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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

BOMBAS CENTRIFUGAS NOMBRE: JUAN CARLOS CHIZA CURSO: OCTAVO ELECTRONICA E INSTRUMENTACION

QUE SON? Las bombas centrífugas son recomendadas para bombear desde ríos, lagos, canales y pozos. Las bombas centrífugas, como su nombre lo indica, emplean fuerza centrífuga para elevar el agua hacia lugares más altos. PARA QUE SIRVE? Las bombas centrifugas sirven para el transporte de líquidos que contengan sólidos en suspensión, pero poco viscosos. Su caudal es constante y elevado, tienen bajo mantenimiento. Este tipo de bombas presentan un rendimiento elevado para un intervalo pequeño de caudal pero su rendimiento es bajo cuando transportan líquidos viscosos. COMO TRABAJA? Las bombas centrifugas, son aquellas en que se aplica energía al fluido que se bombea con un impulsor que gira en un eje, ver figura 1. La energía cinética aplicada al fluido por el impulsor se convierte en energía de presión cuando el líquido sale del impulsor y avanza a lo largo de la voluta o carcaza.

Figura 1. Elementos que conforman una bomba centrifuga. El elemento rotativo de una bomba centrifuga se denomina rodete o impulsor. La forma del impulsor puede forzar al fluido a salir en un plano perpendicular a su eje y recibe el nombre de bomba centrifuga de flujo radial, puede dar al fluido una velocidad con componentes tanto axial como radial y se conoce como de flujo mixto o puede inducir al flujo en espiral según la dirección del eje, bomba centrifuga de flujo axial.

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS CLASIFICACIONES Bombas centrifugas de flujo radial Las bombas centrifugas de flujo radial se utilizan para cargas altas y caudales pequeños, sus impulsores son por lo general angostos. El flujo es radial y la presión desarrollada es debida principalmente a la fuerza centrifuga

Fig2: implusor de flujo radial En la figura 2 se muestran los 3 tipos de impulsores que se presentan en una bomba centrifuga radial. Estos impulsores son de baja velocidad específica, Bombas centrifugas de flujo mixto Estas bombas se utilizan para cargas y caudales intermedios. El impulsor es más ancho que los de flujo radial y los alabes adquieren una doble curvatura, torciéndose en el extremo de la succión, tal como se muestra en la figura 3. La velocidad específica en este tipo de impulsores va aumentando y manejan líquidos con sólidos en suspensión.

FIG3: Impulsor de flujo mixto Bombas centrifugas de flujo axial Estas bombas se utilizan para cargas pequeñas y grandes caudales, tienen impulsores tipo propela, de flujo completamente axial. Estos impulsores son los de mayor BOMBAS CENTRIFUGAS

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS velocidad específica y este tipo de bombas es especialmente adecuado para drenaje en ciudades.

FIG4: Impulsor de flujo axial Según la construcción mecánica Se clasifican en: Impeler abierto Impeler cerrado Impeler semi- cerrado Impeler abierto. Cuando la holgura entre el rotor o impulsor y la carcaza es grande, apareciendo el rotor sin tapas o discos laterales, o sea que rota libremente dentro de la carcaza. Son bombas de baja presión (hasta 100 p.s.i) pero que pueden bombear fluidos con sólidos en suspensión (viruta, trapos, hojas, etc) Impeler cerrado. Cuando el rotor está recubierto lateralmente por 2 tapas ó discos en forma solidaria. Estas bombas producen alta presión > 500 p.s.i, pero solo bombean bien, líquidos sin sólidos. Impeler semicerrado. Caso intermedio entre los dos anteriores, cuando un solo disco va adherido al rotor, produciendo presiones medias (100 a 500 p.s.i). Según el caudal, que bombean. Se clasifican así: •Volumen Medio: 50 – 500 G.P.M. (0.2-1.9m3/min) •Volumen Bajo: Hasta 50 G.P.M. (0.2m3/min) •Volumen Grande: > 500 G.P.M. (1.9 m3/min) Según la posición del eje. Se clasifican en: •Eje Horizontal BOMBAS CENTRIFUGAS

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS •Eje Vertical •Eje Inclinado Los radiales normalmente son de eje horizontal. Las axiales, son generalmente de eje vertical. Según el número de impulsores en serie (Etapas) Esta clasificación se hace normalmente para bombas AXIALES, sobre todo para las sumergibles, así: 1 Impulsor – 1 Etapa 2 Impulsores – 2 Etapas y así sucesivamente. La construcción de varios impulsores en serie, permite obtener, en forma económica, grandes alturas o cabezas de descarga

CAVITACIÓN QUE ES LA CAVITACIÓN? La cavitación es la evaporación de un líquido en una tubería cuando su presión disminuye por debajo de la presión de vapor. La cavitación es un factor importante que se debe evitar para el funcionamiento satisfactorio de una bomba. (McNaughton, 1996)

PROBLEMAS QUE PRODUCE EN LA BOMBA? Cuando el líquido pasa por el impulsor de una bomba, se produce un cambio de presión. Si la presión absoluta del líquido cae por debajo de su presión de vapor, se producirá cavitación en el interior de la bomba. Las zonas de vaporización obstruyen el flujo limitando la capacidad de las bombas y su implosión puede producir el picado del impulsor. La cavitación se traduce por ruidos, vibraciones, disminución de la carga que suministra la bomba y de su rendimiento, y con el tiempo por una erosión del impulsor. COMO SE SOLUCIONA? Para evitar la cavitación es necesario que la presión absoluta de succión de la bomba sea mayor que la presión de vapor del líquido a la temperatura de trabajo. La diferencia entre estas dos presiones, en unidades de longitud, es lo que se define como la carga neta de succión positiva o NPSH.

La presión que ejerce un líquido sobre lo que lo rodea depende de su temperatura. Esa presión llamada presión de vapor, es una característica propia de cada fluido y aumenta con la temperatura.

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS Se definen dos cargas de succión positiva, NPSH, la que depende del sistema, y se le denomina NPSH disponible y la que suministra el fabricante, NPSH requerida. N.P.S.H disponible La carga neta de succión positiva disponible NPSHD es función del sistema en el que trabaja la bomba y depende de la carga estática de succión, la carga de fricción de la succión y la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Si se varía cualquiera de estas cargas la disponible puede alterarse. N.P.S.H requerida La carga neta de succión positiva requerida NPSHR, depende sólo del diseño de la bomba y es una característica que el fabricante proporciona junto con las otras curvas características vistas anteriormente. La NPSHR contempla una serie de variables como son: forma, ángulo de ataque del impulsor, dimensiones en las zonas de succión, de modo de mantener la presión en la entrada en el rodete de la bomba por encima de la presión de vapor del líquido. Tanto la carga neta de succión positiva requerida y disponible varían en función del caudal tal como se muestra en la figura 5.

FIG5: Curvas del NPSH disponible y NPSH requerido.

Se debe trabajar en el lado izquierdo del punto de intersección de ambas curvas, para evitar la cavitación de la bomba.

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS BIBLIOGRAFIA  http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/5091/fichero/6++BOMBAS+CENTR%C DFUGAS.pdf  McNaughton, K. (1996). BOMBAS SELECCION, USO Y MANTENIMIENTO. MEXICO: McGRAW-HILL. CAVITACION PAG 82-83. ISBN 968-422-036-7 (ENGLISH) Y ISBN 0-07-024314X (TRADUCIDO)

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