INDICE
1.INTRODUCCIN32.OBJETIVOS:33.MARCO TEORICO33.1.EQUIPO DE
BOMBEO33.2.BOMBAS CENTRIFUGAS:53.3.FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS
CENTRFUGAS63.4.BOMBA VERTICAL Y HORIZONTAL:73.4.1.BOMBAS
HORIZONTALES:73.4.2.BOMBAS VERTICALES:83.4.3.BOMBAS VERTICALES DE
FUNCIONAMIENTO EN SECO:83.4.4.BOMBAS VERTICALES
SUMERGIDAS:83.5.BOMBAS DE TURBINA VERTICALES93.6.BOMBAS DE TURBINA
VERTICALES DE MOTOR NORMAL SUPERIOR:103.6.1.BOMBAS VERTICALES DE
HLICE:113.7.BOMBA CON IMPULSOR DE FLUJO AXIAL, RADIAL Y
MIXTO113.8.BOMBAS DE IMPULSOR ABIERTO, SEMIABIERTO Y
CERRADO123.9.BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO
POSITIVO133.9.1.CARACTERSTICAS PRINCIPALES133.10.VENTAJA DE LAS
BOMBAS POSITIVAS:133.11.BOMBAS RECIPROCANTES143.12.BOMBA DE
DIAFRAGMA:143.13.BOMBA DE EMBOLO:153.14.BOMBA RECIPROCANTE DE
EMBOLO DE DESCARGA VARIABLE.153.15.BOMBAS
ROTATORIAS:164.CONCLUSIONES:175.RECOMENDACIONES186.BIBLIOGRAFA:18
SISTEMAS DE BOMBEO
1. INTRODUCCIN:La tecnologa de bombeo de agua se desarroll
paralela a la disponibilidad de fuentes de energa. Efectivamente,
se puede decir que el primero de nuestros ancestros que junto sus
manos y cogi agua de una corriente, escogi tcnica de bombeo que le
era apropiada. Los dispositivos modernos, tales como las bombas
centrifugas, han alcanzado un alto estado de desarrollo y son
profusamente usados, particularmente en pases desarrollados, solo
gracias a que se dispone de fuentes de energa adecuadas, tales como
motores disel o motores elctricos.En pequeas comunidades de pases
en desarrollo, la energa humana y la animal son a menudo la energa
que con mayor facilidad se dispone para el bombeo del agua,
particularmente en reas rurales. Bajo condiciones adecuadas, la
energa elica es importante. La energa solar puede tener un uso
potencial. Los motores disel y los motores elctricos solo deberan
usarse si se dispone del suministro necesario de combustible o
electricidad y si su provisin est asegurada. Junto a esto debe de
haber un mantenimiento adecuado y repuestos.2. OBJETIVOS:
determinar el funcionamiento de los motores elctricos del
circuito del parque de las aguas de la una-puno. Observar los
procesos de bombeo que se realizan en el funcionamiento de los
motores elctricos.
3. MARCO TEORICO:3.1. EQUIPO DE BOMBEOUn equipo de bombeo es un
transformador de energa, mecnica que puede proceder de un motor
elctrico, trmico, etc. Y la convierte en energa, que un fluido
adquiere en forma de presin, de posicin y de velocidad.As se tendrn
bombas que funcionen para cambiar la posicin de un cierto fluido.
Por ejemplo la bomba de pozo profundo, que adiciona energa para que
el agua del sub-suelo se eleve a la superficie.Un ejemplo de bombas
que adicionan energa de presin sera una bomba en un oleoducto, en
donde las cotas de altura as como los dimetros de tuberas y
consecuentemente las velocidades fuesen iguales, en tanto que la
presin fuesen iguales, en tanto que la presin fuese incrementada
para poder vencer las perdidas de friccin que se tuviesen en la
conduccin.Existen bombas que trabajan con presiones y alturas
iguales que nicamente adicionan energa de velocidad. Sin embargo a
este respecto hay muchas confusiones en los trminos presin y
velocidad por la acepcin que llevan implcita de las expresiones
fuerza-tiempo. En la mayora de las aplicaciones de energa conferida
por la bomba es una mezcla de las tres. Las cuales se comportan de
acuerdo con las ecuaciones fundamentales de la mecnica de
fluidos.Lo inverso a lo que sucede en una bomba se tiene en una
mquina llamada comnmente turbina, la cual transforma la energa de
un fluido> en sus diferentes componentes citadas en energa
mecnica.Para una mayor claridad, buscando una analoga con las
mquinas elctricas, y para el caso especfico del agua, una bomba
