FUNDAMENTOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS
Adiestramiento Profesional Especializado de Nivelación y Desarrollo (APRENDE)
Fundamentos de Bombas Centrifugas
Objetivo General
Lograr que los participantes estén en capacidad de seleccionar, operar y mantener bombas centrifugas, estudiando los conceptos fundamentales y sus componentes, para elevar los estándares de calidad, confiabilidad, seguridad y ahorro de recursos que redunden en beneficios directos para la empresa
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Definición de Bomba Centrífuga:
Una bomba es una máquina que utiliza energía de
velocidad (RPM) para incrementar la presión de un
fluido, generando el movimiento del mismo, para
moverlo desde un punto a otro.
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P
V
V
P
En los fluidos
Incompresibles hay una
relación Inversa entre la
presión y la velocidad
Si la
velocidad
de un fluido en
un ducto
AUMENTA
su
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Definición de Bomba Centrífuga:
La bomba es una Turbomaquina que transforma la Energía de Velocidad (RPM), en energía de presión, generando el movimiento del fluido
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El mecanismo es así :
La Bomba recibe la energía a través de su eje (RPM), esta energía pasa al impulsor, que le imprime velocidad al líquido que esta siendo bombeado (V2/2g).
En la voluta esa velocidad va transformándose en Presión, mediante el incremento del área de paso
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Esta animación representa lo que le
ocurre a las partículas de fluido (bolas grises). Una vez que entran en el ojo del impulsor tienen un cambio de dirección de 90º. En este punto ellas entran en el espacio que existe entre dos alabes adyacentes. La rápida rotación de los alabes desplaza las partículas de fluido. Luego al llegar a la voluta de la bomba estas son desaceleradas y presurizadas
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Clasificación de los impulsores
1. Basado en la dirección del fluido con respecto al eje de rotación:
1.1 Flujo Radial 1.2 Flujo Axial 1.3 Flujo mixto
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Número Específico de Velocidad
Ns =
RPM
V
Flujo
0,75
Altura
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Clasificación de los impulsores
2. Basado en el tipo de succión 2.1 Simple succión
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Clasificación de los impulsores
3. Basado en el tipo de Construcción 3.1 Cerrado
3.2 Abierto
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Clasificación de las Bombas Centrifugas
1. Orientación del eje 1.1 Vertical
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2. Cumplimiento con las normas de la industria: 2.1 Bomba ANSI - Según ASME B73.1/B73.2 2.2 Bomba API - Según API 610.
2.3 Bomba DIN - Según DIN 24256
2.4 Bomba ISO - Según ISO 2858 y 5199 2.5 Bombas UL/ FM - Según NFPA 20
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Clasificación de las Bombas Centrifugas
3. Número de impulsores
3.1 De una etapa: Bomba de un solo impulsor, para servicio de baja presión de descarga.
3.2 De dos etapas - Bomba de dos impulsores en serie, para servicio de media presión de descarga.
3.3 De tres o mas etapas – Bomba de tres o mas impulsores en serie, para servicio de alta
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Clasificación de las Bombas Centrifugas
4. Tipo de Succión
4.1 De succión simple 4.2 De doble succión
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5. Tipo de Voluta
5.1 De voluta simple 5.2 De doble voluta
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6. Tipo de Soporte de Rodamientos 6.1 En voladizo (Overhung)
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7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga 7.1 Succión lateral/descarga superior (end/top):
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7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga 7.2 Succión y descarga superior (top/top):
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7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga 7.3 Succión y descarga lateral (end/end):
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8. Orientación de la división de la Carcaza:
8.1 Horizontal o axialmente partida: La carcaza se encuentra dividida axialmente en dos partes: una superior y otra inferior
.
8.2 Vertical o radialmente partida: La carcaza se encuentra dividida radialmente en dos partes: una llamada carcaza y la otra tapa.
