bombas centrifugas 2013 (1)

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Bombas Centrifugas

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Principios de Mecnica de Fluidos

BOMBAS

CENTRFUGAS

INDICE

PRINCIPIOS DE HIDRAULICA2BOMBAS7FUNCION DE ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA BOMBA CENTRIFUGA.9ACCESORIOS PRINCIPALES DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS11FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS11ECUACION FUNDAMENTAL DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS15EFICIENCIA IDEAL DE UNA BOMBA CENTRIFUGA DE UN SOLO IMPULSOR20VELOCIDAD ESPECIFICA DE LOS IMPULSORES DE BOMBAS CENTRIFUGAS24EFICIENCIA PRACTICA O REAL DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS24LEYES DE AFINIDAD DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS29CAVITACION32CURVAS CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS33SELECCIN DE LA BOMBA CENTRFUGA34

PRINCIPIOS DE HIDRAULICA

Presin.- Se define como la cantidad de fuerza ejercida sobre un rea unitaria.

P = F/APrincipio de pascal

La presin acta uniformemente en todas direcciones sobre un pequeo volumen de fluido En un fluido confinado entre fronteras slidas la presin acta perpendicular a dichas fronterasPresin absoluta ceroPresin atmosfrica Local

0Presin AbsolutaPresinManomtricaNegativaPresin baromtrica

Presin manomtricaPositivaPresin absolutaPresin atmosfrica estndar

Ecuacin de la Hidrosttica

pmanometrica = h

La presin esttica debida a una carga, hace que salga un chorro de agua a travs de un orifico con una velocidad proporcional L carga; pero si este chorro choca contra una superficie, se ejercer sobre esta una presin dinmica, la cual puede ser menor igual o mayor que la presin esttica. Por otra parte, en cualquier punto debajo de la superficie libre se ejerce la presin esttica con igual intensidad en todas direcciones; mientras que la presin dinmica es ejercida con diferente intensidad en diferentes direcciones.

Ecuacin de Continuidad.

Aplicando el principio de conservacin de la masa (la materia o puede crearse ni destruirse) al flujo uniforme de un fluido compresible da por resultado la ecuacin de continuidad; que expresa la masa de fluido que pasa a travs de las secciones transversales por unidad de tiempo es la misma.

Ecuacin de continuidad para fluidos compresibles

1A1V1 = 2 A2V2

Ecuacin de continuidad para fluidos incompresibles el peso especfico es constante

A1V1 = A2V2

La ecuacin de Bernoulli para el movimiento de fluidos incompresibles en tuberas es la siguiente:

+ hf 1-2 + hpm

= Carga de velocidad Energa Cintica

= Carga de presin.- Energa correspondiente al trabajo ejecutado por las fuerzas debidas a la presin

z1 = Carga de posicin.- Energa PotencialHB = Energa mecnica aadida por unidad de peso del fluido

HT = Energa extrada por unidad de peso del fluido

hf = Prdida de carga.- Energa prdida por la friccin entre las partculas del lquido

hpm = Prdidas menores.- Energa prdida por accesorios

Los efectos de viscosidad determinan que el flujo de un fluido real se presente bajo dos condiciones muy diferentes; el flujo laminar y el flujo turbulento. Las caractersticas de estos regmenes fueron demostradas por Reynolds.

=

La ecuacin bsica para las prdidas de carga ocasionadas por el rozamiento en tuberas se obtiene empleando la ecuacin de Darcy

hf =

El factor de rozamiento depende de la rugosidad del material, de la velocidad, dimetro y viscosidad del fluido es decir del Nmero de Reynolds

Las prdidas menores son prdidas ocasionadas por accesorios instalados en sistemas hidrulicos.

Ejemplo.- Una bomba extrae agua ( = 0.0112 ) Desde un crcamo y la entrega, a un tanque elevado, por una tubera de 381 metros de longitud y 102 mm de dimetro- de fierro fundido y asfaltado. La tubera de succin es vertical de 1.73 m de longitud y est equipada con una vlvula de pie. El tubo de descarga contiene dos codos regulares con bridas R/ D = 1.4, una vlvula check y una vlvula de compuerta. Determinar la carga de succin hs (antes de la bomba), la carga de bombeo hd y la lectura en el manmetro del lado de la descarga pd, cuando el gasto sea de 757.Calcular la potencia en CV de la bomba, si sta tiene una eficiencia de un 80%.

