Bombas Centrífugas

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA

COMANDANTE SUPREMO

HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS

NÚCLEO ZULIA

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I

MSc. Ing. Norelis C. Bello B.

Práctica 3. Bombas Centrífugas

Autores: Parraga Ángela María

Díaz Gómez Lenis Nathali

Sección: 06-IPE-D07 Fecha de realización: 07/02/2014

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

Bombas Son equipos que permiten aumentar la presión de un fluido en fase líquida. El funcionamiento en sí de la bomba será el de un convertidor de energía; es decir, transformará la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido. Al seleccionar una bomba para una aplicación específica, el ingeniero debe tomar en cuenta las siguientes características: Capacidad Q, la energía o carga suministrada al fluido H, la potencia requerida para accionar la bomba P y la eficiencia de la unidad.

Parámetros para la selección de Bombas

Naturaleza del fluido a manejar (T, μ,

corrosión‐erosión)

Capacidad requerida (caudal).

Condiciones de la succión (entrada) y de la descarga (salida) (P, T).

Cabezal total de la bomba (ha en la ecuación de energía).

Tipo de sistema al que la bomba está entregando el fluido.

Tipo de fuente de alimentación de potencia (motor eléctrico, motor diesel, turbina de vapor, entre otros).

Limitaciones de espacio, peso y posición.

Condiciones ambientales.

Costo de la bomba y su instalación

Costo de operación.

Códigos y estándares que rigen a las bombas

Clasificación de las bombas

Bombas Centrífugas: Entregan un volumen variable de fluido a diferentes potencias, manteniendo una velocidad constante en el impulsor. En el interior de la bomba existe una caja circular don de gira el impulsor, el fluido entra a la bomba cerca del centro del impulsor y es llevado hacia arriba por acción centrífuga.

Funcionamiento de las Bombas Centrífugas: El flujo entra a la bomba a través del centro o ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.

Este tipo de bombas son las más utilizadas, por numerosas ventajas que tienen: reducido tamaño, caudales constantes, presiones uniformes, bajo mantenimiento y flexibilidad de regulación.

Presión de vapor. Si un líquido se encuentra a una temperatura arriba de su punto de ebullición, sufre evaporación en su superficie libre. En el seno del líquido se origina una presión que se llama presión de vapor y que está en función directa con la temperatura del líquido.

Carga neta de succión positiva (NPSH). Se define como la diferencia entre la presión total, expresada en columna de liquido en la entrada de succión y la presión expresada en altura de liquido correspondiente a la presión de vapor de liquido en la entrada de la bomba. Por lo tanto es esencial que la presión de succión a la entrada de la bomba tenga un valor más elevado que la presión a la cual se presentaría la vaporización a la temperatura de operación del fluido.

Donde:

hsp= cabezal de presión estática

hs= diferencia de elevación desde el nivel del fluido, en el depósito hacia la entrada de la bomba.

hf= pérdida por fricción en la tubería de succión.

hvp= presión de vapor del liquido a la temperatura.

NPSH disponible. Esta depende de la carga de succión o elevación, la carga de fricción, y la presión de vapor del líquido manejado a la temperatura de bombeo. Si se varía cualquiera de estos puntos, la NPSH puede alterarse. Es deseable que a la succión de la bomba la energía no sea demasiado, específicamente el termino de presión, ya que si esto sucede, parte del líquido que es bombeado, puede evaporarse, lo que formaría burbujas que pueden afectar enormemente el desempeño de la bomba.

Donde:

Ps: presión a la succión de la bomba (Pa)

Pv: Presión de vapor del líquido (Pa)

y: peso específico del fluido(N/m3)

NPSH requerida. Esta depende sólo del diseño de la bomba y se obtiene del fabricante para cada bomba en particular, según su tipo, modelo, capacidad y velocidad.

Eficiencia Total. Redefine en términos de la relación entre la potencia eléctrica suministrada a la máquina y la potencia hidráulica entregada por ésta.

Curva característica de una bomba: Debido a que las bombas centrífugas muestran una gran dependencia entre la capacidad y el cabezal de presión que estas desarrollan, se utilizan curvas típicas de funcionamiento que indican el cabezal dinámico total de la bomba versus la capacidad volumétrica. Adicionalmente se suelen representar otros parámetros operacionales como: eficiencia, potencia y NPSH requerido. Estas curvas son suministradas por los proveedores de bombas, de tal manera que el usuario pueda trabajar según los requerimientos de la instalación sin salir de los intervalos de funcionamiento óptimo, además de predecir que ocurrirá al variar el caudal manejado, sirviendo como una gran herramienta de análisis y de compresión del funcionamiento del equipo.

Figura 1. Curvas de rendimiento de una bomba

Cabezal total: Es la energía entregada por la bomba al fluido, escrita en longitud de líquido, y puede ser estimada aplicando la ecuación de Bernoulli entre la descarga y la succión de la bomba, ignorando las pérdidas de fricción:

Como no hay diferencia entre Z1 y Z2, y el diámetro de succión de la bomba es igual al de descarga:

Despejando:

Donde:

Pd: presión a la descarga de la bomba (Pa)

Ps: presión a la

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