sera un generador hidrulico, en tanto que una turbina sera un motor
hidrulico.Normalmente un generador hidrulico (bomba) es accionado
por un motor elctrico, trmico, etc. mientras que un motor hidrulico
(turbina) acciona un generador elctrico.Tratndose de fluidos
compresibles el generador suele llamarse compresor y el motor puede
ser una turbina de aire, gas o simplemente un motor trmico.Antes de
conocer los fundamentos de operacin de las bombas es necesario
distinguir las diferentes clases de bombas que existen, y para esto
la clasificacin dada por el Hidraulic Institute de E.U.A. (1984)
parece ser la ms adecuada.Existe una diversidad de clasificacin de
bombas que ocasionalmente puede causar confusin al intentar
ubicarlas dentro de un cierto tipo, clave u otra distincin, sin
embargo la ms adecuada para propsitos de este trabajo es la
proporcionada por el instituto de Hidrulica de los E.E.U.U.Esta
clasificacin toma en cuenta la forma cmo el fluido se desplaza
dentro de los elementos de la bomba, as para aquellos en los que el
fluido se desplaza a presin dentro de una carcaza cerrada, como
resultados del movimiento suavizada de un pistn o embolo, se le
denomina bombas de desplazamiento positivo, mientras que las bombas
en las cuales el fluido es desplazado por el movimiento circular de
uno o varios impulsores provistos de alabe, se les denomina Bombas
Centrifugas y es en el presente trabajo a estas ltimas a las que se
har referencia.La clasificacin anterior parece ser la ms adecuada
sin embargo, puede ser til conocer dentro de esta clasificacin
algunas caractersticas o situaciones que ayudara a seleccionar la
bomba ms adecuada. Si por ejemplo ests pueden ser clasificadas de
la siguiente manera; segn el sistema donde funcionarn o la forma
fsica de ella. Para la primera clasificacin que es conocer el
sistema donde la bomba tendr su funcionamiento.Consiste en saber si
la bomba succionara del recipiente y con alturas variables o si la
bomba se instalar en un sumidero o en una fosa. As mismo en
necesario el liquido que la bomba manejar : si con voltiles,
viscosos, calientes o pastas aguadas, que as se manejar el concepto
de densidad y partculas que la bomba pueda impulsar.Respecto a la
forma fsica de la bomba se debe tener en cuenta que existen bombas
de eje horizontal o vertical, ambas de empujes centros o de
desplazamiento positivo, baja o alta velocidad , tambin la
especificacin de los materiales deben ser compatibles con los
lquidos que se bombearn.Una practica comn es definir la capacidad
de una bomba con el nmero adimensional llamado velocidad especfca,
que se describe posteriormente que es funcin del nmero de
revoluciones a las que giren sus participantes rotatorias, de la
siguiente forma se puede ser de alta o baja velocidad.
CLASIFICACIN DE BOMBAS.
3.2. BOMBAS CENTRIFUGAS:Las bombas centrfugas, debido a sus
caractersticas, son las bombas que ms se aplican en la industria.
Las razones de estas preferencias son las siguientes:a) Son
aparatos giratorios.b) No tienen rganos articulados y los
mecanismos de acoplamiento son muy sencillos.c) La impulsin
elctrica del motor que la mueve es bastante sencilla.d) Para una
operacin definida, el gasto es constante y no se requiere
dispositivo regulador.e) Se adaptan con facilidad a muchas
circunstancias.f) Aparte de las ventajas ya enumeradas, se unen las
siguientes ventajas econmicas:g) El precio de una bomba centrfuga
es aproximadamente del precio de la bomba de mbolo equivalente.h)
El espacio requerido es aproximadamente 1/8 del de la bomba de
mbolo equivalente.i) El peso es muy pequeo y por lo tanto las
cimentaciones tambin lo son.j) El mantenimiento de una bomba
centrfuga slo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los
empaques del presa-estopa y el nmero de elementos a cambiar es muy
pequeo.
