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8/18/2019 Parámetros Clave de Rendimiento de Las Bombas
Centrífugas
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Parámetros clave de rendimiento de las bombas centrífugas
Los parámetros claves para establecer el correcto funcionamiento
de las bombas centrífugas son lacapacidad, la cabeza, BHP (Potencia
al freno), BEP (punto de mejor eficiencia) la
velocidadespecífica!
Las curvas de la bomba de rendimiento de una bomba proporcionan
la "erramienta de trabajo con la#ue estos parámetros se pueden
variar para garantizar un funcionamiento satisfactorio de la
bomba!
$ continuaci%n se describen los siguientes parámetros o
t&rminos operativos de la bomba centrífuga'
• apacidad
• abeza
• mportancia de utilizar la cabeza de descarga en vez de la
presi%n
• *%rmula de conversi%n de la cabeza de descarga en presi%n
• abeza de succi%n estática, "+
• abeza de descarga estática, "d
• abeza de fricci%n, "f
• abeza de presi%n apor, "vp
• abeza de presi%n, "p
• abeza de velocidad, "v
• abeza -otal de succi%n H+
• abeza -otal de descarga Hd
• abeza total .iferencial H-
• /P+H
• abeza neta de succi%n positiva re#uerida /P+Hr
• abeza neta de succi%n positiva disponible /P+Ha
• Potencia (potencia al freno, BHP) eficiencia (mejor Punto de
eficiencia, BEP)
• elocidad específica (/s)
• Lees de afinidad
Capacidad
orresponde a la velocidad de flujo con la cual el lí#uido es
movido o empujado por la bomba alpunto deseado en el proceso!
/ormalmente se mide en galones por minuto (0pm) o metros
c1bicos
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por "ora (m23Hr)! La capacidad fluct1a con los cambios en la
operaci%n del proceso! Por ejemplo,una bomba de alimentaci%n a una
caldera necesita una presi%n constante a diferentes capacidadespara
satisfacer el cambio en la demanda de vapor!
• La capacidad depende de varios factores tales como'
• Las características del lí#uido del proceso, es decir la
densidad, viscosidad
• El tama4o de la bomba los diámetros de entrada salida
• El tama4o del mpulsor
• La velocidad de rotaci%n del mpulsor 5P6
• El tama4o forma de las cavidades entre los alabes
• Las condiciones de succi%n descarga, de temperatura presi%n de
la bomba
Para una bomba con un impulsor particular #ue opera a una
velocidad con un determinado lí#uido,los 1nicos elementos de la
lista anterior #ue pueden cambiar son'
• La cantidad de lí#uido #ue flue a trav&s de la bomba
• Las presiones a la entrada la salida de la bomba!
El efecto sobre el flujo a trav&s de una bomba por el cambio
en las presiones de salida serepresenta en una curva característica
de la bomba!
omo los lí#uidos son esencialmente incompresibles, la capacidad
está directamente relacionada
con la velocidad de flujo en la tubería de succi%n! Esta
relaci%n es como sigue'
7 8 99: ; ; $ (
Cabeza
La importancia del t&rmino cabeza? radica en su uso como una
forma particular para e@presar elt&rmino presi%n' La presi%n en
cual#uier punto de un lí#uido puede ser considerada como a#uella#ue
es causada debido al peso del fluido #ue se está bombeando! El peso
de la columna vertical dellí#uido es llamado abeza estática se
e@presa en t&rminos de metros de lí#uido!
El mismo t&rmino cabeza, se utiliza para medir la energía
cin&tica generada por la bomba! En otraspalabras, la cabeza es
una medida de la altura de una columna de lí#uido #ue la bomba
puedegenerar a partir de la energía cin&tica impartida al
lí#uido!
magine un tubo disparando un c"orro de de agua "acia arriba en
la direcci%n del aire, la altura de lacabeza agua estaría por
encima de la cabeza de descarga!
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La cabeza no es e#uivalente a la presi%n! La cabeza de descarga
es un t&rmino #ue tiene unidadesde longitud la presi%n tiene
unidades de fuerza por unidad de área! La principal raz%n para usar
lacabeza de descarga en lugar de la presi%n para medir la energía
de una bomba centrífuga es #ue lapresi%n de una bomba va a cambiar
si el peso específico (peso) del lí#uido cambia, pero la cabezade
descarga no cambia e@presada en metros, a #ue cual#uier bomba
centrífuga dada se puedeutilizar para mover una gran cantidad de
fluidos alimentarios, con diferentes pesos específicos, esmás
simple discutir la cabeza de la bomba en metros es mejor olvidarse
de la presi%n parae@presar el gasto de Energía de la bomba!