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9. Conexión del eje de accionamiento 9.1 Acople integral (Close Coupled)
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9. Conexión del eje de accionamiento 9.2 Acople Directo (Eje Libre)
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10. Tipo de Servicio
10.1 Bombas no críticas 10.2 Bombas críticas
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Términos y Definiciones
- Gravedad Específica:
La gravedad específica de un fluido es su densidad comparada con la densidad del agua.
La densidad no es más que la masa del fluido sobre el volumen que ocupa
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Términos y Definiciones
Cabezal de Presión:
El término cabezal será entendido como la cantidad de presión o trabajo que la bomba puede suministrar, este es el termino internacionalmente aceptado cuando se discuta sobre presión.
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Términos y Definiciones
Cabezal de Presión:
PSI x 2.31
Cabezal (en Pies) = ---Gravedad Específica
Bar x 10.2
Cabezal (en m) = ---Gravedad Específica
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Términos y Definiciones
Capacidad:
La capacidad de una bomba no es más que la cantidad de líquido que es movido o empujado por la bomba hacia un punto deseado en algún proceso. Este es comúnmente medido en galones por minuto (gpm) o metros cúbico por hora (m3/h).
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Términos y Definiciones
La capacidad depende de un números de factores, tales como:
9Propiedades del líquido de proceso, esto es,
viscosidad, gravedad específica, etc.
9Tamaño de la bomba, sección de la boquillas de
succión y descarga.
9Tamaño del impulsor.
9Velocidad de rotación del impulsor RPM.
9Tamaño y forma de las cavidades y/o
conductos entre los alabes.
9Condiciones de presión y temperatura en la
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Términos y Definiciones
Viscosidad:
La Viscosidad es la resistencia a fluir de los líquidos. La Viscosidad es la medida de esta resistencia y se expresa en diversas unidades siendo las más comunes los SSU (Segundos Saybolt Universales) y los Centipoise.
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Términos y Definiciones
Succión Estática Negativa:
La succión estática negativa esta presente cuando el nivel de liquido del lado de la succión esta por debajo de la línea central del impulsor de la bomba; el cual, en la mayoría de los casos coincide con el centro de la brida de succión.
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Términos y Definiciones
Succión Estática Positiva:
La succión estática positiva esta presente cuando el nivel de liquido del lado de la succión esta por encima de la línea central del impulsor. Su magnitud corresponde a la distancia en pies desde el centro del impulsor al nivel mínimo del reservorio de succión.
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Términos y Definiciones
Presión Atmosférica:
La presión atmosférica es el peso que la atmósfera ejerce a diferente altura. Por ejemplo:
9La presión atmosférica en una casa en Puerto La
Cruz, la cual esta a nivel del mar, es 14.7 PSI.
9Una casa en Caracas, la cual esta a uno 900 m sobre
el nivel del mar, tiene una presión atmosférica de 13.2 PSI.
9Una casa de retiro en la Colonia Tovar, la cual esta a
1830 m sobre el nivel del mar, tiene una presión atmosférica de aproximadamente 11.8 PSI.
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Términos y Definiciones
Presión Manométrica:
La presión manométrica es una unidad de medida que expresa la presión que por encima de la presión atmosférica se esta ejerciendo sobre la superficie del fluido.
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Términos y Definiciones
Presión Absoluta:
La presión absoluta toma en consideración la presión atmosférica disponible en el lugar donde se este tomando la medición y la gravedad especifica del fluido.
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Términos y Definiciones
Vacío o Presión Manométrica Negativa:
El término vacío no es un término comúnmente aplicado cuando se habla de bombas centrifugas. Por definición cualquier presión menor a la presión atmosférica es entendida como una presión de vacío.