Aplicando la Ecuacin de Continuidad

Calculando el Nmero de Reynolds y Rugosidad Relativa

En diagrama de Moody el coeficiente de friccin f

El coeficiente de prdida en la vlvula de pie es K

La bomba debe elevar el agua desde la altura de 7.32 mt a la de 8.73 mt

Aplicando la Ecuacin de Bernoulli de la superficie libre del agua al eje de la bomba para obtener la carga de succin antes de la bomba

Los coeficientes de prdida en los accesorios son:

Codo Regular con bridas 90 K Vlvula Check con bridas 2Vlvula de Compuerta con bridas 0.17Conexin Tubera Depsito

La bomba debe elevar el agua desde la altura de 8.73mt a la de 88.15mt

La carga de presin del lado de la descarga en el punto donde est colocado el manmetro ser necesario considerar la conexin vertical de altura igual a 0.61 mt.Aplicando la Ecuacin de Bernoulli del manmetro a la descarga

Aplicando Bernoulli de la superficie libre del agua desde el crcamo hasta el tanque se obtiene la carga de bombeo.

Entre el pozo de succin y el depsito de descarga de una bomba de agua a 20 C, hay un desnivel de 20 metros. La tubera de succin es de 300 mm de dimetro y 6 metros de longitud. Esta provista de alcachofa, vlvula de pie y un codo de 90 de R.L. La tubera de descarga es de 250 mm de dimetro y 140 metros de longitud. Las tuberas son de hierro galvanizado, la tubera de succin tiene una vlvula de compuerta y dos codos de 90 de R.L. El caudal bombeado es de 4800 l/min. La eficiencia mecnica es de 85%. Calcular la potencia de accionamiento de esta bomba en Kw.P = 20 kW

BOMBAS

El objeto de bombeo de un fluido, es su transporte de un punto a otro, generalmente desde una cota baja a otra ms elevada, venciendo presiones y desniveles mediante una maquina hidrulica llama bomba.

En el mercado puede encontrarse una amplia diversidad de bombas siendo los tipos bsicos los que relatamos seguidamente, aunque existen muchas variaciones y modificaciones de estos tipos bsicos.

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS

De Pistn Alternativas De Embolo Buzo Diafragma Externos Desplazamiento Engranes Internos Positivo Rotativas Paletas Balanceada No Balanceada PistonesBOMBAS

Radiales Centrifuga Axiales De Escurrimiento Mixto Desplazamiento no Positivo

Las Bombas Centrifugas se pueden clasificar de diferentes maneras: Posicin de la flecha: Horizontales, Verticales e Inclinadas. Diseo de la Carcaza: Voluta o Anillo Difusor. Diseo mecnico dela carcaza: Axialmente Bipartidas Radialmente Bipartidas. Forma de succin: Sencilla o Doble

BOMBA CENTRIFUGA

Una Bomba Centrfuga puede definirse como un dispositivo proyectado con objeto de elevar agua de un nivel inferior a un nivel superior, derivando la presin necesaria para ello, de la fuerza centrfuga que es impartida a las partculas del lquido por las aspas curvas de un impulsor giratorio.

FUNCION DE ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA BOMBA CENTRIFUGA.

CARCAZA

Es el cuerpo o envoltura de la bomba en cuyo interior gira el impulsor, la funcin de la carcaza es la de convertir la energa de velocidad impartida al lquido en energa de presin aprovechable mediante la reduccin de velocidad por un aumento gradual de rea.

IMPULSOR

Es el corazn de la bomba centrifuga, el impulsor hace girar la masa de lquido con la velocidad perifrica de las extremidades de los alabes, determinando as la altura de elevacin producida o presin de trabajo de la bomba.

El lquido llega primero al centro del impulsor, llamado ojo del impulsor y es desplazado hacia la periferia al estar girando el impulsor, mientras ms rpido gire el impulsor ms rpido se mover el lquido.La carcaza puede ser de tipo Voluta Difusor.

ANILLOS DE DESGASTE

La funcin de los anillos de desgaste es el tener un elemento fcil y barato de remover en aquellas partes en donde, debido a las cerradas holguras que se producen entre el impulsor que gira y la carcaza fija, la presencia del desgaste es casi segura. En esta forma, en lugar de tener que cambiar todo el impulsor, o toda la carcaza, solamente se quitan los anillos los cuales pueden estar montados a presin en la carcaza, en