$sí #ue el funcionamiento de una bomba centrífuga con
cual#uier fluido neAtoniano, a sea pesado(salsa alimentaria) o
liviano (esencia alimentaria) es descrito por el uso del
t&rmino ?cabeza?! Lascurvas de rendimiento de una bomba son en
su maoría descritas en t&rminos de la cabeza!
na bomba dada con un determinado diámetro de impulsor velocidad
elevará un lí#uido a unacierta altura independientemente de la peso
del lí#uido!
*%rmula de conversi%n de la presi%n a la cabeza
La carga estática #ue corresponde a una presi%n específica
depende del peso del lí#uido de
acuerdo con la siguiente f%rmula'
(
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• abeza total .iferencial H-
• abeza neta de succi%n positiva re#uerida /P+Hr
• abeza neta de succi%n positiva disponible /P+Ha
Cabeza de succión estática, hS: abeza resultante de la
elevaci%n relativa del lí#uido a la líneacentral de la bombaG puede
ser desde un nivel inferior a la bombaG la bomba gasta Energía
ensuccionar el li#uido! +i el nivel del lí#uido está por encima de
la bomba central, "+ es positiva! +i elnivel del lí#uido está
por debajo de la bomba "+ es negativo! ondici%n com1nmente
denotada como?altura de aspiraci%n?
Cabeza de descarga estática, hd: Es la distancia vertical
en metros entre centro de la bomba elpunto de descarga en la
superficie del tan#ue!
Cabeza de fricción, hf : orresponde a la altura
necesaria para superar la resistencia al flujo en latubería los
accesorios (álvulas, codos, uniones, bridas)! La abeza de fricci%n
depende deltama4o, condici%n tipo de tubería, la cantidad de
accesorios, el caudal, la naturaleza del lí#uido!
Cabeza de presión Vapor, hvp: La presi%n de vapor es la
presi%n a la #ue un lí#uido su vaporcoe@isten en e#uilibrio a una
temperatura dada! La presi%n de vapor del lí#uido puede obtenerse
delas tablas de presi%n de vapor! uando la presi%n de vapor se
convierte en cabeza, se le denominacomo la cabeza de presi%n de
vapor, "vp! El valor de "vp de un lí#uido se incrementa con
elaumento de la temperatura , en efecto, opone presi%n sobre la
superficie del lí#uido, la fuerzapositiva #ue tiende a provocar el
flujo de lí#uido en la succi%n de la bomba reduce la presi%n
devapor, "ec"o este de muc"o cuidado a la "ora de bombear un
alimento lí#uido puesto #ue tiende avaporizarse produce fallas
graves en el funcionamiento de la bomba, conocidas como
cavitaci%n!
Cabeza de presión, hp: debe ser tenida mu en cuenta cuando
un sistema de bombeo dealimentos lí#uidos comienza % termina en un
tan#ue #ue se encuentra bajo una presi%n #ue no seala
atmosf&rica! La presi%n en un tan#ue debe convertirse primero a
pies % metros de altura de
lí#uido! .enotada como "p, se refiere a la presi%n absoluta en
la superficie del lí#uido del dep%sitode suministro de la bomba de
succi%n! +i el tan#ue está #ue contiene el lí#uido alimenticio
estáabierto a la atmosfera, "p es igual a la cabeza de la presi%n
atmosf&rica!
Cabeza de velocidad, hv: on este t&rmino se "ace
referencia a la energía de un lí#uidoalimenticio como resultado de
su velocidad ?v?, al moverse por una conducci%n o tubería! La
cabezade velocidad es la e#uivalente a la altura en pies o metros
#ue el agua tendría #ue caer para ad#uirir la misma velocidad
con la cual se debe transportar el lí#uido por la tubería, o en
otras palabras, lacabeza necesaria para acelerar el agua!
0eneralmente la altura de velocidad es insignificante puede ser
despreciadoG en la maoría los sistemas #ue operan cabezas de
trabajo elevadas! +inembargo, puede ser un factor importante debe
ser considerado en sistemas #ue operan a bajacabeza!