3.3. FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRFUGASLas bombas
centrfugas mueven un cierto volumen de lquido entre dos niveles;
son pues, mquinas hidrulicas que transforman un trabajo mecnico en
otro de tipo hidrulico. Los elementos constructivos de que constan
son:a) Una tubera de aspiracin, que concluye prcticamente en la
brida de aspiracin.b) El impulsor o rodete, formado por una serie
de labes de diversas formas que giran dentro de una carcasa
circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte
mvil de la bomba. El lquido penetra axialmente por la tubera de
aspiracin hasta el centro del rodete, que es accionado por un
motor, experimentando un cambio de direccin ms o menos brusco,
pasando a radial, (en las centrfugas), o permaneciendo axial, (en
las axiales), adquiriendo una aceleracin y absorbiendo un
trabajo.Los labes del rodete someten a las partculas de lquido a un
movimiento de rotacin muy rpido, siendo proyectadas hacia el
exterior por la fuerza centrfuga, de forma que abandonan el rodete
hacia la voluta a gran velocidad, aumentando su presin en el
impulsor segn la distancia al eje. La elevacin del lquido se
produce por la reaccin entre ste y el rodete sometido al movimiento
de rotacin; en la voluta se transforma parte de la energa dinmica
adquirida en el rodete, en energa de presin, siendo lanzados los
filetes lquidos contra las paredes del cuerpo de bomba y evacuados
por la tubera de impulsin.La carcasa, (voluta), est dispuesta en
forma de caracol, de tal manera, que la separacin entre ella y el
rodete es mnima en la parte superior; la separacin va aumentando
hasta que las partculas lquidas se encuentran frente a la abertura
de impulsin; en algunas bombas existe, a la salida del rodete, una
directriz de labes que gua el lquido a la salida del impulsor antes
de introducirlo en la voluta.c) Una tubera de impulsin.- La
finalidad de la voluta es la de recoger el lquido a gran velocidad,
cambiar la direccin de su movimiento y encaminarle hacia la brida
de impulsin de la bomba.La voluta es tambin un transformador de
energa, ya que disminuye la velocidad (transforma parte de la
energa dinmica creada en el rodete en energa de presin), aumentando
la presin del lquido a medida que el espacio entre el rodete y la
carcasa aumenta.Bomba centrfuga, disposicin, esquema y
perspectiva.
Este es, en general, el funcionamiento de una bomba centrfuga
aunque existen distintos tipos y variantes.La estructura de las
bombas centrfugas es anloga a la de las turbinas hidrulicas, salvo
que el proceso energtico es inverso; en las turbinas se aprovecha
la altura de un salto hidrulico para generar una velocidad de
rotacin en la rueda, mientras que en las bombas centrfugas la
velocidad comunicada por el rodete al lquido se transforma, en
parte, en presin, logrndose as su desplazamiento y posterior
elevacin.
3.4. BOMBA VERTICAL Y HORIZONTAL:El eje de rotacin de una bomba
puede ser horizontal o vertical, (rara vez inclinado). De esta
disposicin se derivan diferencias estructurales en la construccin
de la bomba que a veces son importantes, por lo que tambin las
aplicaciones de los dos tipos de construccin suelen ser, a menudo,
distintas y bien definidas.3.4.1. BOMBAS HORIZONTALES:La disposicin
del eje de giro horizontal presupone que la bomba y el motor se
hallan a la misma altura; ste tipo de bombas se utiliza para
funcionamiento en seco, exterior al lquido bombeado que llega a la
bomba por medio de una tubera de aspiracin.Las bombas centrfugas,
sin embargo, no deben rodar en seco, ya que necesitan del lquido
bombeado como lubricante entre aros rozantes e impulsor, y entre
empaquetadura y eje.Como no son autoaspirantes requieren, antes de
su puesta en marcha, el estar cebadas; esto no es fcil de conseguir
si la bomba no trabaja en carga, estando por encima del nivel del
lquido, que es el caso ms corriente con bombas horizontales, siendo
a menudo necesarias las vlvulas de pie, (aspiracin), y los
distintos sistemas de cebado.Como ventajas especficas se puede
decir que las bombas horizontales, (excepto para grandes tamaos),
son de construccin ms barata que las verticales y, especialmente,
su mantenimiento y conservacin es mucho ms sencillo y econmico; el
desmontaje de la bomba se suele hacer sin necesidad de mover el
motor y al igual que en las de cmara partida, sin tocar siquiera
las conexiones de aspiracin e impulsin. 3.4.2. BOMBAS
VERTICALES:Las bombas con eje de giro en posicin vertical tienen,
casi siempre, el motor a un nivel superior al de la bomba, por lo
que es posible, al contrario que en las horizontales, que la bomba
trabaje rodeada por el lquido a bombear, estando, sin embargo, el
motor por encima de ste.3.4.3. BOMBAS VERTICALES DE FUNCIONAMIENTO
EN SECO:En las bombas verticales no sumergidas, el motor puede
estar inmediatamente sobre la bomba, o muy por encima de sta. El
elevarlo responde a la necesidad de protegerlo de una posible
inundacin o para hacerlo ms accesible si, por ejemplo, la bomba
trabaja en un pozo.El eje alargado puede ser rgido o flexible por
medio de juntas universales, lo que simplifica el siempre difcil
problema del alineamiento.Se emplean muy a menudo las mismas bombas
horizontales modificadas nicamente en sus cojinetes.La aspiracin es
lateral, (horizontal); en las bombas grandes, frecuentemente, es
por abajo, aunque a veces se transforma en lateral mediante un
simple codo.La ventaja de las bombas verticales, es que requieren
muy poco espacio horizontal que las hace insustituibles en barcos,
pozos, etc; sin embargo se necesita un espacio vertical superior
suficiente para permitir su cmodo montaje y desmontaje.Para bombas
de gran caudal, la construccin vertical resulta en general ms
barata que la horizontal. Las bombas verticales se emplean
normalmente en aplicaciones marinas, para aguas sucias, drenajes,
irrigacin, circulacin de condensadores, etc.
