Universidad Nacional Experimental Francisco de Mirandarea de Tecnologa El SabinoPrograma: Ingeniera QumicaUnidad Curricular: Equipos, Maquinas e Instalaciones IndustrialesProfesora: Ing. Rocio Hurtado

BOMBAS

AutorMatheus, Mnica C.I: 17842310Johana C.I:

Punto Fijo, Enero 26 de 2012INTRODUCCINCon todo el desarrollo tecnolgico que ha ocurrido desde los tiempos antiguos, incluyendo la transformacin de la potencia del agua en otras formas de energa, hasta la fisin nuclear, la bomba queda probablemente como la segunda mquina de uso ms comn, excedida apenas por el motor elctrico.Puesto que las bombas han existido por tanto tiempo y su uso est tan extendido, no es sorpresa que se produzcan una infinidad de variedades de tamaos y tipos y que se apliquen tambin a una infinidad de servicios. Proporcionando un trabajo comprensible de algunos tipos de estas bombas.Siempre que tratemos temas como procesos qumicos, y de cualquier circulacin de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.El funcionamiento en s de la bomba es el de un convertidor de energa es decir, la transformacin de energa mecnica en energa cintica, generando presin y velocidad en el fluido.Los factores ms importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son: presin ltima, presin de proceso, velocidad de bombeo y tipo de gases a bombear.

BOMBALa bomba es una mquina que absorbe energa mecnica que puede provenir de un motor elctrico, trmico, etc., y la transforma en energa que la transfiere a un fluido como energa hidrulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro, a un mismo nivel y/o a diferentes niveles y/o a diferentes velocidades.CLASIFICACIONSe pueden considerar dos grandes grupos: Dinmicas (Centrfugas, Perifricas y Especiales) y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y Rotatorias).

BOMBASDINMICAS Bombas Centrifugas: Son aquellas en que el fluido ingresa a sta por el eje y sale siguiendo una trayectoria perifrica por la tangente.

Bombas Perifricas: Son tambin conocidas comobombastipo turbina, de vrtice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el lquido por medio de los labes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El lquido va recibiendo impulsos de energa No se debe confundir a lasbombastipo difusor de pozo profundo, llamadas frecuentementebombasturbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba perifrica.La verdadera bomba turbina es la usada en centrales hidroelctricas tipo embalse llamadas tambin de Acumulacin y Bombeo, donde la bomba consume potencia; en determinado momento, puede actuar tambin como turbina para entregar potencia.

BOMBASDE DESPLAZAMIENTO POSITIVOEstasbombasguan 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.

oBOMBASRECIPROCANTES: Llamadas tambin alternativas, en estas mquinas, el elemento que proporciona la energa al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La caracterstica de funcionamiento es sencilla.

o BOMBA ROTATORIA: Llamadas tambin rotoestticas, debido a que son mquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio, y son diferentes a las rotodinmicas. Estasbombastienen muchas aplicaciones segn el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede manejar lquidos que contengan aire o vapor. Su principal aplicacin es la de manejar lquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hasta puede carecer de vlvula de admisin de carga.

CARGA NETA POSITIVA DE ASPIRACIN (NPSH)

Otro parmetro que requiere especial atencin en el diseo debombases la denominada carga neta positiva de aspiracin, la cual es la diferencia entre la presin existente a la entrada de la bomba y la presin de vapor del lquido que se bombea. Esta diferencia es la necesaria para evitar la cavitacin. La cavitacin produce la vaporizacin sbita del lquido dentro de la bomba, reduce la capacidad de la misma y puede daar sus partes internas.En el diseo debombasdestacan dos valores de NPSH, el NPSH disponible y el NPSH requerido.El NPSH requerido es funcin del rodete, su valor, determinado experimentalmente, es proporcionado por el fabricante de la bomba. El NPSH requerido corresponde a la carga mnima que necesita la bomba para mantener un funcionamiento estable. Se basa en una elevacin de referencia, generalmente considerada como el eje del rodete.El NPSH disponible es funcin del sistema de aspiracin de la bomba, se calcula en metros de agua, mediante la siguiente frmula:

BOMBAS CENTRFUGASLas bombas centrfugas, tambin denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio sumergido en el lquido. El lquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presin. El rotor tambin proporciona al lquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presin en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presin pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de gua para reducir poco a poco la velocidad del lquido. En las bombas de baja presin, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad. El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de lquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una vlvula de retencin en el conducto de succin, que mantiene el lquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta vlvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba introduciendo lquido desde una fuente externa, como el depsito de salida. Por lo general, las bombas centrfugas tienen una vlvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presin.En el caso de flujos bajos y altas presiones, la accin del rotor es en gran medida radial. En flujos ms elevados y presiones de salida menores, la direccin de flujo en el interior de la bomba es ms paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor acta como una hlice. La transicin de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.

TIPOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS Bombas de tipo Voluta: El impulsordescargaen una caja espiral que se expande progresivamente, proporcionada en tal forma que lavelocidaddel lquido se reduce en forma gradual. Por estemedio, parte de la energa de velocidad del lquido se convierte enpresinesttica. Bombas de Tipo Difusor: Los labes direccionales estacionarios rodean al rotor o impulsor en. una bomba del tipo de difusor. Esos pasajes con expansin gradual cambian ladireccindelflujodel lquido y convierten la energa de velocidad a columna de presin. Bombas de Tipo Turbina: Tambin se conocen como bombas de vrtice, perifricas y regenerativas; en este tipo se producen remolinos en el lquido por medio de los labes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El lquido va recibiendo impulsos de energa. Las bombas del tipo difusor de pozo profundo, se llaman frecuentemente bombas turbinas.

TIPOS DE FLUJO

El flujo puede ser mixto o axial, las bombas de flujo mixto desarrollan su columna parcialmente porfuerzacentrifuga y parcialmente por el impulsor de los labes sobre el lquido. El dimetro de descarga de los impulsores esmayorque el de entrada. Las bombas de flujo axial desarrollan su columna por laaccinde impulso o elevacin de las paletas sobre el lquido.

APLICACIONES DE BOMBAS CENTRIFUGAS

La mayor parte de las bombas rotatorias son autocebantes y pueden, de ser necesario, trabajar congasoaire. Las aplicaciones tpicas incluyen el paso de lquido de todas las viscosidades,procesosqumicos, alimento, descarga de barcos, lubricacin a presin,pinturaa presin,sistemasde enfriamiento, servicio de quemadores deaceite, manejos de grasa,gaseslicuados (propano, butano, amonio, fren, etc.), y un gran nmero de otrosserviciosindustriales. Cuando han de bombearse lquidos a temperaturas arriba de 82 grados C, debe consultarse al fabricante para obtener sus recomendaciones.

USO DE LASBOMBASCENTRFUGASLasbombascentrfugas, debido a sus caractersticas, son lasbombasque ms se aplican en la industria. Las razones de estas preferencias son las siguientes: Son aparatos giratorios. No tienen rganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos. La impulsin elctrica del motor que la mueve es bastante sencilla. Para una operacin definida, el gasto es constante y no se requiere dispositivo regulador. Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.

VENTAJAS ECONOMICAS El precio de una bomba centrfuga es aproximadamente del precio de la bomba de mbolo equivalente. El espacio requerido es aproximadamente 1/8 del de la bomba de mbolo equivalente. El peso es muy pequeo y por lo tanto las cimentaciones tambin lo son. El mantenimiento de una bomba centrfuga slo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los empaques de presa-estopa y el nmero de elementos a cambiar es muy pequeo.

BOMBAS ROTATORIASLas bombas rotatorias que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mnimo. En lugar de "aventar" el lquido como en una bomba centrifuga, una bomba rota y a diferencia de una bomba de pistn, la bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para lquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio slo. Pueden manejar casi cualquier lquido que est libre de slidos abrasivos. Incluso puede existir la presencia de slidos duros en el lquido si una chaqueta de vapor alrededor de la caja de la bomba los puede mantener en condicin fluida.

