BOMBAS
BOMBAS
Parte 1
La necesidad de bombear los fluidos surge de
La necesidad de bombear los fluidos surge de
la
la
necesidad de transportar éstos de un lugar a otro
necesidad de transportar éstos de un lugar a otro
a
a
través de ductos o canales.
través de ductos o canales.
El movimiento de un fluido a través de
El movimiento de un fluido a través de
un ducto o
un ducto o
canal se logra por medio de
canal se logra por medio de
una transferencia de
una transferencia de
energía:
energía:
1. 1. GravedadGravedad 2. 2. DesplazamientoDesplazamiento 3.3. Fuerza centrifugaFuerza centrifuga
4.
4. Fuerza electromagnéticaFuerza electromagnética
5.
5. Transferencia de cantidaTransferencia de cantidad de d de movimientomovimiento
6.
6. Impulso mecánicoImpulso mecánico
7.
Desplazamiento
La descarga de un fluido de un recipiente
mediante el desplazamiento parcial o total de su
volumen interno con un segundo flujo o por
medios mecánicos
Fuerza centrifuga
Produce energía cinética mediante la acción de
una fuerza centrifuga y, a continuación convertir
parcialmente esta energía en presión, mediante la
reducción eficiente de la velocidad, del fluido en
movimiento
Fuerza electromagnética
Cuando el fluido es un buen conductor eléctrico, es posible
aplicar un campo electromagnético en torno al ducto del fluido, de tal modo que se genere una fuerza impulsora que provocará el flujo.
Transferencia de cantidad de movimiento
La desaceleración de un fluido (fluido impulsor) con objeto
de transferir su cantidad de movimiento a otro (fluido bombeado) es un principio utilizado comúnmente en el manejo de materiales corrosivos, en el bombeo desde profundidades inaccesibles o para el vaciado.
Medición del rendimiento
La cantidad de trabajo útil que cualquier
dispositivo de transporte de fluidos ejecuta de
1. El gasto masa de fluido a través de él (capacidad) 2. La presión diferencial total medida inmediatamente
antes y después del dispositivo, expresada como la altura de la columna equivalente de fluido en
Capacidad
Unidades
SI para líquidos ó gases m
3/h,
USA para líquidos gal/min
USA para gases ft
3/min
Al manejar gases la capacidad debe
estar íntimamente relacionada con T y
P prevalecientes.
Carga dinámica total
(H)
La carga dinámica total (H) de una
bomba es la carga total de descarga h
d
menos la carga total de succión h
s
Carga Total de Succión
Es la lectura h
gsde un manómetro en la brida de
succión de una bomba (corregido para que este
acorde con la línea central de la bomba) más la
lectura barométrica y la carga de velocidad hvs en
el punto de colocación del medidor:
h
s=h
gs+ atm + h
vs
Si la presión manométrica en el succionador es
menor que la atmosférica , requerirá la colocación
de un vacuómetro cuya lectura se utilizará para
hgs con un signo negativo.
Antes de la instalación, es posible estimar la
carga total de succión como sigue:
h
s=h
ss-h
fs
En donde h
ss=carga estática de succión y
Carga Estática de Succión
La carga o presión estática de succión h
sses la distancia vertical medida desde la
succión libre de la fuente del líquido a la
línea de centro de la bomba más la presión
absoluta en dicha superficie.
Carga Total de Descarga h
d
Es la lectura h
gdde un medidor en el extremo de
la descarga de una bomba (corregida al eje de la
bomba
*) más la lectura barométrica, mas la carga
de velocidad h
vden el punto de fijación del
medidor:
h
d=h
gd+atm+h
vd
Si la presión de descarga manométrica esta por
debajo de la atmosférica, la lectura del
vacuómetro se utiliza como h
gdcon un signo
negativo.
Antes de la instalación es posible estimar la carga
total de descarga a partir de la estática de
descarga h
sd, y la carga de fricción de la descarga
h
fd:
h
d=h
sd+h
fdCarga Estática de Descarga h
sd
La carga o presión estática de descarga
h
sdes la distancia vertical medida desde la
superficie libre del líquido en el receptor
hasta la línea de centro de la bomba, más
la presión absoluta en la superficie del
líquido.
La Carga Estática Total h
ts
Es la diferencia de las cargas estáticas de
Velocidad
Puesto que la mayor parte de los líquidos son
prácticamente incompresibles , existe una relación
definida entre la cantidad que fluye por un punto
dado en un tiempo determinado y la velocidad de
flujo.