3.4.4. BOMBAS VERTICALES SUMERGIDAS:El funcionamiento sumergido
de las bombas centrfugas elimina el inconveniente del cebado, por
lo que el impulsor se halla continuamente, an parado, rodeado por
el lquido a impulsar y, por lo tanto, la bomba est en disposicin de
funcionar en cualquier momento.El control de la unidad requiere
nicamente la puesta en marcha del motor de accionamiento, sin
necesidad de dispositivos adicionales de cebado previo.Si esta
profundidad es menor de lo debido, 2 3 veces el dimetro del
orificio de aspiracin, se pueden crear en la superficie vrtices o
remolinos por cuyo centro se introduce aire en la bomba, con la
consiguiente prdida de caudal y deficiente funcionamiento.El eje
del que van provistas estas bombas, va guiado normalmente por
cojinetes de friccin separados a intervalos regulares (de 1,5 a 3
metros) y lubricados por aceite, grasa, o el mismo lquido bombeado;
en este ltimo caso, el eje se suele disponer en el interior de la
tubera de impulsin vertical, cerca del motor, en que sta se desva
horizontalmente mediante un codo adecuado.En los casos de
lubricacin por grasa o aceite, el eje va dentro de un tubo portador
de los cojinetes, siendo este conjunto, a su vez, exterior o
interior a la tubera de impulsin.La otra solucin tiene la ventaja
de requerir un menor espacio, siendo en ambos casos innecesaria la
empaquetadura, lo que constituye tambin una circunstancia muy
favorable, dados los inconvenientes que sta lleva a veces
consigo.Las bombas sumergidas tienen la ventaja de ocupar un
espacio horizontal mnimo, slo el necesario para acomodar el motor
vertical y la impulsin, siendo incluso sta a veces subterrnea.Las
ventajas hidrulicas son evidentes al desaparecer todos los
problemas de aspiracin que constituyen el principal inconveniente
en el funcionamiento de las bombas centrfugas.Desde un punto de
vista mecnico, esta disposicin presenta grandes inconvenientes con
respecto a la horizontal. Las bombas son inicialmente ms caras y su
mantenimiento mucho ms elevado, ya que cualquier reparacin exige el
desmontaje de la bomba para izarla a la superficie.El eje alargado,
somete a los cojinetes a un trabajo duro que sobre todo, si estn
lubricados por agua o lquidos sin grandes propiedades lubricantes,
hace que su vida sea corta e imprevisible.Los tipos ms importantes
de bombas verticales sumergidas son, las bombas de turbinas
verticales o de pozo profundo, las bombas de hlice y las bombas de
voluta sumergidas.3.5. BOMBAS DE TURBINA VERTICALESEntre las bombas
sumergidas, las ms importantes son las llamadas de pozo profundo,
de sondeo o de turbina vertical, que fueron desarrolladas para la
explotacin de pozos, perforaciones y sondeos de dimetro reducido.
Esta circunstancia limita forzosa-mente la altura por etapa, lo que
conduce al concepto de bombas multicelulares para reducir el
espacio.El impulsor de aspiracin simple, puede ser radial o
diagonal, segn las condiciones de servicio y su construccin cerrada
o semiabierta. Los impulsores semiabiertos, sin embargo, aparte de
su mayor empuje axial, hasta el 50% mayor, requieren un ajuste
vertical ms cuidadoso durante el montaje.El conjunto de difusores
del cuerpo de bomba y la tubera de impulsin, cuelgan del cabezal
sobre el que va montado el motor, constituyendo el codo de
desviacin de la impulsin. A veces, los difusores se recubren
interiormente de un esmalte especial que disminuye la rugosidad de
la fundicin y las prdidas hidrulicas consiguientes, aumentando el
rendimiento, dotando de una cierta uniformidad a las distintas
unidades, logrndose una mejor resistencia a la corrosin y a la
abrasin.La construccin de estas bombas permite montar el nmero de
etapas deseado, que puede llegar a 20 o ms, aadiendo simplemente
difusores e impulsores semejantes uno sobre otro, lo que dota de
cierta elasticidad a las aplicaciones, con las consiguientes
ventajas de estandarizacin, disponibilidad de repuestos, etc.; no
obstante, estas bombas participan de las desventajas mencionadas
para las bombas verticales sumergidas, de ser caras y exigir unos
costes de mantenimiento elevados.Las bombas verticales de turbina
han llegado a un grado de perfeccin notable con rendimientos altos
y determinadas ventajas hidrulicas; aunque empezaron siendo
empleadas exclusivamente para riegos en pozos y perforaciones, sus
aplicaciones industriales aumentan cada vez ms, siendo en la
actualidad ms numerosas que las agrcolas, por lo que la denominacin
de bombas de pozo profundo va desapareciendo para adaptarse a la de
bombas de turbina vertical. Dentro de este tipo se pueden
distinguir las bombas provistas de eje alargado y accionadas por
motor sumergible dispuesto inmediatamente por debajo de la bomba o
bombas buzo.