Cabeza Total de succión S: orresponde a la Energía #ue
gasta el sistema de Bombeo delalimento en forma lí#uido para
succionar el alimento lí#uidoG se obtiene de la siguiente
manera'
abeza -otal de succi%n H+ 8 $ La cabeza de presi%n del
dep%sito de succi%n de la "p+, más lacabeza estática de aspiraci%n
"+, más la cabeza de velocidad la en la tubería de succi%n de
labomba "vs, 6enos la cabeza de fricci%n en la tubería de succi%n
"fs!
S ! hpS " hS " hvs # hfs (
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abeza -otal de descarga Hd 8 cabeza de presi%n en el
dep%sito de descarga la "pd, más cabezaestática de descarga "d, más
cabeza de velocidad en la tubería de descarga de la bomba "vd,
6ásla cabeza total de fricci%n en la línea de descarga "fd
d ! hpd " hd " hvd # hfd (
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siempre tiene #ue tener una cantidad suficiente de la cabeza de
succi%n presente para evitar #ue lavaporizaci%n ocurra en el punto
más bajo de la presi%n en la bomba!
NPSH es un cálculo de diseo para evitar la vaporización de
líquidos
El fabricante por lo general prueba la bomba con agua a
diferentes capacidades, establecido por ellímite de captaci%n del
lí#uido del lado de succi%n! Hasta cuando los primeros signos de
cavitaci%ninducida por evaporaci%n se producen! Esta presi%n se
convierte en la cabeza de succi%n de labomba! Este valor se deja
consignado en la curva funcionamiento de la bomba se conoce como
la?cabeza neta de succi%n positiva re#uerida (/P+Hr) o, a veces
como el /P+H!
.e esta forma, la cabeza neta de succi%n positiva (/P+H) es la
cabeza total en la tubería de succi%nde la bomba menos la presi%n
de vapor del alimento lí#uido convertidos a la altura de columna
delí#uido!
NPSHr es una !unción del diseo de la bomba
/P+H re#uerido es una funci%n del dise4o de la bomba se
determina sobre la base de una pruebareal de la bomba por el
vendedor! $ medida #ue el lí#uido pasa de la succi%n de la bomba
alimpulsor, la velocidad aumenta la presi%n disminue! .e igual
forma, e@isten p&rdidas de presi%ndebidas al c"o#ue turbulencia
cuando el lí#uido golpea el impulsor! La fuerza centrífuga de
los
álabes del impulsor a futuro, aumenta a1n más la velocidad
disminue la la presi%n del lí#uido!
El /P+H re#uerido es la cabeza positiva re#uerida en pies o
metros absolutos en la succi%n de labomba para superar estas caídas
de presi%n en la bomba mantener la presi%n del lí#uido porencima de
su presi%n de vapor!
El /P+H es siempre positivo, se e@presa en t&rminos de
altura absoluta de la columna de lí#uido!El t&rmino ?/eta? se
refiere a la cabeza de presi%n real en la tubería de succi%n de la
bomba no ala altura de aspiraci%n estática!
NPSHr aumenta a medida que aumenta la capacidad de la bomba
El /P+H re#uerido varía con la velocidad la capacidad de la
bomba! El aumento de /P+Hre#uerido lo mismo #ue el aumento de la
capacidad está dado debido al incremento de la velocidaddel
lí#uido, como en cual#uier momento la velocidad de un lí#uido
aumenta, la presi%n la cabezadisminuen! Las curvas fabricante de la
bomba normalmente proporcionan esta informaci%n! El/P+H es
independiente de la densidad del fluido, como lo son todos los
t&rminos de la cabeza de labomba! Es de anotar #ue la cabeza
neta succi%n positiva re#uerida (/P+Hr) es el n1mero #ueaparece en
la fic"a t&cnica o el catálogo de la bomba, se da para agua a
>C J no para el lí#uidoalimentario o una combinaci%n de fluidos
#ue está siendo bombeado!
Cabeza neta de succión positiva disponible, $PSa
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NPSHa es una !unción del diseo del sistema
orresponde a la funci%n del sistema en el cual la bomba está en
operaci%n! Es el e@ceso depresi%n del lí#uido en pies absolutos
sobre su presi%n de vapor, es decir la presi%n #ue llega a
lasucci%n de la bomba, para asegurarse de #ue la bomba seleccionada
no presente cavitaci%n!