Q=A
vEn unidades SI:
v
(para ductos circulares)=354Q/d
2 v
=promedio de la velocidad de flujo m/s
Q=cantidad de flujo m
3/h
En unidades usuales en USA:
v
(para ductos circulares)=0.409Q/d
2 v
=promedio de la velocidad de flujo ft/s
Q=cantidad de flujo gal/min
Viscosidad
En los líquidos que fluyen, es preciso tomar en
cuenta la existencia de fricción interna o la
resistencia interna al movimiento relativo de las
partículas de fluido.
Por lo común, la viscosidad disminuye al elevarse
la temperatura
Los líquidos viscosos tienden a incrementar la
potencia que se requiere en la bomba, reducir la
eficiencia de esta última, su carga y su capacidad,
y a hacer aumentar la fricción en las líneas de
Trabajo Efectuado Durante el
Bombeo
Si queremos mover un líquido debemos
efectuar un trabajo
Una bomba puede elevar un líquido a
una altura mayor , forzarlo entrar en un
recipiente a mayor presión,
proporcionar la presión requerida para
vencer la fricción de la tubería, o
Potencia Desarrollada:
Es el producto de 1) la carga dinámica total, y 2)
la masa del líquido bombeada en un tiempo dado.
En SI:
kW=HQρ/3.670 x 105
kW potencia desarrollada de la bomba H carga dinámica total en m
Q=capacidad m3/h
Cuando la carga dinámica total H se
expresa en pascal, entonces
kW=HQ/3.599 x 106
kW potencia desarrollada de la bomba H carga dinámica total en m
Q=capacidad m3/h
En unidades usuales en USA:
hp=HQs/3.960 x 10
3
hp potencia desarrollada de la bomba
H carga dinámica total en ft
Q=capacidad gal(USA)/min
s = gravedad especifica
Cuando la carga dinámica total H es
expresada en libras fuerza por pulgada
cuadrada:
Eficiencia de la Bomba
Eficiencia de la bomba=(potencia
Limitaciones de Succión de
Una Bomba
Cada vez que la presión de un líquido cae
más allá de la presión de vapor
correspondiente a su temperatura, el líquido
tenderá a evaporarse.
Cuando esto sucede dentro de una bomba
en operación, las burbujas de vapor serán
arrastradas hasta un punto de mayor presión
donde súbitamente colapsarán (cavitación)
La cavitación de una bomba, trae como
consecuencia erosión del metal, vibración,
flujo reducido, pérdida de eficiencia y ruido
Para evitar la Cavitación
Es necesario mantener que la carga de
succión positiva disponible (NPSH)
Asea
mayor que la (NPSH)
Rpara la capacidad
deseada.
Clasificación de las
bombas
Podemos clasificarlas según dos
consideraciones especiales:
Dependiendo de las características del
movimiento de líquidos
Dependiendo del tipo o aplicación
especifica para los cuales se ha diseñado
la bomba
CENTRIFUGA
Voluta
Difusor
Turbina regenerativa
Turbina vertical
Flujo mixto
Flujo axial (impulsor)
Un solo paso Pasos múltiples
ROTATORIA
Engrane
Álabe
Leva y pistón
Tornillo
Lóbulo
Bloque de vaién
Reciprocante
Acción directa
Potencia
Incluyendo Manivela y volante
Diafragma
Rotatoria-pistón
Simple Duplex Triplex Quádruplex Quintuplex etc.Generalmente podemos encontrar esta
clasificación:
Dinámicas. La energía es agregada
continuamente para incrementar la
velocidad del fluido .
Desplazamiento. La energía al fluido es
suministrada periódicamente por medio de
fuerzas de una o mas elementos móviles
Selección de la Bomba
Al escoger bombas para cualquier servicio, es necesario saber qué líquido se va a manejar, cuál es la carga dinámica total, las cargas de succión y descarga y, en la mayor parte de los casos, la temperatura, la viscosidad, la presión de vapor y la densidad relativa.
En la industria química, la tarea de selección de bombas se complica con frecuencia, todavía más, por la presencia de
sólidos en el líquido y las características de corrosión del líquido que exigen materiales especiales de construcción.
Los sólidos pueden acelerar la erosión y corrosión, tener
tendencia a aglomerarse o pueden exigir un manejo delicado para evitar la degradación indeseable.