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Términos y Definiciones
Presión de Vapor:
La presión de vapor, usualmente expresada en términos absolutos, es la presión a la cual el líquido se evapora a una temperatura dada
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Términos y Definiciones
El agua hierve a 100 C cuando la presión atmosférica es 14.7 PSIA, es decir a nivel del mar, sin embargo si incrementamos la altura hasta una elevación de unos 4500 m, (Nevado del Ruiz), donde la presión atmosférica es de unos 8.3 PSIA, el agua hervirá a unos 84 oC. En otras palabras la presión de vapor del agua a nivel del mar es 14.7 PSIA y a 4500 m 8.3 PSIA, por supuesto a 100 y 84 grados centígrados respectivamente.
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NPSH Y Cavitación
Cuando hablamos de bombas centrífugas existe dos término que no debe dejar de aprenderse como lo son NPSHA (Net Suction Positive Head Available) o en español “Altura Neta de Succión Disponible”, y NPSHR (Net Suction Positive Head Required) en español “Altura Neta de Succión Requerida”. Un importante número de fallas de bombas y de problemas de operación de estas se debe principalmente a que estos parámetros no han sido considerados o calculados correctamente. El NPSHA esta directamente relacionado al sistema de tubería de succión de la bomba y el segundo es inherente a la bomba en sí.
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NPSH Y Cavitación
NPSHA: El NPSHA es la altura total de succión disponible al ojo del impulsor de primera etapa expresado en términos de presión absoluta.
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NPSH Y Cavitación
NPSHR: Este término se expresa en pies o metros absolutos y significa la mínima presión absoluta que es admitida en el ojo del impulsor. El NPSHR es una característica del diseño de la bomba y variará significativamente de un modelo de bomba a otro, de un tamaño a otro y de un fabricante a otro.
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NPSH Y Cavitación
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NPSH Y Cavitación
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NPSH Y Cavitación
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NPSH Y Cavitación
Después del colapso de las burbujas, se crea una onda de choque en el punto de colapso. Esta onda de choque es la que actualmente se conoce con el nombre de “Cavitación”. Una vez que la bomba comienza a cavitar podemos notar algunos de los siguientes síntomas:
9Reducción en la capacidad de la bomba, esto es, bajo
caudal del equipo.
9Disminución del cabezal de descarga.
9Sonido anormal, la bomba suena como si estuviera
manejando piedras.
9Alta vibración por lo general se verán picos a alta
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Curvas de Funcionamiento
Las curvas de funcionamiento son el resultado de pruebas que realizan los fabricantes de bombas. En ellas se encuentran las características hidráulicas principales que permiten realizar la selección. Estas curvas muestran para cada tamaño de impulsor lo siguiente:
9Caudal en GPM (m3/h) y Altura Dinámica Total
pies (m).
9NPSHr (pies o m) 9Eficiencia.
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Curvas de Funcionamiento
Válvula Cerrada (Shut off)
Este punto es el punto más a la izquierda de la bomba y es donde la bomba entrega mayor presión. Sin embargo tal como su nombre lo indica no hay circulación de fluido (caudal = 0), este valor es muy útil durante el funcionamiento de la bomba ya que nos puede dar una idea del diámetro de impulsor de la bomba.
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Curvas de Funcionamiento
B.E.P. (Best Eficiency Point) (Punto de Mayor eficiencia).
El B.E.P es el punto de funcionamiento donde la bomba opera con mayor eficiencia, esto es, donde la transformación de velocidad en presión ocurre con mayor eficiencia. Existen muchos factores involucrados en la selección de una bomba y su buen funcionamiento. Los requerimientos del sistema determinarán si la bomba operará en el punto de mayor eficiencia. Hay muchos factores que contribuyen a seleccionar la bomba apropiada. Recuerde, cuando su sistema requiere mas caudal, el punto de operación se desplazará a la derecha, por lo que los valores de NPSHr aumentaran. Revise el NPSHa, este valor podría incluso determinar el tipo de bomba que se requiere.
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Curvas de Funcionamiento
Final de Curva EOC
Este valor es el punto de máximo caudal probado por el fabricante de la bomba, adicionalmente es el punto donde la bomba consume mayor potencia.