+e calcula basado en el sistema o las condiciones del
proceso!
Cálculo del $PSa
La f%rmula para calcular el /P+Ha se indica a continuaci%n'
$PSa ! hps " hs " hvps #hf s &'()
.onde
hps 8 abeza de presi%nG en este caso la presi%n
barom&trica de succi%n del recipiente
hs 8 abeza de succi%n estática
hvps 8 abeza de presi%n apor
hf s 8 abeza de fricci%n
/ota'
>! ual#uier discusi%n sobre el /P+H o cavitaci%n s%lo
concierne a la aspiraci%n de la bomba! asisiempre "a un apreciable
valor de presi%n en la descarga de la bomba #ue evita la
vaporizaci%n delfluido!
$PSa en pocas palabras
En pocas palabras, /P+H disponible se define como'
/P+Ha 8 cabeza de Presi%n K cabeza estática cabeza de presi%n de
vapor del alimento lí#uido p&rdidas por *ricci%n en tuberías,
válvulas accesorios!
El disponible siempre debe ser maor #ue el /P+H re#uerido por la
bomba para #ue funcionecorrectamente! Es una práctica normal tener
por lo menos C! a < metro de /P+H adicionaldisponible en la
tubería de succi%n para evitar cual#uier problema en el punto de
trabajo!
Potencia * eficiencia
Potencia al freno (BHP)
El trabajo realizado por una bomba es una funci%n de la cabeza
total el peso del lí#uido bombeadoen un período de tiempo
determinado!
La Potencia al freno (BHP) es la potencia real entregada al eje
de la bomba!
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H 8 abeza para cada etapa diferencial a má@imo diámetro del
impulsor en metros
/ 8 elocidad de la bomba en 5P6 (5evoluciones por minuto)
La velocidad específica determina la forma general o clase de
los impulsores! $ medida #ue lavelocidad, la relaci%n entre el
diámetro de salida del impulsor, .>, la entrada o diámetro
central del
impulsor, .Los impulsores de flujo radial desarrollan la abeza
principalmente a trav&s de la *uerza centrífugaGbajo flujo
elevada cabeza de descarga! Las Bombas de alta velocidad específica
desarrollanelevada cabeza en parte por la fuerza centrífuga en
parte por la fuerza a@ial! $ maor velocidadespecífica indica un
dise4o de bomba con más generaci%n de cabeza debido más a las
fuerzasa@iales #ue por la influencia de las fuerzas centrífugas! n
flujo a@ial o bomba de "&lice con unavelocidad específica de 8
H< @ N.>3. (>)
H> 8 H< @ N/>3/ (>I)
La BHP cambia en proporci%n directa al cubo el diámetro del
impulsor, o al cubo de la velocidad'
BHP> 8 BHP< @ N.>3.)
BHP> 8 BHP< @ N/>3/:)
Las lees de afinidad son válidas s%lo en condiciones de
eficiencia constante!
La comprensi%n urvas de rendimiento de la bomba centrífuga
La capacidad la presi%n necesarias de cual#uier sistema se
pueden definir con la auda de unagráfica llamada curva del sistema!
.el mismo modo la gráfica de variaci%n de la capacidad frente ala
variaci%n de la de presi%n para una bomba en particular define la
curva característica defuncionamiento de la bomba!
n sistema de bombeo funciona donde la curva de la bomba la curva
de resistencia del sistema secruzan! La intersecci%n de las dos
curvas define el punto de operaci%n de la bomba del proceso!+in
embargo, es imposible para un punto de funcionamiento cumplir con
todas las condiciones defuncionamiento deseadas! Por Ejemplo,
cuando la válvula de descarga es estrangula, la resistencia
del sistema desplaza la curva a la iz#uierda lo mismo ocurre con
el punto de operaci%n!
igura -.: Curvas de rendimiento de la bomba
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/ombas centrífugas: Conceptos /ásicos de 0peración,
1antenimiento * Solución deproblemas
El manual de funcionamiento de una bomba centrífuga comienza a
menudo con una declaraci%ngeneral, ?La bomba centrífuga le dará
servicio satisfactorio libre problemas s%lo con la condici%n de
#ue sea instalada operada con el debido cuidado sea mantenida
apropiadamente?! $ pesar delcuidado en la operaci%n el
mantenimiento, los ingenieros se enfrentan a menudo a la
declaraci%n?La bomba "a fallado, es decir #ue a no se puede
mantener en servicio?, es decir la imposibilidadde entregar el
caudal deseado la altura de descarga es en realidad uno de los
da4os máscomunes para tener una bomba fuera de servicio!