Límites de operación
Debido a la gran variedad de tipos de
bombas y la cantidad de factores que
determinan la selección de cualquiera de
ellas para una instalación específica, el
diseñador debe eliminar primero todas las
que no ofrezcan posibilidades razonables.
Materiales de construcción de las
bombas
En la industria química, la selección de los
materiales de construcción de bombas
está de acuerdo con las consideraciones
sobre corrosión, erosión, seguridad del
personal y contaminación del líquido.
La experiencia de los fabricantes es muy
Presencia de Sólidos
Cuando se requiere una bomba que maneje
líquidos que contienen sólidos en suspensión,
debe considerarse una serie de requisitos muy
particulares.
Es factible que no sólo se requiera un buen
comportamiento hidráulico y el empleo adecuado
de materiales de construcción selectos
Las dimensiones de los pasajes internos de la
bomba son consideraciones básicas.
Deben evitarse las bolsas y puntos muertos
donde puedan acumularse los sólidos. Los claros
internos muy pequeños son indeseables a causa
de la abrasión.
Deberá contarse con conexiones para la limpieza
Presencia de sólidos (cont.)
Las instalaciones que requieren el manejo de
sólidos en suspensión con un mínimo de
rompimiento o degradación de los sólidos, como
las bombas que alimentan las prensas filtradoras,
exigen una atención especial, ya sea que se
requieran bombas de desplazamiento positivo o
bombas centrífugas.
La adaptabilidad al mantenimiento sencillo es una
característica de importancia creciente en la
economía actual.
No son raras las instalaciones de bombas
químicas que requieren un mantenimiento anual
de dos o tres veces el monto de la inversión
original. En la mayor parte de los casos, esto se
debe a una mala selección.
Costo de la Bomba
El espacio no permite presentar datos
adecuados de costos respecto a los
muchos tipos de bombas existentes.
No obstante, para dos de las variedades
más comunes es posible proporcionar
valores representativos.
La bomba centrifuga es el tipo que se utiliza más en la industria química para transferir líquidos de todos los tipos — materias
primas, materiales de fabricación y productos acabados —, así
como también para los servicios generales de abastecimiento de agua, alimentación a los quemadores, circulación de
condensadores, regreso de condensado, etc.
Estas bombas están disponibles en una variedad amplia de
tamaños, en capacidades de 0.5 m3/h a 2 x l04 m3/h (2 gal/min a
105 gal/min), y para cargas de descarga (presiones) desde unos
cuantos metros a aproximadamente 48 MPa (7000 lbf/in2 ).
El tam año y el ti p o m ás ad ecu ado p ara u n a apli cac ión d ad a sólo se pueden determinar m ediante un estud io de
Las ventajas primordiales de una bomba
centrífuga son la sencillez, el bajo costo
inicial, el flujo uniforme (sin pulsaciones), el
pequeño espacio necesario para su
instalación, los costos bajos de
mantenimiento, el funcionamiento silencioso
y su capacidad de adaptación para su
empleo con unidad motriz de motor eléctrico
o de turbina.
Una bomba centrífuga, en su forma más simple, consiste en un impulsor que gira dentro de una carcasa.
El impulsor consta de cierta cantidad de hojas, ya sea abiertas o resguardadas, montadas sobre un árbol o eje que se proyecta al exterior de la carcasa.
Los impulsores pueden tener ejes de rotación horizontales o verticales, para adaptarse al trabajo que se vaya a realizar. Por lo común, los impulsores resguardados o de tipo cerrado suelen ser más eficientes.
Los impulsores del tipo abierto o semiabierto se emplean para líquidos viscosos o que contengan materiales sólidos, así como también en muchas bombas pequeñas, para servicios
generales.
Los impulsores pueden ser del tipo de succión simple o doble, simple si el líquido entra por un lado, doble, si entra por los dos lados.
Las carcasas son de tres tipos generales,
pero consisten siempre en una cámara en la
que gira el impulsor, con una entrada y una
salida para el líquido que se bombea.
La forma más simple de las carcasas es la
circular, que consiste en una cámara anular
en tormo al impulsor; no se ha hecho ningún
intento por superar las pérdidas debidas a los
choques y remolinos que se producirán
cuando entra a la cámara el líquido que sale
del impulsor con velocidades relativamente
elevadas. Es raro que se utilicen esas
Las carcasas de volutas en espiral toman esa forma,
con un área de sección transversal creciente al
acercarse a la salida.