Curvas de Funcionamiento
Potencia hidráulica está en función del caudal manejado, la altura dinámica y la gravedad específica.
De acuerdo a la siguiente formula:
Whp = Q (gpm) x H (pies) x G.E. 3960
EFICIENCIA DE UNA BOMBA PERDIDAS MECANICAS PERDIDAS HIDRAULICAS PERDIDAS VOLUMETRICAS
PERDIDAS HIDRAULICAS:
Son las debidas al rozamiento o fricción del fluido con la carcaza y el impulsor y las ocasionadas por turbulencias originadas por los cambios bruscos de dirección.
PERDIDAS VOLUMETRICAS:
Son las recirculaciones de fluido que salen de la descarga y regresan a la succión de la bomba, además es el fluido que se pierde a través de los dispositivos de sellados propios de la bomba.
PERDIDAS MECANICAS:
Son las ocurridas en los cojinetes, en la caja de estoperos y en los dispositivos de compensación del empuje axial.
Eficiencia de la Bomba = Salida
Entrada =
Whp Bhp
Bhp = Q (gpm) x H (pies) x G.E. 3960 x Eficiencia Bomba
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Curvas de Funcionamiento
Leyes de Afinidad o Semejanza.
Las bombas centrifugas cumplen con las leyes de afinidad las cuales rigen lo siguiente:
1. El flujo tiene un comportamiento lineal con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor
2. La presión tiene un comportamiento cuadrático con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor
3. La potencia de entrada tiene un comportamiento cúbico con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor.
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Curvas de Funcionamiento
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Curvas de Funcionamiento
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Curvas de Funcionamiento
Leyes de Afinidad o Semejanza.
En la siguiente figura se muestra un curva característica de una bomba a 1750 RPM. Ahora suponga que Ud. Tiene un diámetro de impulsor de 13”, pero necesita aumentar la velocidad mediante una correa a 200 RPM, ¿Cuál sería el comportamiento de la bomba?
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Curvas de Funcionamiento
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Curvas de Funcionamiento
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Curvas de Funcionamiento
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Sistemas de Bombeo
Para un diámetro de impulsor específico y una velocidad (RPM), una bomba centrifuga tiene ya determinado una curva de funcionamiento. El punto donde la bomba opera en su curva depende de las características del sistema en el cual ella está operando, llamado Curva del Sistema. Que es la relación entre el flujo y las pérdidas hidráulicas en un sistema. La representación de esto en una gráfica tiene forma de parábola, puesto que las pérdidas por fricción varían con el cuadrado de la rata de flujo.
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Sistemas de Bombeo
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Sistemas de Bombeo
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Sistemas de Bombeo
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Sistemas de Bombeo
Regulación de Flujo de Bombas Centrífugas
En muchas ocasiones es preciso trabajar durante mucho tiempo en condiciones de caudal inferiores al nominal. En esta situación se pueden realizar planteamientos que permitan ahorros energéticos considerables, implantando el sistema de regulación mas apropiado.
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Sistemas de Bombeo
Regulación de Flujo de Bombas Centrifugas (Cont) Los métodos de regulación de caudal se obtiene mediante:
9Modificación de la curva Presión – Caudal del
sistema sobre el que trabaja la bomba
9Modificación de la curva Presión – Caudal de la
bomba.
9Modificación simultánea de ambas curvas
caracterìsticas (sistema y bomba).
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Sistemas de Bombeo
Modificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba
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Sistemas de Bombeo
Modificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba
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Sistemas de Bombeo
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Sistemas de Bombeo
Modificación simultanea de las curvas des del sistema y la bomba
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Arranque y Paro de la Bomba
Este es un sistema muy conveniente cuando se cuenta con un acumulador, tal como un hidroneumático o tanque elevado. Así la bomba operará con la válvula siempre abierta y cuando se halla llegado a la presión nominal en el hidroneumático o en el nivel alto en el tanque elevado, la bomba se parará, para volver a arrancar cuando el nivel o la presión, según sea el caso, halla llegado al nivel bajo.
