• Author / Uploaded
• Marcelo Zuñiga

Citation preview

BOMBAS CENTRIFUGAS. Son aquellas en que el fluido ingresa a esta por el eje y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangencial.

Una bomba centrífuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Así, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrífuga tiene dos partes principales: (1) Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y (2) un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras. En la figura 2 se muestra una bomba centrifuga. CARACTERITICAS Son bombas de presión limitadas. Como el nombre lo indica, estas bombas utilizan la fuerza centrífuga inducida al líquido por un impelente con paletas que gira a alta velocidad dentro de un cuerpo de dimensiones y forma adecuados. Este impelente se mueve confinado en el interior de un cuerpo en forma de espiral conocido como voluta, que dirige el líquido impelido por la fuerza centrífuga a la salida. En la figura 7 se muestra una foto de uno de estos impelentes.

Figura 7. Impelente de una bomba centrífuga El mostrado en la figura es del tipo abierto. Observe las aletas curvas que forman parte de él. Cuando el impelente gira dentro del líquido, sus paletas lo atrapan por el borde interior (cerca del centro) y lo conducen dirigido por el perfil de la paleta. Debido al giro a alta velocidad, el fluido adquiere un movimiento circular muy rápido que lo proyecta radialmente con fuerza, el cuerpo entonces completa el trabajo dirigiéndolo al conducto de salida.

En la figura 8 se presenta un esquema ilustrativo del impelente y el cuerpo que puede servir para entender, y en la figura 9 un esquema animado que de manera muy elemental sirve para ilustrar como una bomba centrífuga impulsa el líquido. En este caso las paletas se han representado rectas, pero el principio de funcionamiento es el mismo. Figura 8. Elementos constructivos de una bomba centrífuga

Las bombas centrífugas por su modo de operar , solo pueden generar presiones de salida limitadas, está claro, la presión la genera la fuerza centrífuga, por lo que su máximo valor dependerá de esta, la que a su vez depende de la velocidad de giro y del diámetro del impelente, de manera que a mayor velocidad y diámetro, mayor presión final. Como la velocidad de giro Figura 9. Funcionamiento de la bomba centrífuga y el diámetro del impelente no pueden aumentarse indefinidamente sin que peligre su integridad física, entonces estas bombas, no pueden generar presiones muy altas como lo hacen las de desplazamiento positivo. Otra característica que las distingue, es que el caudal bombeado depende de la presión de salida, de forma que a mayor presión menos caudal. La figura 10 muestra un Figura 10. Caudal contra presión de la bomba gráfico típico de la relación presión-caudal de centrífuga estas bombas.

FUNCIONAMIENTO 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.

Figura 3. Principio de funcionamiento de una bomba centrífuga

PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA:

Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área. Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba. Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el

impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos. Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba. Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor. Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba. Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella. USO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS Las bombas centrífugas, debido a sus características son memos eficiente que las reciprocantes pero se aplican en la industria. Las razones de estas preferencias son las siguientes: a. Son aparatos giratorios. b. No tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos. c. La impulsión eléctrica del motor que la mueve es bastante sencilla. d. Para una operación definida, el gasto es constante y no se requiere dispositivo regulador. e. Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias. Aparte de las ventajas ya enumeradas, se unen las siguientes ventajas económicas:

a. El precio de una bomba centrífuga es aproximadamente ¼ del precio de la bomba de émbolo equivalente. b. El espacio requerido es aproximadamente 1/8 del de la bomba de émbolo equivalente. c. El peso es muy pequeño y por lo tanto las cimentaciones también lo son. d. El mantenimiento de una bomba centrífuga sólo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los empaques de la presa-estopa y el número de elementos a cambiar es muy pequeño. LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS SE PUEDEN CLASIFICAR DE DIFERENTES MANERAS: •

Por la dirección del flujo en: Radial, Axial y Mixto.

•

Por la posición del eje de rotación o flecha en: Horizontales, Verticales e Inclinados.

•

Por el diseño de la coraza (forma) en: Voluta y las de Turbina.

•

Por el diseño de la mecánico coraza en: Axialmente Bipartidas y las Radialmente Bipartidas.

•

Por la forma de succión en: Sencilla y Doble.

VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS 

Su construcción es simple, su precio es bajo.



El fluido es entregado a presión uniforme, sin variaciones bruscas ni pulsaciones. Son muy versátiles, con capacidades desde 5gpm con presión diferencial de 2 a 5 lb/pulg2 con presión diferencial de 2 a 5 lb/pulg2 hasta bombas múltiples con 3000gpm y 3000 lb/pulg2.



La línea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin dañar la bomba.



Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes cantidades de



Sin tolerancias muy ajustadas.



Poco espacio ocupado.



Económicas y fáciles de mantener.



No alcanzan presiones excesivas aún con la válvula de descarga cerrada.



Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas.



Flujo suave no pulsante.



Impulsor y eje son las únicas partes en movimiento.



No tiene válvulas ni elementos reciprocantes.



Operación a alta velocidad para correa motriz.



Se adaptan a servicios comunes, suministro de agua, hidrocarburos, disposición de agua de desechos, cargue y descargue de carro tanques, transferencia de productos en oleoductos.

Aunque la fuerza centrífuga producida depende Tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de líquido, la energía que se aplica y transfiere al líquido, (en pascales, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-lb/lb de líquido) es la misma para cualquier líquido sin que importe su densidad. Tradicionalmente la presión proporcionada por la bomba en metros de columna de agua o pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se denomina genéricamente como "altura", y aun más, porque las primeras bombas se dedicaban a subir agua de los pozos desde una cierta profundidad (o altura). Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso. Las más comunes son las que están construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidráulica) con un único rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m³/h y alturas manométricas hasta los 100 metros con motores eléctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero también pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las presiones

parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba multifásica o multietapa, pudiéndose lograr de este modo alturas del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentación de calderas. Constituyen no menos del 80% de la producción mundial de bombas, porque es la más adecuada para mover más cantidad de líquido que la bomba de desplazamiento positivo. No hay válvulas en las bombas de tipo centrífugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos de baja frecuencia. Los impulsores convencionales de bombas centrífugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s).

http://es.scribd.com/doc/13939018/Capitulo-VII-Bombas