Las volutas convierten eficientemente la energía de
velocidad que el impulsor imparte al líquido en
energía de presión.
En las bombas de turbina o de tipo de difusor se
utiliza un tercer tipo de carcasa. En este último, se
interponen difusores o paletas de guía entre el
impulsor y la cámara de la carcasa. En las bombas
de este tipo que están bien diseñadas, las pérdidas
son mínimas y la eficiencia se puede mejorar en un
amplio intervalo de capacidades. Esta construcción
se utiliza con frecuencia en las bombas de etapas
múltiples y cargas elevadas.
Curvas Características
Los ingenieros Q y A determinan sus necesidades de una
bomba específica sobre la base de los caudales y presiones, a partir de un análisis del sistema del proceso.
Aunque la presión y el caudal o flujo pueden variar entre un valor de operación y el de diseño, los requisitos de la bomba, que se suelen basar en presión diferencial o carga en pies del líquido circulante, se suelen considerar como un solo valor de referencia.
Pero las bombas no funcionan así. Las bombas, que son básicamente transmisoras de energía, producen la carga
mediante la fuerza centrífuga aplicada al líquido cuando entra al ojo o centro del impulsor y avanza por los conductos en el
Esto produce una carga que varía según la
cantidad de líquido que entra al ojo del
impulsor.
Por lo general, la carga se reduce cuando
aumenta el caudal (Curva A) y como regla, la
carga máxima ocurre en el punto de paro o
corte, en el cual hay cero flujo, como si se
hubiera cerrado una válvula en la salida de la
bomba.
La curva del caballaje al freno de la bomba (Curva B)
es el producto del flujo, carga diferencial y eficiencia
(Curva C).
El punto más alto en la curva de caballaje al freno
que se podría esperar con un análisis de la curva de
carga-capacidad y de los requisitos del sistema,
indicará el caballaje que se debe especificar para la
propulsión de la bomba.
El caballaje al freno requerido para funcionamiento
normal caerá más allá del pico de la curva de
eficiencia, porque los fabricantes de bombas tratan
de suministrar una bomba que funcione a su máxima
eficiencia o cerca de ella.
Las bombas centrifugas
de etapa simple
Existen en capacidades de hasta
1.136x 10
4
(50000 gal/min) o más, para
cargas (presiones) de hasta 488 m
(1600ft). Pueden encontrarse en una
gran variedad de diseños para usos
particulares
Bombas de proceso
Este término se aplica en forma general a unidades sencillas
montadas sobre pedestal con impulsores sobre salientes de succión sencilla y una caja de empaque sencillo también. Estas bombas se diseñan para facilitar el desmantelamiento y accesibilidad en el manejo, con sellos mecánicos o
empaques, construidas especialmente para el manejo de líquidos corrosivos o difíciles de manejar.
Los fabricantes construyen bombas de procesos horizontal y
vertical en forma específica, pero no exclusiva para la industria química.
Las normas B73.1—1977 y B73.2—1975 de ANSI, se
aplican a bombas horizontales y verticales , respectivamente.
Bombas Verticales:
Pozo Húmedo : inmersas Pozo Seco: Montadas
Las bombas horizontales están disponibles en capacidades hasta 900 m3/h (4000 gal/min)
Las bombas verticales están diseñadas en capacidades hasta 320 m3/h (1400 gal/min)
Ambos tipos de bombas se fabrican para cargas de hasta 120 m (400 ft).
En las normas ANSI se pretende que cualquier bomba de cierta capacidad nominal y carga dinámica total a una determinada velocidad giratoria, sea dimensionalmente intercambiable respecto al tamaño , montaje, ubicación de las boquillas de succión y descarga, eje de entrada placa de la base y el material de los refuerzos.
Existen bombas químicas en gran variedad de materiales. Las que más se emplean son las metálicas. Aun cuando se pueden obtener en hierro, bronce y hierro con accesorios de bronce, se están utilizando cada vez más bombas de hierro dúctil, acero y aleaciones de níquel. También existen bombas de vidrio, hierro recubierto de vidrio, carbón, caucho, metal re cubierto de
caucho, cerámica y gran variedad de materiales plásticos ,para usos especiales.
Bombas de succión doble, de etapa simple
Estas bombas se emplean para servicios
generales de circulación y abastecimiento de
agua y para servicios químicos de manejo de
líquidos no corrosivos para el hierro o el bronce.