El sistema es energéticamente eficiente, pero tiene la limitante de que necesita el acumulador y no siempre es posible.
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Sistemas de Bombeo
Bombas Trabajando en Serie o en Paralelo
En los procesos u operaciones industriales existen requerimientos de flujo en los que es necesario utilizar un sistema de bombeo con más de una bomba; esto puede ser porque la demanda de caudal o de carga del proceso sea excesivamente variable.
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Bombas Trabajando en Serie o en Paralelo (cont.)
El uso de dos o más bombas, en lugar de una, permite que cada una de ellas opere en su mejor región de eficiencia la mayor parte del tiempo de operación, aún cuando los costos iniciales pueden ser mayores, el costo de operación más bajo y la mayor flexibilidad en la operación ayuda a pagar la inversión inicial.
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Sistemas de Bombeo
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Sistemas de Bombeo
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Principales Normas Aplicables
Existen muchas normas aplicables a las bombas centrifugas, sin embargo nosotros solo vamos a mencionar aquellas que son de mayor uso en la industria petrolera.
9ANSI B73.1 (2001)
9API 610 10ma. Edición. 9NFPA 20
9HI (Hydraulic Institute) 9BS 5257
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Principales Normas Aplicables
ANSI B73.1 (2001)
Este estándar cubre las bombas centrífugas horizontales, de una (01) etapa, con diseño de succión en el extremo y descarga vertical (end –top) sobre la línea de centros del eje. Esta norma incluye requisitos dimensionales para la íntercambiabilidad y ciertas características de diseño para facilitar la instalación y el mantenimiento. La intención de esta norma es que las bombas de la misma designación estándar, de cualquier fabricante sean intercambiables con respecto a dimensiones de montaje, tamaño y localización de las bridas de succión y de descarga, los ejes, las bases (skids), y los agujeros de perno de la fundación.
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Principales Normas Aplicables
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Principales Normas Aplicables
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Principales Normas Aplicables
API 610 (2001)
Cubre los requisitos mínimos para la construcción de bombas centrífugas, para el uso en refinerías de petróleo, los productos químicos pesados, y servicios de la industria del gas. Los tipos de la bomba cubiertos por este estándar se pueden clasificar ampliamente de acuerdo a los siguientes esquemas: en voladizo, entre cojinetes, y suspendidas verticalmente.
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Principales Normas Aplicables
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH1:
Diseño en voladizo, Simple etapa, montaje de pie (No reúne todos requerimientos de este estándar Internacional)
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH1 (ANSI)
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH1 (ANSI Típica)
. 1- Succión 2- Impulsor 3- Descarga 4- Cubierta trasera 5- Eje 6- Sello/Empaquetadura 7- Brida/Prensaestopas 8- Cojinetes
Utilizadas en la industria química y petroquímica.
Sus medidas son normalizadas, se puede intercambiar bombas sin modificaciones. Tienen impulsor abierto o semi abierto para manejar sólidos en suspensión.
Hay dos proveedores fundamentales: Durco (Flowserve) y Goulds (ITT). Soportes de cojinete de hierro fundido.
Bases de chapa plegada, bases antivibración o poliméricas.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH2:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje centrado. Tiene una caja de rodamiento simple para absorber todas las fuerzas impuestas sobre el eje manteniendo el rotor en su posición durante la operación. Estas bombas son
instaladas en una base y están conectadas por un acople flexible al elemento conductor.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH2 (API Típica)
• Utilizadas en la industria petrolera (downstream & upstream) y petroquímica.
• Sus medidas no son normalizadas, las bases se hacen a medida. • Tienen impulsor cerrado con anillos de desgaste.
• Hay varios proveedores: Flowserve, Goulds, Sulzer, David Brown, Marelli, KSB,
etc.