3.6. BOMBAS DE TURBINA VERTICALES DE MOTOR NORMAL SUPERIOR:En
estas bombas, el eje va por el interior de la tubera de impulsin,
desnudo si la lubricacin es por aceite, o dentro de un tubo
protector si la lubricacin es por agua de una fuente externa.El
conjunto de impulsores y eje soportado por los cojinetes de empuje
estn colocados en el mismo cabezal o en la parte superior del
motor, si su eje y el de la bomba estn rgidamente acoplados
(motores de eje hueco).Con estas bombas se pueden alcanzar unos 200
m.c.a., pero los problemas que ocasiona cualquier imperfeccin en la
rectitud del eje, que influye en gran manera en la vida de los
cojinetes y en la vibracin del funcionamiento, crecen enormemente
con la longitud del eje. Se puede considerar que la seguridad del
eje es proporcional a su rigidez o resistencia a la flexin viniendo
da- da por el factor D4 /L3 , siendo D el dimetro del eje y L su
longitud.
3.6.1. BOMBAS VERTICALES DE HLICE:Para manejar grandes caudales
con pequeas alturas se usan, a menudo, bombas hlice en posicin
vertical y funcionamiento sumergido. La simplicidad de estas bombas
llega algunas veces a ser mxima, consistiendo slo en el impulsor
axial abierto provisto de un eje vertical, que gira dentro de la
columna o tubera de impulsin.A veces pueden llevar un difusor o
algunos labes directores; a la entrada se pueden disponer tambin
labes directores, en alguna de estas bombas, con objeto de evitar o
aminorar una pre-rotacin excesiva de la vena lquida en la
aspiracin, que puede dar lugar a remolinos o vrtices en la
superficie del lquido.El eje puede estar lubricado por aceite, en
cuyo caso va dispuesto dentro del correspondiente tubo protector
con los cojinetes de apoyo.El impulsor puede ir en voladizo o bien
tener cojinete inferior, que aunque constituye un pequeo estorbo
para la aspiracin, tiene un papel importante dada la estrecha
tolerancia radial entre el impulsor y la tubera que le rodea.En
ciertas bombas de este tipo es posible desmontar desde arriba el
eje y el impulsor, sin necesidad de retirar la columna,
facilitndose algo la accesibilidad y el mantenimiento, lo que es
posiblemente el ms grave inconveniente de las bombas
sumergidas.
3.7. BOMBA CON IMPULSOR DE FLUJO AXIAL, RADIAL Y MIXTOHemos
considerado como bombas centrfugas al conjunto de las propiamente
centrfugas o radiales, en las que la energa se cede al lquido
esencialmente mediante la accin de la fuerza centrfuga, hasta las
axiales, en las que la energa se cede al lquido por la impulsin
ejercida por los labes sobre el mismo.En las bombas centrfugas
radiales la corriente lquida se verifica en planos radiales, en las
axiales en superficies cilndricas alrededor del eje de rotacin y en
las diagonales se verifica radial y axialmente, denominndose tambin
de flujo mixto.Eltipode una bomba, segn esta primera clasificacin,
que atiende al diseo hidrulico del rodete impulsor, viene indicado
por su velocidad especfica en el punto de mximo rendimiento de la
curva caracterstica.Elnmero especfico de revoluciones nqno vara
para un impulsor determinado, aunque lo haga su velocidad de giro
n, ya que q y Hm se modifican tambin al mismo tiempo.Cada impulsor
tiene una velocidad especfica determinada, si bien sta depende
tambin del sistema difusor. El valor de nq tampoco cambia al
alterar las dimensiones absolutas de un impulsor; todos los
impulsores de rendimiento aceptable que tienen una misma velocidad
especficason geomtricamente semejantes, aunque pueden tener ligeras
variaciones en el ngulo de salida, forma del labe, etc.Lavelocidad
especfica del impulsores un ndice de su geometra y proporciona una
idea de sus dimensiones principales, Fig II.10. La relacin entre
los dimetros de entrada y salida d1 /d2 , es (dentro de ciertos
lmites) directamente proporcional a nq y era uno de los ndices
utilizados antes de que se impusiera el concepto de velocidad
especfica.Laforma de los labesen los impulsores de flujo radial es,
en general, curvada hacia atrs con respecto al sentido de giro, b2
< 90, y con superficies de simple curvatura, siendo la
generatriz paralela al eje de rotacin; en los impulsores
helicoidales, los labes son de doble curvatura y en los axiales
tienen, adems, un determinado perfil aerodinmico.3.8. BOMBAS DE
IMPULSOR ABIERTO, SEMIABIERTO Y CERRADOTeniendo en cuenta su diseo
mecnico o estructural, se pueden distinguir tres tipos de
impulsores:a) De labes aislados (abiertos)b) Con una pared o disco
lateral de apoyo (semiabiertos)c) Con ambas paredes laterales
(cerrados).Esta clasificacin es independiente de la ms general, que
se refiere al tipo de diseo hidrulico, por lo que en esta nueva
clasificacin puede haber impulsores centrfugos y de flujo mixto,
abiertos, semiabiertos o cerrados.Los impulsores axiales, por su
misma estructura, slo pueden ser semiabiertos o cerrados, ya que
