan válvulas de retención. Útiles para líquidos viscosos.
a) Alternativas o de
émbolo o pistón
b) Rotatorias: las partes
móviles giran pero no
a gran velocidad
Campus Universitario Itapúa
a) Bombas de émbolo alternativo:
En estas máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente.
Aplicaciones
-bomba alternativa de pistón,
-la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial..
a) Bombas de émbolo alternativo:
En estas máquinas, el movimiento del fluido esdiscontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente.
a.1 BOMBA DE ÉMBOLO DE EFECTO SIMPLE
Campus Universitario Itapúa
Campus Universitario Itapúa
b) Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas
Donde una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina.
Aplicaciones
- Bomba de paletas, - la bomba de lóbulos, - la bomba de engranajes,
b.1 BOMBA DE ENGRANAJE INTERNO
Bombas de engranajes
De dientes externos:
Están compuestas por un par de engranajes que trabajan dentro de un cuerpo de
aluminio.
El aceite atrapado entre los dientes de los engranajes y las paredes de la caja, es llevado hacia la boca de salida.
Gracias a los dientes opuestos impiden que el aceite retroceda, por lo tanto el aceite es obligado a circular por todo el sistema.
De dientes internos:
Estas también constan de dos engranajes, pero en ella el engranaje recto gira dentro de otro más grande de dientes internos.
El principio de funcionamiento es el mismo
que el de la bomba de engranajes externos, con la diferencia que en ésta ambos
Engranaje de lóbulo:
Esta bomba funciona siguiendo el principio de la bomba de engranajes de dientes externos, ambos
elementos giran en sentidos opuestos.
Bombas de paleta
Desequilibradas:
Tiene un solo ciclo de trabajo a cada revolución del motor esta solo tiene una boca de entrada y una boca de salida y el rotor esta descentrado en relación con el estator.
Al tener la bomba una sola zona de alta presión se originan fuerzas que no son compensadas, lo que indica que la bomba se trata de una bomba desequilibrada.
Equilibradas:
El rotor y el anillo están ubicados concéntricamente.
Posee dos zonas de aspiración y dos de descarga, por lo tanto la aspiración y descarga se realiza dos veces en cada revolución.
Su caudal es fijo.
Las fuerzas resultantes se anulan, por lo tanto la bomba es equilibrada
Bombas de pistones
Axiales:
El vaivén de los pistones se consigue por el ángulo que forman el eje de accionamiento de la placa con el eje longitudinal del bloque de cilindros bombeando el aceite.
Radiales:
Estas son las más ingeniosas de todas permite obtener altas presiones,
grandes caudales, grandes velocidades y caudal variable . Bicentenario de la Independencia del Paraguay 1811-2011
b.1 BOMBA DE ENGRANAJE INTERNO
ETAPAS DE UNA BOMBA DE ENGRANAJE
b.2 BOMBA DE ROTOR CON ELEMENTO
SENSIBLE
ETAPAS DE UNA BOMBA DE ENGRANAJE
TIPOS DE BOMBAS
Es un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas
2. BOMBAS CENTRIFUGAS:
CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS
Caudales medios/elevados.
Presiones bajas: cargas limitadas. Construcción sencilla y bajo coste.
Pueden requerir operación inicial de cebado. No producen pulsación en la descarga.
Pueden manejar líquidos con sólidos en suspensión
motor
rodete
aspiración
impulsión Vertical eléctrico
Grupos sumergidos
rotor y bomba están sumergidos en el
agua a la profundidad requerida.
idóneos para instalarlos en sondeos y
su profundidad puede ser tan grande
como requiera el nivel del agua Será
necesario instalar desde el brocal del
sondeo hasta el motor, cables de
alimentación.
Corte bomba sumergida
BOMBAS SUMERGIDAS
Motor rejilla bomba
TIPOS DE BOMBAS
3.1 EL ARIETE HIDRÁULICO
3. Otros sistemas de bombeo:
TIPOS DE BOMBAS
3.2 BOMBA DE ELEVACIÓN CON AIRE COMPRIMIDO
3. Otros sistemas de bombeo:
TIPOS DE BOMBAS
3.3 DE ELEVACIÓN POR RUEDA HIDRÁULICA
3. Otros sistemas de bombeo:
No requiere energía eléctrica ni
combustible.
No requiere caídas (como los arietes).
Funcionan las 24 horas del día.
No dañan el medio ambiente.
Mantenimiento sencillo y de bajo costo.