• Soportes de cojinete de acero fundido. • Bases tipo drim rain con apoyos centrados.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH3:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con soportes separados. Tiene una caja de rodamiento integrada a la bomba para absorber todas las cargas al rotor. El elemento conductor es montado en un soporte integrado a la bomba. La bomba y el elemento conductor están conectadas por un acople flexible.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH4:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con acople rigido. El acople rigido mantiene al eje de la
bomba unido firmemente al eje del elemento conductor ( No reune todos los requerimientos de este estandar
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación de según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH5:
Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con acople cerrado. Con el acople cerrado el impulsor se monta directamente sobre el eje del elemento conductor ( No reune todos los requerimientos de este estandar
Clasificación API
Clasificación de según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo OH6:
Diseño en voladizo, simple etapa, con caja de engranaje conductora de alta velocidad. Estas bombas incrementan la velocidad por medio de una caja de engranaje integral. El impulsor es montado directamente sobre la salida del eje de la caja de engranaje. No hay acople entre la caja de engranaje y la bomba, sin embargo, la caja de engranaje es acoplada flexiblemente al elemento conductor. Estas bombas pueden ser orientadas vertical u horizontalmente.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo BB1:
Bomba de diseño axialmente partida y una o dos etapas con eje entre rodamientos.
Clasificación API
Clasificaci
Clasificacióón segn segúún API 610 10a Edición API 610 10a Ediciónn Bomba tipo BB1:
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo BB2:
Bomba de diseño radialmente partida y una o dos etapas con eje entre rodamientos.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo BB3:
Bomba de diseño axialmente partida multietapas con eje entre rodamientos.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo BB4:
Bomba de diseño de carcaza simple radialmente partida, multietapas con eje entre rodamientos. Estas bombas son también llamadas de sección de anillos, segmentos de anillos o de segmentos unidos por barras y tienen un potencial sendero de fuga por cada segmento.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo BB5:
Bomba de diseño de doble carcaza radialmente partida, multietapas con eje entre rodamientos.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS1:
Bomba de profundidad verticalmente suspendida, carcasa simple con difusores de descarga a
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS2:
Bomba de profundidad verticalmente suspendida, carcasa simple con la voluta descarga de a través de la columna.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS3:
Bomba de profundidad verticalmente suspendida, carcasa simple de flujo axial con descarga de a través de la columna.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS4:
Bomba verticalmente suspendida, carcasa simple, voluta en línea con el eje conductor en el
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS5:
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación de Bombas Centrífugas
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS6:
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba tipo VS7:
Bomba doble carcaza con voluta verticalmente suspendida.
Clasificación API
Clasificación según API 610 10a Edición
Bomba Acople
Elemento Conductor
Motor: Suministra la potencia 1. Eléctrico Gasolina 2. Combustión Interna Diesel 3. Turbina Hidráulica Gas Vapor Baja Potencia Media Potencia Alta Potencia
Elemento Conductor
Acople
Bomba Conector Motor
Acople
* Transmite Potencia – Torque * Transmite Rotación
Tipos de Acople
Bridados1. Rígidos
Partidos2. Flexibles
Cadena Engranajes Resorte en Rejilla Alta Precisión No Admite Desviación Alta Potencia/Alta Velocidad Precisión Normal Absorbe Desviación Servicio General ElastoméricosAcople