Ha otras varias condiciones en las #ue una bomba, a pesar de no
sufrir ninguna p&rdida en el flujoo la altura de descarga, se
considera #ue "a fallado tiene #ue ser puesta fuera servicio tan
prontocomo sea posible! Estas incluen problemas relacionados con el
sello (fugas, p&rdida de flujo),problemas relacionados con la
bomba los rodamientos del motor (fallas de
lubricaci%n,refrigeraci%n, la contaminaci%n de de aceite, ruidos
anormales), fugas por la bomba, ruido mu alto elevados niveles de
vibraci%n, o problemas relacionados con el sistema motriz (motor o
turbina)!
La lista de fallas de la bomba antes mencionadas no es absoluta
ni corresponde a condicionesmutuamente e@cluentes! $ menudo, la
raíz de las causas de las fallas son la misma pero lossíntomas son
diferentes! n poco de cuidado con los primeros síntomas del
problema puede evitarfallos permanentes de las bombas!
La tarea más importante en estas situaciones es determinar si la
bomba "a fallado de formamecánica o si "a alguna deficiencia de
proceso, o ambos! 6uc"as veces, cuando las bombas seenvían al
taller, el personal de mantenimiento no encuentra nada malo al
desmontarla!
La decisi%n de poner la bomba fuera de servicio por
mantenimiento3reparaci%n debe "acersedespu&s de un análisis
detallado de los síntomas la causa raíz de la falla de la bomba!
$demás, encaso de cual#uier falla mecánica o deterioro físico
interno de la bomba, el ingeniero de alimentosdebe ser capaz de
relacionar las fallas del proceso alimentario con los problemas de
funcionamientode la unidad!
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El ngeniero de $limentos #ue desee proteger las bombas del
proceso alimentario de frecuentesda4os debe desarrollar no s%lo una
buena comprensi%n del proceso, sino tambi&n un
conocimientoprofundo del funcionamiento de la bomba!
La soluci%n efectiva del problema re#uiere de la capacidad de
observar los cambios en elrendimiento del e#uipo a trav&s del
tiempo, en el caso de una falla, la capacidad de investigar a
fondo la causa de la falla tomar medidas para evitar #ue el
problema vuelva a ocurrir!
E@isten tres tipos de problemas encontrados en su maoría con
bombas centrífugas'
• Errores de dise4o
• 6ala prácticas operativas
• 6alas prácticas de mantenimiento
1ecanismo de traba2o de una bomba centrífuga
na bomba centrífuga es una de las más simples piezas de e#uipo
de cual#uier proceso de laplanta de producci%n de alimentos! +u
prop%sito es convertir la energía de un motor (un
motorel&ctrico o turbina) primero en energía de momento en
cin&tica luego en energía de presi%n delfluido #ue se está
bombeado!
Los cambios de energía se producen en virtud de las dos partes
principales #ue componen labomba' El impulsor La voluta o
difusor!
El impulsor es la parte giratoria #ue convierte la energía de
movimiento o momento en energíacin&tica! La voluta o difusor es
la parte fija, #ue convierte la energía cin&tica en energía de
presi%n!
/ota' -odas las formas de energía #ue participan en un sistema
de movimiento de lí#uidos se
e@presan en t&rminos de altura en metros de la cabeza de
bombeo del lí#uido!
3eneración de la fuerza centrífuga * funcionamiento del
e%uipo
El $limento o insumo lí#uido del proceso alimentario entra por
la bo#uilla de succi%n a la partecentral de un dispositivo
giratorio conocido como un impulsor!
uando el impulsor gira, el lí#uido acumulado en las cavidades
entre las aspas del impulsor eslanzado de manera violenta "acia el
e@terior, suministrándole aceleraci%n centrífuga debida al girodel
impulsor sobre su eje a grandes velocidades!
omo el lí#uido o insumo alimentario sale del centro del impulsor
"acia la periferia se crea una zonade baja presi%n o succi%n
"aciendo #ue más lí#uido flua "acia la entrada de la bomba! .ebido
a
#ue las paletas del difusor tienen curvatura, el fluido es
empujado en la direcci%n tangencial posteriormente en direcci%n
radial por la fuerza centrífuga #ue le imprime la bomba al
alimentolí#uido!