CAVITACIÓN
Vaporización de un líquido en la tubería de aspiración de una bomba.
Las bruscas vaporizaciones y condensaciones del fluido en el interior de la
bomba ocasiona graves daños mecánicos.
Causas:
Vapor producido por la baja presión a la que se encuentra el fluido.
Vapor producido por encontrarse el fluido próximo a su temperatura de
ebullición.
CAVITACIÓN
Para evitar la cavitación debe haber una presión suficiente a la entrada
de la bomba.
Carga neta positiva de aspiración (CNPA) NPSH
Especifica la presión mínima que el sistema hidráulico debe
proporcionar al fluido en el punto de admisión de la bomba para
evitar la cavitación.
Se define:
admisión T a líquido del vapor de presión la a iente correspond Carga admisión de punto el en total Carga CNPAAumentar el díametro de aspiración para reducir la velocidad de aspiración Disminuir la altura geométrica de aspiración
Cambiar a una bomba mayor a menor velocidad Rebajar la temperatura del fluido bombeado
Emplear válvulas y tuberías de aspiración de bajo coeficiente de fricción. Colocar una bomba con un NPSH requerido más bajo
Campus Universitario Itapúa
TIPOS DE BOMBAS
1-
Electrobombas.
Genéricamente,
son
aquellas
accionadas por un motor eléctrico, para distinguirlas de las
motobombas, habitualmente accionadas por motores de
explosión.
2-
Bombas
neumáticas
que
son
bombas
de
desplazamiento positivo en las que la energía de entrada
es neumática, normalmente a partir de aire comprimido.
3 -
Bombas de accionamiento hidráulico, como la bomba
de ariete o la noria.
4 -
Bombas manuales. Un tipo de bomba manual es la
bomba de balancín.
S/SU TIPO DE ACCIONAMIENTO
TIPOS DE PERDIDAS EN BOMBAS
• Perdidas de potencia hidráulicas (Ph) • Perdidas de potencia volumétricas (Pv) • Perdidas de potencia mecánicas (Pm)
A Pérdidas de potencia hidráulicas
Estas disminuyen la energía útil que la bomba comunica al fluido y consiguientemente, la altura útil. Se producen por el rozamiento del fluido con las paredes de la bomba o de las partículas del fluido entre sí. Además se generan pérdidas hidráulicas por cambios de dirección y por toda forma difícil al flujo.
B Perdidas de potencia volumétricas
Se denominan también perdidas intersticiales y son perdidas de caudal que se dividen en dos clases:
Perdidas exteriores (qe) Perdidas interiores (qi)
TIPOS DE PERDIDAS EN BOMBAS
• Perdidas de potencia hidráulicas (Ph) • Perdidas de potencia volumétricas (Pv) • Perdidas de potencia mecánicas (Pm)
C Pérdidas de de potencia mecánicas
Se originan principalmente por las siguientes causas: Ø Rozamiento del prensa-estopas con el eje de la maquina
Ø Accionamiento de auxiliares (bomba de engranajes para lubricación, cuenta revoluciones)
Ø Rozamiento de la pared exterior del rodete con la masa fluida que lo rodea.
.
Campus Universitario Itapúa
-¿CÓMO SELECCIONAR UNA
BOMBA
HIDRÁULICA
?
Las bombas deben seleccionarse según el concepto del trabajo a
realizar, con base a:
• Presión máxima de trabajo.
• Rendimiento de la bomba.
• Precisión y seguridad de operación.
• Fácil mantenimiento.
• Máximo flujo.
• Control requerido en la fase de arranque.
Las características mecánicas de las bombas son definidas por las
condiciones de la operación, como presión, temperaturas,
condiciones de succión y el material bombeado.
Las características hidráulicas son inherentes a cada tipo de bomba
y están influidos por la densidad, viscosidad, tipo de accionamiento y
tipo de control.
Turbinas hidráulicas
Son dispositivos que aprovechan la energía potencial o cinética de un líquido para transformarla en energía mecánica.
Existen múltiples tipos; su clasificación se suele hacer en turbinas de acción y de reacción.
•Turbina PELTON: de acción, cazoletas e inyector, en saltos grandes con pequeños caudales.
Turbinas hidráulicas
Turbina FRANCIS: de reacción,
álabes, distribuidor, en pequeños saltos y grandes caudales.
Turbina KAPLAN: de reacción,
similar a una hélice. Para pequeños saltos hidráulicos.