Acople Rígido
EMBRIDADO VERTICAL
• Solo vertical
• Alta Precisión
Acople Rígido PARTIDO AXIALMENTE • Solo horizontal • Alta Precisión • Costoso
Acople
Acople Flexible CADENA • Requiere Lubricación • Transmite torque moderado
Acople
Acople Flexible
ENGRANAJES
• Requiere Lubricación
• Transmite alto torque
Acople Flexible
RESORTE EN REJILLA
• Requiere Lubricación
• Transmite torque moderado
Acoples Flexibles Elastoméricos
ESTRELLA
• No requiere Lubricación
• Transmite bajo torque
Acoples Flexibles Elastoméricos
ESTRELLA
• No requiere Lubricación
• Transmite bajo torque
Acoples Flexibles Elastoméricos
TACOS
• No requiere Lubricación
• Torque según dureza de material
Acoples Flexibles Elastomericos
TIPO LLANTA o RUEDA
• No requiere Lubricación
• Mediano torque y velocidad
Acople Flexible
EMBRIDADO CON DISCO DE MEMBRANAS
• No requiere Lubricación
• Altas potencias y velocidades
Acople Flexible
DIAFRAGMA
• No requiere Lubricación
• Bajas potencias y velocidades
Dispositivo de Sellado Impulsor Eje Rodamientos Carcaza
Bomba Centrifuga, Componentes
Bomba Centrifuga ANSIDispositivo de Sellado Impulsor Eje Rodamientos Carcaza
Bomba Centrifuga, Componentes
Bomba Centrifuga APICojinetes
Todos los equipos rotativos, incluyendo las bombas centrifugas, requieren de cojinetes para soportar y posicionar axial y radialmente al rotor. Los cojinetes deben mantener relativamente constante la posición del rotor bajo cargas fluctuantes.
Los tipos mas comunes de cojinetes encontrados en las bombas centrifugas son: Fricción y Antifricción. Estos cojinetes operan bajo diferentes principios básicos, cuyo limite de funcionamiento esta determinado por la relación carga – velocidad.
Cojinete Antifricción o Rodamiento
Están conformados por un conjunto de bolas o rodillos que mantienen separadas las partes estáticas y dinámicas. Podemos identificar cuatro partes básicas:
• Anillo o pista interno.
• Anillo o pista externo.
• Elementos rodantes (Cilíndricos, esféricos, cónicos, etc)
• Jaula.
Este es el tipo mas común de cojinete encontrado en la mayoría de las aplicaciones debido a su gran capacidad de cargas versus velocidad.
1. Apoyo del eje
2. Permitir giro del eje
3. Absorber las cargas: radial y axial
Bomba Centrifuga, Componentes
Funci
Bomba Centrifuga, Componentes
UbicaciUbicacióón de los rodamientos en una bomba Centrn de los rodamientos en una bomba Centríífuga fuga en Voladizo, Tipo ANSI
Rodamiento de bolas
arreglo sencillo
Es el más usado para
carga radial. Sin
embargo, puede
soportar cargas
axiales en servicios
ligeros.
Bomba Centrifuga, Componentes
Arreglos de Rodamientos
Rodamiento sencillo
de contacto angular
Diseñado para
soportar cargas
fuertes en una sola
dirección
Bomba Centrifuga, Componentes
Arreglos de Rodamientos
Rodamiento de
contacto angular en
serie
Diseñado para
soportar cargas
fuertes distribuidas
en una sola
dirección,
Bomba Centrifuga, Componentes
Arreglos de Rodamientos
Rodamiento contacto
angular cara contra
cara
Diseñado para
soportar cargas
fuertes en las dos
direcciones pero por
un rodamiento a la
vez
Bomba Centrifuga, Componentes
Arreglos de Rodamientos
Rodamiento de
contacto angular
espalda contra
espalda
Diseñado para
soportar cargas
fuertes en las dos
direcciones pero por
un rodamiento a la
vez
Bomba Centrifuga, Componentes
Arreglos de Rodamientos
Por Salpique
Por Circulación Forzada
Bomba Centrifuga, Componentes
Lubricaci
D
Forces due to radial loads and impeller weight
X
L
Fuerzas debido a cargas radiales y peso del impulsor
Bomba Centrifuga, Componentes
Eje para Bomba en Voladizo
Impulsor Abierto
Impulsor Cerrado
Bomba Centrifuga, Componentes
Impulsor
Recorrido del Fluido
Rotación
Son diseñados en variados anchos y
perfiles en proporción a su velocidad
específica
Velocidad Específica
Bomba Centrifuga, Componentes
Tipos de Impulsores
Sin tapa frontal
Menos eficiente que el
cerrado. La holgura
con la carcaza es
mayor. Las pérdidas
volumétricas
interiores (de retorno)
aumentan
Bomba Centrifuga, Componentes
Impulsor Abierto
Cerrado con Anillos
de Desgaste
La holgura con la
carcaza es menor.