Existen en capacidades que van desde
aproximadamente 5.7 m3/h (25 gal/min) hasta
1.136 x 104 m3/h (50,000 gal/min) y para cargas
de hasta 304 m (1000 ft).
Estas unidades se fabrican con hierro, bronce y
hierro con accesorios de bronce.
Otros materiales aumentan los costos y, cuando
se requieren, las bombas químicas estándar
suelen resultar más económicas
Bombas de Acoplamiento Cerrado
Las bombas con motor eléctrico incluido o a
veces, de impulso por turbina de vapor, reciben el
nombre de bombas de acoplamiento cerrado.
Estas unidades, son compactas y apropiadas
para gran variedad de servicios en los que los
materiales estándar de hierro y bronce resultan
satisfactorios.
Capacidades hasta de 450 m3/h
Cargas hasta 73 m
Hay unidades de dos etapas para cargas hasta
Bombas de motor encapsulado
Este tipo recibe una atención considerable en la industria
química. Estas unidades son diseños de acoplamiento
cerrado en las que la cavidad que aloja al rotor del motor y la carcasa de la bomba se encuentran interconectadas.
Como resultado de esto, los cojinetes del motor funcionan
en el líquido del proceso y se eliminan todos los sellos.
Puesto que el liquido que se maneja es el lubricante de las
piezas móviles, no pueden tolerarse los sólidos abrasivos.
Existen bombas de motor encapsulado de etapa simple para
flujos de hasta 160 m3/h (700 gal/mm) y cargas de hasta 76 m (250 ft).
Hay también unidades de dos etapas para cargas hasta de
183 m (600 ft).
Las bombas de motor encerrado se están utilizando mucho
para el manejo de disolventes orgánicos, líquidos orgánicos para transferencia de calor y aceites ligeros, asi como
también para muchos líquidos limpios, tóxicos o peligrosos, o para instalaciones en las cuales las fugas constituyen un problema económico importante.
Bombas de sumidero o sentina
Son pequeñas bombas verticales de etapa
simple que se utilizan para el drenaje de
sumideros o pozos poco profundos. Tienen
la misma construcción general que las
bombas verticales de proceso, pero no se
diseñan para condiciones severas de
Bombas centrifugas multietapas
Estas bombas se utilizan, en forma general, para
servicios donde se requieren cargas (presiones)
mayores que las generadas por una bomba de
impulsor simple.
Todos los impulsores se encuentran dispuestos
en serie y el líquido pasa de un impulsor a otro y
finalmente llega a la descarga de la bomba
La carga total en estas condiciones será la suma
de las cargas o presiones de los impulsores
individuales.
Algunos ejemplos de este tipo de bombas son las
de pozo profundo, las bombas para suministro de
agua a alta presión, las de alimentación a
quemadores o calderas, aquellas contra incendios
y las de carga a procesos de refinerías.
Las bombas multietapas pueden ser del
tipo voluta
, con impulsores de etapa
sencilla o doble o del
tipo difusor
; pueden
tener carcasas horizontales se paradas, o
cuando la presión es extremadamente alta,
20 a 40 MPa (3000 a 6000 lbf/in) una
carcasa exterior tipo barril con carcasas
internas de dimensiones menores para los
difusores, pasajes internos, etc.
Tipo Voluta
Las bombas de flujo axial (propulsor)
Son esencial mente unidades de capacidad muy
elevada baja carga.
Normalmente, se diseñan para flujos de más de
450 m3/h (2000 gal/mm), contra cargas de 15 m
(50 ft) o menos.
Se emplean en forma muy adecuada en los
sistemas de circulación de lazo cerrado, donde la
carcasa de la bomba se convierte simplemente en
un codo de línea.
Una de las instalaciones más comunes es la de
Bombas de Turbina
El término de bomba de turbina se aplica a
unidades con impulsores de flujo mixto (o
sea, parte axial y parte centrífuga).
Estas unidades existen en capacidades de
20 m
3/h (100 gal/mm) y superiores, para
cargas de hasta aproximadamente 30 m
(100 ft) por etapa.
Las bombas de turbina suelen ser casi
Bombas regeneradoras
También con frecuencia se denominan bombas de turbina,
por la forma del impulsor; emplean una combinación de impulso mecánico y fuerza centrífuga para producir cargas de varios centenares de metros (ft) a bajos volúmenes por lo común de menos de 20 m3/h (100 gal/min).
El impulsor, que gira a alta velocidad con pequeños
franqueos, tiene muchos pasajes radiales cortos, fresados a cada lado de la periferia.