sus labes se pueden considerar como apoyados lateralmente en el eje
de rotacin, que hace las veces de cubo del impulsor, como si fuese
la pared posterior de los radiales y diagonales.IMPULSORES
ABIERTOS.- En un impulsor abierto, los labes desnudos van unidos
nicamente al eje de giro y se mueven entre dos paredes laterales
fijas pertenecientes a la carcasa de la bomba, con tolerancias
laterales lo ms estrechas posibles para evitar fugas.Esta
construccin es mecnicamente dbil, por el largo voladizo en que
trabajan los labes, por lo que estos impulsores disponen siempre de
una fraccin de pared posterior para dar a los labes la rigidez
necesaria.En la prctica no se hace distincin entre impulsores
abiertos y semiabiertos, designando a ambos como abiertos, en
oposicin a los cerrados. Los impulsores abiertos se utilizan en
algunas bombas radiales pequeas y para el bombeo de lquidos
abrasivos.
IMPULSORES SEMIABIERTOS.- Los impulsores con una sola pared
lateral, que siempre es la posterior, se emplean con cierta
frecuencia, destacando las bombas de flujo mixto y todas las
axiales.Al igual que en los abiertos, su buen rendimiento est
basado en una tolerancia lateral muy estrecha, del orden de 0,3 mm,
que evita fugas de la periferia al centro y en los canales del
impulsor entre s. Estas fugas son tanto mayores cuanto menos
viscoso es el lquido por lo que con lquidos algo viscosos el caudal
y la altura pueden aumentar, a pesar de las mayores prdidas por
rozamiento, lo que les hace ms apropiados que los abiertos para
trabajar con lquidos a altas temperaturas.3.9. BOMBAS DE
DESPLAZAMIENTO POSITIVO3.9.1. CARACTERSTICAS PRINCIPALESEstas
bombas guan al fluido que se desplaza a lo largo de toda su
trayectoria, el cual siempre est contenido entre el elemento
impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa,
un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. El movimiento del
desplazamiento positivo consiste en el movimiento de un fluido
causado por la disminucin del volumen de una cmara. Por
consiguiente, en una mquina de desplazamiento positivo, el elemento
que origina el intercambio de energa no tiene necesariamente
movimiento alternativo (mbolo), sino que puede tener movimiento
rotatorio (rotor).Sin embargo, en las mquinas de desplazamiento
positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una
cmara que aumenta de volumen (succin) y disminuye volumen
(impulsin), por esto a stas mquinas tambin se les denomina
Volumtricas.Con el nombre general de Bombas Positivas se conoce a
las Bombas Reciprocantes y a las Rotatorias, de las cuales a
continuacin expondremos sus caractersticas principales.3.10.
VENTAJA DE LAS BOMBAS POSITIVAS:Las bombas positivas tienen la
ventaja de que para poder trabajar no necesitan "cebarse, es decir,
no es necesario llenar previamente el tubo de succin y el cuerpo de
la bomba para que sta pueda iniciar su funcionamiento, tal como
acontece en las bombas centrfugas. En las bombas positivas, a
medida que la bomba por s misma va llenndose de lquido, ste va
desalojando el aire contenida en la tubera de succin, inicindose el
escurrimiento a travs del sistema cuando ha acabado de ser
desalojado el aire.Para completar lo antes dicho relativo a las
bombas positivas o de presin mecnica ya sea reciprocante o
rotatoria y por lo que respecta a la altura de succin ms
conveniente en ellas, al final se da el diagrama 8 en el cual puede
encontrarse laaltura prctica de succina que conviene instalar una
bomba de stas, con el fin de obtener de ellas su mejor
funcionamiento.Queda entendido que la altura prctica de succin aqu
indicada, es igual a la distancia vertical a la que puede ser
elevada el agua en la succin, menos las prdidas de carga por
friccin y otras si las hay; en el concepto de que la temperatura
del agua por manejar, considerada al construir la grfica contenida
en el diagrama 8, fue de 25C.En el diagrama 8 tambin se muestra la
presin baromtrica correspondiente a cada altitud; expresada tanto
en mm de mercurio como en metros de columna de agua.3.11. BOMBAS
RECIPROCANTESEl funcionamiento de una Bomba Reciprocante depende
del llenado y vaciado sucesivo de receptculos de volumen fijo, para
lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de
la bomba en donde queda encerrada momentneamente, para despus ser
forzada a salir por la tubera de descarga, (ver figura 103). De lo
anterior se deduce, en trminos generales, que el gasto de una Bomba
Reciprocante es directamente proporcional a su velocidad de rotacin
y casi independiente de la presin de bombeo.Como el proceso de
llenado y vaciado sucesivo de receptculos de volumen fijo requiere
friccin por resbalamiento entre las paredes estacionarias del
receptculo y las partes mviles, estas bombas no son apropiadas para
manejar lquidos que contengan arenas o materias en suspensin.