Minimiza las pérdidas
volumétricas
interiores (retorno).
Bomba Centrifuga, Componentes
Impulsor Semi Cerrado
Cerrado con anillos de
desgaste en ambos
lados y agujeros de
balance.
Reduce presión en
caja de sellado.
Bomba Centrifuga, Componentes
Impulsor Cerrado
Agujeros de Balance
Bomba Centrifuga, Componentes
Impulsor Cerrado
Transforma energía
cinética en energía de
presión.
Conduce
convenientemente el
fluido
Bomba Centrifuga, Componentes
La Voluta
La doble voluta
balancea las fuerzas
radiales.
Usado en bombas
grandes. Las fuerzas
radiales iguales y
opuestas alrededor del
impulsor requieren ser
balanceadas.
Bomba Centrifuga, Componentes
Doble Voluta
Empaquetadura
Empaquetadura
Dispositivos de sellado
Sello Mec
Cara de contacto o Anillo Primario (2)
Anillo Estacionario Asiento (1)
Resorte (4) (Fuerza del Resorte)
Componentes metálicos (5) Sellado Secundario (3) Sellado Primario Sellado Terciario (3)
Dispositivos de sellado
Sello Mec
Dispositivos de sellado
•
En funcionamiento, el fluido a presión se introduce entre las caras.•
El fluido introducido, forma una película que las lubrica.•
La presión hidráulica a la vez cierra las caras.•
La presión hidráulica de cierre es la presión en el alojamiento del sello.Película de Lubricación
Brida Carcaza de Bomba
Fluido de Proceso
Fuga Invisible:
Fluido evapora al contacto con la atmósfera
Anillo Primario Asiento
Dispositivos de sellado
Fundamentos de Bombas Centrifugas
Principales Normas Aplicables
NFPA 20
Este estándar se ocupa de la selección y de la instalación de las bombas que proveen el líquido para la protección contra incendios También incluye: succión, descarga, y equipo auxiliar; fuentes de alimentación, incluyendo arreglos de la fuente de alimentación; impulsión y control eléctricos; impulsión y control del motor diesel; impulsión y control de la turbina de vapor; y pruebas y operación de aceptación.
Fundamentos de Bombas Centrifugas
Principales Normas Aplicables
Hydraulic Institute (HI)
Estas normas están dedicadas para realizar ingeniería, fabricación y uso de equipos de bombeo, Estas normas pretenden eliminar malentendidos entre los fabricantes, los compradores y los clientes. Las normas del Hydraulic Institute son utilizadas extensamente y dirigida para los consultores, contratistas, fabricantes, bibliotecas universidades, y usuarios de las bombas.
Fundamentos de Bombas Centrifugas
Criterios de Selección
9Capacidad de la bomba. También considerar si esta
capacidad cambia con la operación de su proceso.
9Presión (m o pies) necesaria a diversas
capacidades.
9Necesidad de materiales especiales para los
componentes de la bomba.
9NPSHA
9Tipo de Servicio: Intermitente o Continuo. 9Eficiencia deseada
9Temperatura de Operación 9Norma o Estándar a cumplir.
Fundamentos de Bombas Centrifugas
Criterios de Selección
9El equipo será suministrado con sello mecánico o
empaquetadura.
9La bomba necesitará chaqueta de calentamiento o
enfriamiento.
9Tipo de impulsor.
9Tipo de bomba: Acople Integral o Eje Libre 9Tipo Acople.
9Velocidad (RPM)
9Tipo de Accionador