Se labran a máquina canales similares en las superficies
coincidentes de la carcasa. Al entrar, el líquido se dirige a los pasajes del impulsor y sigue un patrón en espiral en
torno a la periferia, pasando alternativamente del impulsor a la carcasa y recibiendo impulsos sucesivos, conforme
Bombas de
Mientras que la carga dinámica total
desarrollada por una bomba centrífuga
de flujo axial o mixto se ve determinada
exclusivamente para cualquier flujo
dado por la velocidad a la que gira, las
de desplazamiento positivo y las que se
aproximan al desplazamiento positivo,
producirán de manera ideal cualquier
carga que se les imponga mediante
restricciones al flujo en el lado de la
descarga.
En realidad, desdeñando las pérdidas,
la carga máxima obtenible se ve
determinada por la potencia disponible
en el mecanismo de propulsión y la
resistencia de las piezas de la bomba.
Se coloca generalmente en el lado de
la descarga de todas las bombas de
desplazamiento positivo una válvula
automática de alivio que abre cuando
se excede la presión normal de trabajo
o la presión máxima de descarga.
Las eficiencias generales de las bombas de
desplaza miento positivo son más elevadas
que las de los equipos centrífugos, porque se
minimizan las pérdidas internas.
La flexibilidad de cada unidad para el manejo
de una gama amplia de capacidades se ve
limitada, hasta cierto punto.
Las bombas de desplazamiento positivo
pueden ser del tipo reciprocante o rotatorio.
En todas las bombas de desplazamiento
positivo, una cavidad o cavidades están
alternativamente llenas y vacías del fluido
bombeado.
Bombas reciprocantes o de
movimiento alternativo
Hay tres clases de bombas reciprocantes o de
movimiento alternativo:
de pistón, de émbolo y de diafragma.
En general, la acción de las piezas de transferencia
del líquido en esas bombas es la misma, puesto que
se hace que avance y retroceda en una cámara un
pistón cilíndrico, un émbolo, o un diafragma redondo.
El dispositivo va equipado con válvulas para la
entrada y la descarga del líquido que se bombea y el
funcionamiento de dichas válvulas se relaciona de
manera definitiva con los movimientos del pistón.
Las válvulas de succión y descarga de todas las bombas reciprocantes de diseño moderno son operadas por diferencia de presión; es decir, cuando la bomba está en su etapa o carrera de succión y la cavidad de la bomba está aumentando de volumen, la presión disminuye dentro de la cavidad permitiendo que la presión de succión más alta abra la válvula de succión, con lo que se inicia la admisión del líquido dentro de la bomba. Al mismo tiempo que sucede esto, la mayor presión en la línea de descarga mantiene cerrada la válvula de des-carga. De manera similar, en la etapa de descarga, cuando la cavidad de la bomba decrece en volumen, la presión máxima desarrollada en la misma mantiene cerrada la válvula de succión y abierta la de descarga, para expulsar el líquido de la bomba hacia la línea de descarga.
Eficiencia total
La eficiencia total de estas bombas varía
del 50% para bombas pequeñas hasta
aproximadamente 90% o más para las de
mayor dimensión.
Las bombas reciprocances, excepto cuando se
emplean para servicios de medición, suelen contar
con cámaras de gas en el lado de la descarga, con
objeto de limitar las pulsaciones en la presión y de
esta manera asegurar un flujo uniforme en la línea de
descarga
Además, muchas instalaciones requieren también
cámaras de agitación en el lado de la succión.
El arreglo de la tubería debe estudiarse
cuidadosamente, con objeto de determinar su
ubicación y dimensiones más eficaces.
Si se utilizan cámaras de agitación, se deben tener
las precauciones adecuadas para mantenerla
cámara cargada con gas. Una cámara de agitación
llena con líquido no tiene validez.
También es adecuado contar con un indicador de
nivel de líquido, con objeto de verificar la cantidad de
gas en la cámara.
Las bombas reciprocantes pueden ser
diseñadas con cilindro sencillo o múltiple.
Las que tienen cilindro múltiple, cuentan con
todos los cilindros en paralelo para
incrementar la capacidad.
Las bombas del tipo de pistón pueden ser de
acción sencilla o doble.
Las bombas de émbolo siempre son de
acción sencilla.