Adems, la variacin cclica del gasto de descarga puede obligar al
empleo de Cmara de aire y de grandes tuberas.Estas bombas son
relativamente de baja velocidad de rotacin, de tal manera que
cuando tienen que ser movidas por motores elctricos deben ser
intercaladas trasmisiones de engranes o poleas para reducir la
velocidad entre el motor y la bomba.Clasificacin:1. Bombas de mbolo
recprocante.1. Bombas de embolo reciprocante de descarga
variable.1. Bombas reciprocantes de diafragma.
3.12. BOMBA DE DIAFRAGMA:Ocasionalmente, las bombas
reciprocantes estn provistas de un diafragma flexible recprocamente
en vez de un mbolo o pistn reciprocante, con lo cual se elimina la
friccin y las fugas en el punto donde el mbolo atraviesa la caja de
empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en
la cual el movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama
excntrica y una palanca; las vlvulas de succin y de descarga
trabajan en forma ordinaria. Tales bombas son muy comunes en la
actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de
los automviles a los carburadores de los mismos.3.13. BOMBA DE
EMBOLO:Los elementos de una Bomba Reciprocante, comnmente llamada
de mbolo o de presin, estn mostrados esquemticamente en la figura
103. En ella puede verse que, como la Manivela o Cigeal gira con
unavelocidad uniforme, accionada por el motor, el mbolo o pistn e
mueve hacia adelante y hacia atrs en el cuerpo del cilindro; en el
golpe hacia afuera un vaco parcial detrs del mbolo perrmite a la
presin atmosfrica que obra sobre la superficie el agua en el pozo
hacer subir el agua dentro del tubo de accin, la cual, pasando por
la vlvula de succin llena el cilindro; en el golpe hacia adentro,
la vlvula de succin se cierre y el agua es presionada a salir hacia
el tubo de descarga.Eficiencia Volumtrica de una bomba de
mbolo:
Gasto ideal o terico:
Gasto efectivo:
Presin dinmica o de inercia que tiene lugar en las tuberas de
descarga y de succin de una bomba de mbolo:
3.14. BOMBA RECIPROCANTE DE EMBOLO DE DESCARGA VARIABLE.
En sistemas de transmisin de circuito hidrulico cerrado, es
algunas veces necesaria una forma de bomba cuyo gasto de descarga
pueda ser variado sin cambiar la velocidad de rotacin. Tal bomba
est indicada en la figura, tiene un cierto nmero de cuerpos
cilndricos paralelos A, hechos formando un bloque B, que gira
mediante engranes alrededor de un eje central.
Los pistones o mbolos estn articulados a un anillo D que es
mantenido en contacto con un platilloE,el cual puede inclinarse
fuera de la perpendicular; de este modo cuando el anillo D gira en
conjunto con el bloque de cilindros, tambin se balancea e imparte
el movimiento reciprocante necesario a los pistones o mbolos.En
estas bombas no son necesarias las vlvulas que tienen las bombas de
mbolo antes descritas; en su lugar tienen dos entradas o ranuras
semicirculares que obturan las extremidades de los cilindros, una
de las entradas est conectada a la tubera de succin y la otra a la
de descarga. As todos los cilindros del bloque en el lado en que
suben los mbolos, que es cuando se mueven stos hacia afuera, son
puestos en comunicacin directa con la tubera de succin, mientras
que el lquido descargado de los cilindros en los cuales bajan los
mbolos, tienen salida libre al tubo de descarga.A fin de variar el
gasto de descarga de la bomba, es necesario alterar la carrera de
los mbolos, lo cual puede hacerse cambiando el ngulo de inclinacin
del plato E. Para este objeto el plato est montado sobre ejes, de
tal modo que l puede mecerse alrededor de un eje horizontal,
transversal al eje principal de la bomba. Mientras ms normal se
hace el plato E, menor ser la descarga, hasta que sta cesa por
completo cuando el plato E, es paralelo a F. Si se sigue variando
la inclinacin, el escurrimiento vuelve a tener lugar; pero ahora en
sentido contrario, saliendo el lquido por el tubo en que antes se
haca la succin.Debido al hecho de que estas bombas son empleadas
exclusivamente para manejar aceite y de que todas las partes mviles
estn ahogadas en aceite, a pesar del nmero de superficies de
friccin que tienen, alcanzan una alta eficiencia, de un ochenta por
ciento o ms. La presin media usual de trabajo es de unos 35
kg/cm2.