Esta fuerza #ue act1a dentro de la bomba es la #ue mantiene el
alimento lí#uido fluendo dentro detoda la conducci%n conectada a la
bomba en direcci%n de los demás e#uipos del proceso!
En la *igura se muestra en la secci%n transversal de una bomba
centrífuga el movimiento dellí#uido!
igura -4 Tra*ectoria del flu2o del lí%uido en el interior de una
bomba centrífuga
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Conversión de energía cin5tica en energía de presión
El principio fundamental del funcionamiento de la Bomba
centrífuga consiste en #ue el tipo energíagenerada por la fuerza
centrífuga es la energía cin&tica!
La cantidad de energía #ue recibe el lí#uido es proporcional a
la velocidad en La punta e@terna delos alabes del
impulsor
uanto más rápido gira el impulsor o más grande es el impulsor,
maor será la velocidad del lí#uidoen la punta del alabe maor
energía impartida al lí#uido!
Esta energía cin&tica del lí#uido #ue sale de un impulsor o
turbina se ve entorpecido por la acci%n deuna resistencia al flujo!
La primera resistencia es generada por la misma voluta de la
bomba(carcasa) #ue lo frena en su interior! En la zona de
impulsi%n, el lí#uido disminue la velocidad estaa su vez se
convierte en presi%n sobre el lí#uido de acuerdo con el principio
de conservaci%n deEnergía de Bernoulli!
Por lo tanto, la cabeza (la presi%n en t&rminos de altura de
lí#uido) desarrollada esapro@imadamente igual a la energía de
velocidad en la periferia del impulsor e@presada por lasiguiente
f%rmula'
.one H 8 abeza total desarrollada en metros
8 velocidad en la periferia del impulsor en m3seg
08 $celeraci%n de la gravedad :! m3seg>
La cabeza tambi&n puede ser calculada a partir de las
lecturas de los man%metros dispuestos en laslíneas de aspiraci%n de
descarga unidas a la bomba!
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Las curvas de flujo de las bombas relacionan el caudal la
presi%n (la cabeza) desarrollada por labomba a diferentes tama4os
de impulsor velocidades de rotaci%n!
La operaci%n de la bomba centrífuga debe ajustarse a las curvas
de las bombas suministradas por elfabricante! Para leer entender
las curvas de las bombas, es mu importante desarrollar
unacomprensi%n clara de los t&rminos utilizados en las curvas!
Este tema se desarrollará más adelante!
"n #ec#o que debe ser siempre recordado es$ "na bomba no crea
presión, sólo
proporciona un !lu%o&
La presión es tan sólo un indicativo de la cantidad de
resistencia al !lu%o&
Componentes generales de las bombas centrífugas
na bomba centrífuga tiene dos componentes principales'
n componente giratorio compuesto por un impulsor un eje
n componente fijo compuesto por una carcasa, cubierta de la
carcasa, los cojinetes!
Los componentes, tanto fijos como rotativos, se muestran en la
*igura :
igura -(: Componentes generales de la bomba centrífuga
Los componentes principales se discuten brevemente a
continuaci%n! La *igura IC muestra estaspiezas en una fotografía de
una bomba centrífuga!
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igura .6: Componentes generales de una bomba centrífuga
Componentes estacionarios
Cubiertas
Las ubiertas o carcasas son de dos tipos' oluta circular! .entro
de las cubiertas el impulsor esajustado!
• La cubierta tipo voluta' es construida para cabezas de
descarga elevadas
na cubierta tipo voluta es un espiral cua área se incrementa
"acia la zona de descarga como semuestra en la *igura I< (ver
bo#uilla de descarga), donde se observa como por la forma de
lavoluta, se reduce la velocidad del lí#uido incrementándose su
presi%n!
igura .': corte transversal de una bomba %ue muestra la cubierta
tipo voluta en su interior
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no de los prop%sitos principales de la cubierta tipo voluta es
audar a e#uilibrar la presi%n"idráulica sobre el eje de la bomba!