Bombas de Pistón
Bombas Simplex de acción doble
Bombas Duplex de acción doble
Bombas símplex de acción doble
Pueden ser de acción directa (o sea,
conectadas directamente a un cilindro
de vapor) o de impulso de potencia
(mediante la leva y el volante acoplados
a la cruceta de una máquina de vapor).
El pistón consta de
El pistón consta de los discos A los discos A y B, con los y B, con los anillos deanillos de
empaque C entre ellos. En el punto D se muestra un
empaque C entre ellos. En el punto D se muestra un
eje de bronce para el cilindro de agua. Las válvulas de
eje de bronce para el cilindro de agua. Las válvulas de
succión son E1, y E2.
succión son E1, y E2. Las válvulas de descarga son F1Las válvulas de descarga son F1
y F2.
Bombas dúplex de acción doble
Bombas dúplex de acción doble
Estas bombas difieren primordialmente de
Estas bombas difieren primordialmente de
las del tipo símplex porque tienen dos
las del tipo símplex porque tienen dos
cilindros de agua cuyo funcionamiento se
cilindros de agua cuyo funcionamiento se
encuentra coordinado.
encuentra coordinado.
Estas bombas
Estas bombas
pueden
pueden
ser
ser
de
de
acción
acción
directa
directa
, impulsadas
, impulsadas
por vapor o impulsadas mediante la
por vapor o impulsadas mediante la
potencia de un motor, con levas y
potencia de un motor, con levas y
volantes.
Bombas de Potencia
Estas tienen un cigüeñal movido por una fuente externa
(generalmente un motor eléctrico), banda o cadena.
Frecuentemente se usan engranajes entre el motor y el cigüeñal
para reducir la velocidad de salida del elemento motor.
El extremo liquido que puede ser del tipo de pistón o émbolo
desarrollara una presión elevada cuando se cierra la válvula de descarga. Por esta razón es común el proporcionar una válvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubería.
Las bombas de acción directa se detienen cuando la fuerza total en
el pistón del agua iguala a la del pistón de vapor; las bombas de potencia desarrollan una presión muy elevada antes de detenerse. Esta es varias veces la presión de descarga normal de las bombas de potencia.
Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien
adaptadas para servicios de alta presión y tienen algunos usos en la alimentación de calderas, bombeo en líneas de tuberías,
Las bombas de diafragma
Funcionan de manera similar a las de pistón y émbolo. Su construcción es diferente, debido a que el miembro
impulsor de movimiento alternativo o reciprocante es un diafragma flexible fabricado de metal, caucho o material plástico.
La ventaja principal de este dispositivo es la eliminación de
todos los sellos y empaques expuestos al liquido bombeado.
Esta es una ventaja importante en los equipos que deben
manejar líquidos tóxicos o peligrosos.
Bombas rotatorias
En las bombas rotatorias, el desplazamiento del liquido se
produce debido a la rotación de uno o más miembros dentro de una carcasa estacionaria.
Puesto que son necesarios franqueos internos, aunque
pequeños, en todas estas bombas, con excepción de unos cuantos tipos especiales de ellas, la capacidad disminuye al incrementarse la presión diferencial de la bomba.
Estas bombas no puede decirse en realidad que sean de
desplazamiento positivo; no obstante, en muchos aspectos, se les puede considerar en esa forma
La selección de los materiales de construcción para las
bombas rotatorias es de vital importancia; los materiales deben ser resistentes a la corrosión, compatibles cuando una parte actúe contra otra y tener resistencia a la abrasión.
Las bombas rotatorias, que generalmente son
unidades de desplazamiento positivo, consisten de
una caja fija que contiene engranajes, aspas,
pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que
operan con un claro mínimo.
En lugar de "arrojar" el liquido, como en una bomba
centrífuga, una bomba rotatoria lo atrapa, lo empuja
contra la caja fija.
La bomba rotatoria descarga un flujo continuo.
Aunque generalmente se les considera como
bombas para líquidos viscosos, las bombas
rotatorias no se limitan a este servicio solo, pueden
manejar casi cualquier liquido que este libre de
Tipos de Bombas Rotatorias
Leva y Pistón
Engranajes Externos
Engranajes Internos
Lobulares
Tornillo
De Aspas
Bombas de Leva y Pistón
También llamadas "Bombas de émbolo
rotatorio", consisten de un excéntrico con
un brazo ranurado en la parte superior.
La rotación de la flecha hace que el
excéntrico atrape el liquido contra la caja.