Estas bombas pueden ser clasificadas en dos grupos:1. Segn el rgano desplazadorMquinas de mbolosMquinas de engranajesMquinas de paletas1. Segn la variedad del CaudalMquinas de desplazamiento fijoMquinas de desplazamiento variable

TIPOS DE BOMBAS ROTATORIAS

Bombas de Leva y Pistn: Tambin se llaman bombas de mbolo rotatorio, y consisten de un excntrico con un brazo ranurado en la parte superior. La rotacin de la flecha hace que el excntrico atrape el lquido contra la caja. Conforme contina la rotacin el lquido se fuerza de la caja a travs de la ranura a la salida de la bomba. Bombas de Engranajes Externos: stas constituyen el tipo rotatorio ms simple. Conforme los dientes de los engranes se separan en el lado el lquido llena el espacio, entre ellos. ste se conduce en trayectoria circular hacia afuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes. Los engranes pueden tener dientes simples, dobles, o de involuta. Algunosdiseostienen agujeros de flujo radiales en el engrane loco, que van de la corona y del fondo de los dientes a la perforacin interna. stos permiten que el lquido se comunique de un diente al siguiente, evitando la formacin de presiones excesivas que pudiesen sobrecargar las chumaceras y causar una operacin ruidosa. Bombas de Engranaje Interno: Estas tienen un rotor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco,cortadoexternamente. Puede usarse una particin en forma de luna creciente para evitar que el lquido pase de nuevo al lado de succin de la bomba. Bombas Lobulares: stas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de accin, tienen dos o ms rotores cortados con tres, cuatro, o ms lbulos en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotacin positiva por medio de engranes externos, Debido a que el lquido se descarga en un nmero ms reducido de cantidadesmayoresque en el caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen tambin combinaciones de bombas de engrane y lbulo. Bombas de Tornillo: Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran nmero de diseos apropiados para varias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral que gira excntricamente en un estator de hlice interna o cubierta. El rotor es de metal y la hlice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo del lquido que se maneje. Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba. Bombas de Aspas: Tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el rotor, atrapando al lquido y forzndolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes usan aspas que se presionan contra la carcasa por la fuerza centrifuga cuando gira el rotor. El liquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de la bomba. Bombas de junta universal: Tienen un pequeo tramo de flecha en el extremo libre del rotor, soportado en una chumacera y80 grados con la horizontal. El extremo opuesto del rotor se encuentra unido almotor. Cuando el rotor gira, cuatrogruposde superficies planas se abren y cierran para producir una accin de bombeo o cuatro descargas porrevolucin.Un excntrico en una cmara flexible produce la accin de bombeo exprimiendo al miembro flexible contra la envoltura de la bomba para forzar el lquido hacia la descarga. Bombas de tubo flexible: Tienen un tubo de hule que se exprime por medio de un anillo de compresin sobre un excntrico ajustable. La flecha de la bomba, unida al excntrico, lo hace girar. Las bombas de estediseose construyen con uno o dos pasos. Existen otros diseos de bombas de tubo flexible.

BOMBAS RECIPROCANTESLas bombas reciprocantes son unidades de desplazamiento positivo descargan una cantidad definida de liquido durante el movimiento del pistn o mbolo a travs de la distancia de carrera. Sin embargo, no todo el lquido llega necesariamente al tubo de descarga debido a escapes o arreglo de pasos de alivio que puedan evitarlo. Despreciando stos, elvolumendel lquido desplazado en una carrera del pistn o mbolo es igual alproductodel rea del pistn por la longitud de la carrera.Existen bsicamente dos tipos de bombas reciprocantes las de accin directa, movidas por vapor y las bombas depotencia. Pero existen muchas modificaciones de los diseos bsicos, construidas para servicios especficos en diferentes campos. Algunas Se clasifican como bombas rotatorias por los fabricantes, aunque en realidad utilizan movimiento reciprocante de pistones o mbolos para asegurar la accin de bombeo.