+in embargo, este balance debe ocurrir a la capacidad debombeo
recomendada por el fabricante! La operaci%n de este tipo de bombas
a menor capacidad debombeo #ue la recomendada por el fabricante
puede poner tensi%n lateral el eje de la bomba,incrementándose su
desgaste la rotura de los sellos rodamientos "asta el mismo eje de
labomba!
Las cubiertas de voluta doble son utilizadas cuando a capacidad
de bombeo reducida el empujeradial llega a ser significativo!
• ubierta -ipo circular
Este tipo de carcasa tiene paletas fijas de difusi%n rodeando
perif&ricamente al impulsor paraconvertir la Energía de
velocidad en Energía de presi%n! /ormalmente las paletas de
difusi%n seaplican en las bombas de etapas m1ltiples!
+e utiliza para bajas cabezas de descarga alta capacidad! Pueden
ser dise4adas como cubiertass%lidas o cubiertas de divididas
Q La cubierta s%lida corresponde al dise4o en el #ue la carcasa
es entera, incluendo la bo#uilla dedescarga la cual está toda
contenida en una sola cubierta o pieza fabricada!
Q La carcasa dividida implica dos o más partes #ue se unen entre
sí! uando las partes estándividas por el plano "orizontal, la
cubierta se especifica como cubierta tipo dividida
"orizontalmente
o cubierta dividida a@ialmente!
Para el caso en el #ue la divisi%n de la cubierta es en el plano
vertical en posici%n perpendicular a larotaci%n del eje, la
cubierta recibe el nombre de dividida verticalmente o cubierta
divididaradialmente!
Este tipo de cubiertas re#uieren la utilizaci%n de anillos de
desgaste #ue act1an como sello entre lacubierta el impulsorG er
*igura I>
igura .7 Cubierta sólida
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igura .< 9spiración superior;descarga superior
bo#uillas Lateral de aspiraci%n 3 bo#uillas Lateras de descarga'
en este caso, Las bo#uillas desucci%n descarga están situadas a los
lados en posici%n perpendicular al eje
Cámara de sello *;o Ca2a de empa%uetadura
+e encuentra ubicada en un compartimento, a sea integral o
separada de la cubierta de la bombaen la regi%n comprendida entre
el eje la cubierta, corresponden a los sistemas de sellado
estan#ueidad del lí#uido #ue se está bombeando, para evitar fugas
p&rdidas a trav&s del eje de la
bomba! uando el sello se consigue mediante de un sello mecánico,
la cámara se conocecom1nmente como una cámara de sellado!
uando el cierre se logra por medio de empa#ue, a la cámara se le
denomina como Prensaestopas!
En el sistema ocurre #ue, cuando la presi%n en la parte inferior
de la cámara es inferior a la presi%natmosf&rica, este impide
la entrada de aire a la bomba! uando la presi%n es superior a
laatmosf&rica, el sistema evita fugas de lí#uido desde la
bomba!
/ormalmente, las cámaras de sellado los prensaestopas
tambi&n están provistos de refrigeraci%no sistemas adecuados
para el control de la temperatura er *igura ID, en la #ue se
muestra un sellomontado en el e@terior de la cámara de la bomba sus
partes!
igura .=, Sello montado en el eterior de la cámara de la bomba *
sus partes
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Buje del sello' es una parte mu importante de la cámara del
sello o del prensaestopas! esta piezale da el ajuste deseado al
sello mecánico en su parte central se aloja la camisa del eje! +u
funci%noperativa es la de permitir la refrigeraci%n, el drenaje
ventilaci%n del eje de la Bomba
.ispositivo de circulaci%n interna se refiere a un dispositivo
situado la cámara del sello, cuafunci%n consiste en "acer circular
el lí#uido a trav&s de una junta de la cámara fría o barrera
eltan#ue de regulaci%n de fluidos!
+ello mecánico
Componentes de rotación
>mpulsor
El impulsor es la parte principal de rotaci%n #ue proporciona la
aceleraci%n centrífuga al fluido! +eclasifican de muc"as
maneras!
• Basado en la direcci%n principal de flujo en referencia al eje
de rotaci%n
• .e lujo radial
• .e flujo a@ial
• .e flujo mi@to
igura .-: Tipos de >mpulsor
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• Basado en el tipo de aspiraci%n
na sola aspiraci%n' la entrada de lí#uido en un lado!