Conforme continúa la rotación, el liquido se
fuerza de la caja a través de la ranura a la
salida de la bomba.
Bombas de engranajes externos
Estas constituyen el tipo rotatorio mas
simple. Conforme los dientes de los
engranajes se separan en el lado de
succión de la bomba , el liquido llena el
espacio entre ellos. Este se conduce en
trayectoria circular hacia fuera y es
exprimido al engranar nuevamente los
dientes.
Bombas de engranajes internos
Este tipo tiene un motor con dientes
cortados internamente y que encajan en
un engrane loco, cortado externamente.
Puede usarse una partición en forma de
luna creciente para evitar que el liquido
pase de nuevo al lado de succión de la
bomba.
Bombas lobulares
Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranajes en
su forma de acción, tienen dos o mas motores cortados con tres, cuatro, o mas lóbulos en cada motor
Los motores se sincronizan para obtener una rotación
positiva por medio de engranajes externos.
Debido al que el liquido se descarga en un numero mas
reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranajes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranajes.
Bombas de tornillo o de gusano
Estas bombas tienen de uno a tres tornillos
roscados convenientemente que giran en una caja
fija.
Las bombas de un solo tornillo tienen un motor
en forma de espiral que gira excéntricamente en
un estator de hélice interna o cubierta.
Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o
dos engranajes locos, respectivamente, el flujo se
establece entre las roscas de los tornillos, y a lo
largo del eje de los mismos.
Bombas de aspas
Las bombas de aspas oscilantes tienen
una serie de aspas articuladas que se
balancean conforme gira el motor,
atrapando al liquido y forzándolo en el tubo
de descarga de la bomba. Las bombas de
aspas deslizantes usan aspas que se
presionan contra la carcaza por la fuerza
centrífuga cuando gira el motor. El liquido
atrapado entre las dos aspas se conduce y
fuerza hacia la descarga de bomba.
Aspas oscilantes
Las bombas de chorro
Son una clase de dispositivos de manejo de líquidos que
utilizan la cantidad de movimiento de un fluido para desplazar otro.
Los eyectores y los Inyectores son los dos tipos de bombas de chorro que interesan a los ingenieros Q y A.
El eyector, denominado también sifón o eductor, se diseña para la
utilización en operaciones en las que la carga contra la que se realiza e bombeo es baja y menor que la carga del fluido utilizado para bombear.
El inyector es un tipo especial de bomba de chorro, que funciona
por medio de vapor y se utiliza para la alimentación de calderas y otros servicios similares, en donde el flujo que se bombea se
descarga aun espacio que se encuentra a la misma presión que el vapor utilizado para hacer funcionar el inyector.
En la figura se muestra un diseño simple de bomba
de chorro del tipo de eyector. El fluido de bombeo
entra por la tobera situada a la izquierda y pasa por
la tobera Venturi del centro, para salir por la abertura
de descarga, a la derecha. Al entrar a la tobera
Venturi, desarrolla una succión que hace que se
capte parte del fluido de la cámara de succión en la
corriente y que salga por la descarga.
La eficiencia de una bomba de chorro o de eyector
es baja, de sólo unos pocos puntos de porcentaje.
La carga desarrollada para el eyector es también
baja, excepto en los tipos especiales. El dispositivo
tiene la desventaja de que diluye el fluido bombeado,
al mezclarlo con el fluido de bombeo.
En los inyectores de vapor para la alimentación de
calderas y equipos similares, donde se recupera el
calor del vapor, la eficiencia se acerca al 100%.
El sifón o eyector simple se utiliza mucho, a pesar de
su baja eficiencia, para transferir líquidos de un
depósito a otro ,elevar ácidos, álcalis o líquidos que
contengan sólidos de naturaleza abrasiva y para
BOMBAS ELECTROMAGNÉTICAS
La necesidad de circulación de metales líquidos como medios de transferencia calorífica en sistemas de reactores nucleares hizo que se desarrollaran bombas electromagnéticas.
Todas las bombas electromagnéticas utilizan el principio motor
—el de que un conductor en un campo magnético, que lleva
una corriente que fluye en ángulo recto conl a dirección del campo, recibe una fuerza mutuamente perpendicular tanto al campo como a la corriente—.
En todas las bombas electromagnéticas, el fluido es el
conductor. Esta fuerza, dirigida de manera adecuada en el fluido, se manifiesta como presión cuando el fluido esté contenido de manera adecuada.
El campo y la corriente se pueden producir de muchas