TIPOS DE BOMBAS RECIPROCANTES

Bombas de Accin Directa: En este tipo, una varilla comn de pistn conecta un pistn de vapor y uno de lquido o mbolo. Las bombas de accin directa se constituyen de simplex (un pistn de vapor y un pistn de lquido, respectivamente) y duplex (dos pistones de vapor y dos de lquido). Los extremos compuestos y de triple expansin, que fueron usados en alguna poca no se fabrican ya como unidades normales. Bombas de Potencia: Estas tienen un cigeal movido por una fuente externa generalmente un motor elctrico, banda o cadena. Frecuentemente se usan engranes entre el motor y el cigeal para reducir la velocidad de salida del elemento motor. Cuando se mueve a velocidad constante, las bombas de potencia proporcionan un gasto casi constante para una amplia variacin de columna, y tienen buenaeficiencia. El extremo lquido, que puede ser del tipo de pistn o mbolo, desarrollar una presin elevada cuando se cierra la vlvula de descarga. Por esta razn, es prctica comn el proporcionar una vlvula de alivio para descarga, con objeto de proteger la bomba y su tubera. Las bombas de accin directa, se detienen cuando la fuerza total en el pistn delaguaiguala a la del pistn de vapor; las bombas de potencia desarrollan una presin muy elevada antes de detenerse. La presin de parado es varias veces la presin de descarga normal de las bombas de potencia. Las bombas de potencia se encuentran particularmente bien adaptadas para servicios de alta presin y tienen algunos usos en laalimentacindecalderas, bombeo en lneas de tuberas,procesode petrleos y aplicaciones similares. Bombas del Tipo Potencia de Baja Capacidad: Estas unidades se conocen tambin como bombas de capacidad variable, volumen controlado y de "proporcin". Su uso principal es para controlar el flujo de pequeas cantidades de lquido para alimentar calderas, equipos de proceso y unidades similares. Como tales ocupan un lugar muy importante en muchasoperacionesindustriales en todo tipo deplantas. La capacidad de estas bombas puede variarse cambiando la longitud de la carrera. Puede usarse un diafragma para bombear el lquido que se maneja, accionado por un mbolo que desplaza aceite dentro de la cmara de la bomba. Cambiando la longitud de la carrera del mbolo se vara el desplazamiento del diafragma. Bombas del Tipo de Diafragma: La bomba combinada de diafragma y pistn generalmente se usa slo para capacidades pequeas. Las bombas de diafragma se usan paragastoselevados de lquidos, ya sea claros o conteniendo slidos. Tambin son apropiados para pulpas gruesas, drenajes, lodos, solucionescidas y alcalinas, as comomezclasde agua con slidos que puedan ocasionarerosin. Un diafragma de material flexible no metlico, puede soportar mejor la accin corrosiva o erosiva que las partes metlicas de algunas bombas reciprocantes.

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOLas bombas de desplazamiento positivo abarcan dos grupos principales: Alternativas Rotativas o RotoestticasAunque mientras que las bombas alternativas tienen caractersticas esencialmente de desplazamiento positivo, no todas las bombas rotativas son mquinasde desplazamiento verdaderamente positivo. Tambin hay algunas mquinas no rotativas o dispositivos que dan flujos positivos cuya modalidad de funcionamiento se sale del campo abarcado por las dos clasificaciones principales. Las caractersticas principales de todas las bombas de desplazamiento positivo son: La capacidad la determinan especficamente las dimensiones de la bomba y su velocidad de funcionamiento. La capacidad o descarga logradas dependen muy poco de la altura desarrollada.

BOMBAS ESPECIALESAlgunas bombas especiales conocidas son: Para alimentacin de calderas Para grasa De pozo profundo Para lodo y drenajes

APLICACIN DE BOMBAS ESPECIALES Bombas Especiales utilizadas en la AviacinEn los circuitos hidrulicos utilizados en la aviacin para distribuir la presin a diferentes untos donde necesitamos la energa hidrulica, se utilizan tres tipos de bombas especiales, pertenecientes a diferentes grupos. Estas bombas son:0. Bomba stratapower de insuficiencia de entrada0. Bomba stratapower de demanda0. Bomba Vickers de reduccin de recorrido.Estas bombas tienen un diseo especial, pero su principio de funcionamiento es el mismo de las bombas que se utilizan en circuitos hidrulicos normales. Estas bombas deben tener un alto rendimiento tanto volumtrico como mecnico y por lo tanto total

CONCLUSINAl finalizar este tema se puede llegar a la conclusin que las bombas a lo largo de los aos han sido creadas y mejoradas para facilitar nuestro trabajo y usadas para una cantidad sin fin de aplicaciones. A la hora de seleccionar una bomba para una de estas aplicaciones siempre se deben tomar en cuenta ciertos parmetros como lo son la velocidad especfica, el tamao del impulsor y la velocidad de operacin, de modo que las caractersticas del funcionamiento de la bomba en relacin al sistema en el cual opera sean tales que el punto de funcionamiento este cerca del punto mximo de rendimiento, optimizando de esta manera el rendimiento de la bomba y minimizando el consumo de energa.