UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

Ciencia e Ingeniería en Alimentos

Operaciones Unitarias II

BOMBAS Y CLASIFICACIÓN

Introducción

La bomba es uno de los artefactos mas viejos conocidos por la humanidad y es el segundo en número en ser usado después del motor de inducción de jaula de ardilla. Con una larga historia y extenso uso, la bomba ha estado sujeta a sustanciales innovaciones, lo cual ha dado como resultado que actualmente estén disponibles en numerosos tipos.

DEFINICIÓN

Las bombas se utilizan para impulsar líquidos a través de sistemas de tuberías

Determinamos ha que es la energía que una bomba agrega al fluido.

A este valor ha se le llama Carga Total sobre la bomba, algunos fabricantes de bombas se refieren a él como Carga Dinámica Total (TDH)

gv

zp

hhgv

zp

la 22

22

22

21

11

La interpretación esta ecuación como una expresión del conjunto total de tareas que tiene que realizar la bomba

en un sistema dado

Debe elevar la presión del fluido, desde la que tiene en la fuente p1, hasta la que tendrá en el punto de destino p2

Debe subir el fluido desde el nivel de la fuente z1, al nivel del destino z2

Tiene que incrementar la carga de velocidad en el punto 1 a la del punto 2

Se necesita que compense cualquier pérdida de energía en el sistema debido a la fricción en las tuberías o en válvulas, acoplamientos, componentes del proceso o cambios en el área o dirección de flujo

POTENCIA

QhP aA La potencia que una bomba transmite al

fluido

Hay pérdidas inevitables de energía en la bomba debido a la fricción mecánica y a la turbulencia que se crea en el fluido cuando pasa a través de ella, por lo tanto, se requiere más potencia para impulsar la bomba que la cantidad que eventualmente se transmite al fluido

MA ePP 1

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

ROTATORIAS

PRINCIPIO BÁSICO DE OPERACIÓN

Son máquinas que desarrollan presión transportando líquidos en trayectoria definida en una sola dirección  

BOMBAS DE ENGRANES

Se compone de dos engranes que giran dentro de una carcasa, en sentido contrario y muy ajustados uno con el otro

Las bombas de engranes desarrollan presiones en el sistema en el rango de 1500 a 4000 psi (10.3 a 27.6 Mpa)

El flujo que entregan varía con el tamaño de los engranes y la velocidad de rotación que puede ser de hasta 4000 rpm.

Bomba de Engranes

BOMBAS DE ASPA

Consiste en un rotor excéntrico que contiene un conjunto de aspas deslizantes que corren dentro de una carcasa

Un anillo de levas en la carcasa controla la posición radial de las aspas

La selección de la entrega variable es manual, eléctrica, hidráulica o neumática

Las capacidades comunes de presión van de 2000 a 4000 psi (13.8 a 27.6 Mpa)

BOMBAS DE ASPA

Succión Descarga

RotorAnillo de levas

Aspa

Ranura de Aspa

Eje impulsor

BOMBAS DE ASPA

BOMBAS DE TORNILLO

Una desventaja de las bombas de engranes, pistón y aspas es que distribuyen un flujo por impulsos hacia la salida, debido a que cada elemento funcional mueve un elemento, volumen capturado, de fluido de la succión a la descarga

Las bombas de tornillo no tienen este problema

BOMBAS DE TORNILLO

BOMBAS DE TORNILLO

Se ilustra el rotor de impulso central, semejante a una espiral, se acopla muy bien con los dos rotores impulsados y proporciona un flujo uniforme continuo

Las bombas de tornillo operan a 3000 psi (20.7 Mpa) funcionan a velocidades altas y son más silenciosas que la mayoría de otros tipos de bombas hidráulicas

BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA

Produce un flujo suave que no pulsa y se utiliza sobre todo para enviar fluidos de procesos

Conforme el rotor central grande gira dentro del estator, se forman cavidades que avanzan hacia el extremo de descarga de la bomba que mueve el material en cuestión

El rotor está hecho de una placa de acero con placas gruesas de cromo y la mayoría de los estatores están construidos de caucho natural o sintético

Las capacidades de flujo llegan a ser hasta de 1860 gal/min y la presión de 900 psi

Este tipo de bomba maneja líquidos muy viscosos, champú, alimentos como el jarabe de manzana e incluso masa de pan

BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA

                                                                                                                                                                       

BOMBAS DE LOBULO

O bomba de levas opera en forma similar a la de engranes

Los dos rotores que giran en sentido contrario tienen dos, tres o más lóbulos que coinciden uno con otro y se ajustan muy bien en su contenedor

El fluido se mueve alrededor de la cavidad formada entre los lóbulos contiguos

BOMBAS DE LOBULO

BOMBAS PERISTALTICASConsta de una tubería flexible la cual

captura al liquido mediante la acción de un rodillo. Se usa para manipular fluidos en pequeñas cantidades, a bajas presiones y manteniendo una limpieza constante

Estas bombas se utilizan para las aplicaciones químicas, médicas, procesamiento de alimentos, científicas, etc.

BOMBAS PERISTALTICAS

Bomba peristáltica; (a) de dos rodillos y (b) de tres rodillos  

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVORECIPROCANTES

PRINCIPIO BASICO DE OPERACION

Son máquinas que suministran presión a un líquido por acción de un pistón o émbolo en un cilindro

Bomba reciprocante (simple de doble acción)

 Operación de una Bomba reciprocante de simple acción

Bomba Duplex

BOMBAS DE DIAFRAGMA

Una barra reciprocante mueve un diafragma flexible dentro de una cavidad, con lo que descarga fluido conforme aquél se mueve a la izquierda y lo empuja cuando va hacia la derecha, en forma alternada.

La ventaja es que solo el diafragma entra en contacto con el fluido

La bomba de diafragma se utiliza en la construcción, minería, aceite, gas, procesamiento de alimentos, procesos químicos y otras aplicaciones industriales

BOMBAS DE DIAFRAGMA

Bomba de doble diafragma

Funcionamiento de una  Bomba de diafragma

BIBLIOGRAFÍA

JUTGLAR, Luis B. “Bombas, Ventiladores y compresores”. Ediciones Ceac, 2005. Impreso en España. Pág: 19, 72-90

VIEJO M, ÁLVAREZ J. “BOMBAS. Teoría, Diseño y Aplicaciones”. Tercera Edición 2004.Impreso en México. Págs: 11-79, 149-159.