.oble aspiraci%n' la entrada de lí#uido al impulsor
sim&tricamente a ambos lados!
• Basado En la construcci%n mecánica er *igura I
errado' envuelto en paredes laterales encerrando las paletas
impulsoras!
$bierto' /o envuelto en paredes laterales para encerrar las
paletas!
+emiabierto o tipo vorte@!
Los mpulsores cerrados re#uieren anillos de desgaste los cuales
re#uieren de mantenimiento!
Los mpulsores abiertos semiabiertos son menos propensos a
obstruirse, pero re#uieren ajustemanual de la voluta o la placa
posterior para dar al impulsor apropiado evitar la
recirculaci%n
interna del fluido a bombear!
Los mpulsores tipo orte@ son ideales para materiales lí#uidos
con contenidos en s%lidos ?fibrosos?, pero son "asta un DCR menos
eficientes #ue los dise4os convencionales!
• El n1mero de impulsores determina el n1mero de etapas de la
bomba! na bomba de unasola etapa tiene un impulsor es eficiente
para bajas cabezas de descarga
• na bomba de dos etapas con dos impulsores en serie es ideal
para un valor medio decabeza de descarga!
• na bomba de multietapa tiene tres o más impulsores en serie
son mu 1tiles en altos
valores de cabeza de descarga!
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$nillos de desgaste' proporciona un sistema de uni%n
renovable econ%mico fácil de cambiar paraevitar las filtraciones en
entre el impulsor la carcasa! +u desajuste puede llegar a ser tan
grande#ue la eficiencia de la bomba disminue demasiado produciendo
serios problemas de vibraci%n calor
?2e
El prop%sito básico del eje de la bomba centrífuga es la de
transmitir el tor#ue necesario cuando labomba arranca durante la
operaci%n de la mismaG sirve de soporte al impulsor otras
piezasgiratorias! Este trabajo lo debe "acer con una desviaci%n
menor #ue la tolerancia entre las partesgiratorias
estacionarias!
@untas de acople
Elementos ubicados perpendicularmente al eje #ue unen el sistema
motriz a la bomba #ue puedenamortiguar el tor#ue #ue se transmite
al impulsor
+e clasifican en dos grupos' rígidas fle@ibles! Las juntas de
acople rígidas se utilizan enaplicaciones donde no "a absolutamente
ninguna posibilidad ni espacio para cual#uierdesalineaci%n entre
bomba motor!
Los acoplamientos fle@ibles son más propensos a errores a la
selecci%n, instalaci%n mantenimiento del conjunto motor bomba!
v Los acoplamientos fle@ibles se dividen en dos grupos básicos'
elastom&ricos noelast%meros!Los acoplamientos elastom&ricos
utilizan juntas en materiales en cauc"o o polímero para asegurarla
fle@ibilidad re#uerida!
v Los acoplamientos no elastom&ricos utilizan juntas
metálicas para obtener fle@ibilidad! Estaspueden ser de dos tipos'
lubricados o no lubricadas! Los lubricados son propensos a
desalineaci%nla acci%n de deslizamiento de sus componentes, de a"í
la necesidad de lubricaci%n! Los dise4os no
lubricados acomodan su desalineaci%n a trav&s de la fle@i%n
de los mismos!
Componentes auiliares
Por lo general se incluen en los sistemas de bombeo los
siguientes servicios'
• Lavado, refrigeraci%n sistemas de enfriamiento del sello
• .renaje enteo del sello
• Lubricaci%n, sistemas de refrigeraci%n de los rodamientos
• +istemas de refrigeraci%n o calefacci%n de la cámara de sello
o la caja de empa#uetadura,
• +istemas de refrigeraci%n para la bomba tipo pedestal
Los sistemas au@iliares de bombeo incluen tubos, tuberías,
válvulas de cierre, válvulas de control,válvulas alivio, medidores
de temperatura termopares, medidores de presi%n, indicadores de
flujo,medidores de orificio, rejillas de ventilaci%n deHgSes!
5e#uisitos básicos para un funcionamiento sin problemas de
Bombas centrífugas
El primer re#uisito es la no cavitaci%n de la bomba
El segundo re#uisito es #ue un mínimo flujo continuo debe ser
siempre mantenido durante laoperaci%n de la bomba
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