3.15. BOMBAS ROTATORIAS:Estas bombas, como ya antes se dijo no
tienen vlvulas ni partes reciprocantes; el movimiento del lquido es
efectuado por la accin combinada de dos elementos giratorios
semejantes a las ruedas dentadas. En la bomba Stone-Paramor, el
elemento giratorio que es acoplado directamente a la flecha motora,
es un pin de cuatro dientes que engrana con una corona dentada de
seis dientes.Esta corona gira dentro de la armadura de la bomba a
2/3 de la velocidad con que gira la flecha motora. Una lengeta fija
de forma creciente y saliente de la armadura, impide el de descarga
a la de succin. La forma en la cual el lquido es llevado de la
entrada de la succin a la descarga donde los puntos son usados para
indicar las posiciones sucesivas del lquido en el hueco dejado
entre el pin y la corona, despus de que la flecha ha girado 1/8 de
revolucin. Cuando se bombea aceite lubricante contra una presin de
unos 7 kg/cm2 a esta mquina tiene una eficiencia mecnica de ms de
70% y una eficiencia, volumtrica de 95%. No debe intentarse el
emplearla para el bombeo de lquidos delgados. Debido a su gasto de
descarga casi uniforme, las bombas positivas rotatorias pueden
trabajar a grandes velocidades sin el peligro de que se presenten
presiones de inercia ni an en el caso de no ser empleadas Cmaras de
aire. Las bombas Stone-Paramor, por ejemplo, con una capacidad de
720 litros por minuto pueden trabajar a 300 r.p.m.
4. CONCLUSIONES: Las bombas que se utilizaron provienen del pas
de Espaa, son bombas centrifugas que tienen un promedio de vida
entre 15 a 20 aos de funcionamiento aunque esto depende del buen
mantenimiento que se logre. Dicho parque de agua necesita
constantemente un mantenimiento general ya que los dispositivos que
las controlan son muy sensibles a averas. Se conoci como es el
funcionamiento del circuito del parque de agua de la universidad
nacional del altiplano. Se identific los diferentes circuitos
electrnicos que componen dicho parque de agua. Se identific los
diferentes partes que componen dicho sistema por ejemplo las bombas
las tuberas el panel de control y los diferentes dispositivos que
las compone. La fuente de alimentacin de energa elctrica no es
suficiente para el buen funcionamiento del parque de agua Se debe
de implementar nuevos transformadores los cuales deben de aumentar
la energa elctrica lo cual lograra que el parque funcione por
completo Algunos dispositivos no funciona correctamente ya que no
hay suficiente energa elctrica
5. RECOMENDACIONES Cuando se vaya a una visita de campo llevar
la ropa adecuada como por ejemplo casco, guantes, gafas, orejeras,
botas ya que se tuvo muchos problema en esta visita de campo porque
el lugar visitado estuvo lleno de agua Dar una breve practica para
tomar las fotos ya que si no se cuenta con esa habilidad las fotos
tomadas no sirven para nada Llevar siempre un cuaderno y un
lapicero para tomar nota algunos aspectos importantes Tener
planificado que preguntas de inters se debe hacer para dicha visita
Si es posible llevar anotado en un cuaderno las preguntas que se
desea saber Tener una buena comunicacin con los compaeros de grupo
para asi dividirse los diferentes actividades a realizar
6. BIBLIOGRAFA:1. Thomas, R. E., y A. J. Rosa. The Analysis and
Design of Linear2. Circuits, 3a. ed. Nueva York: John Wiley &
Sons, 2000.3. Tocci, R. J. Introduction to Electric Circuit
Analysis. 2a. ed. Englewood4. Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1990.5.
Tuinenga, P. W. SPICE: A Guide to Circuit Simulation. Englewood6.
Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1992.7. Whitehouse, J. E. Principles of
Network Analysis. Chischester,8. U.K.: Ellis Horwood, 1991.9.
Yorke, R. Electric Circuit Theory. 2a. ed. Oxford, U.K.:
Pergamon10. Press, 1986.
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