tema2 bombas

7/28/2019 Tema2 Bombas

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Mecnica de fluidos

TEMA 2

IMPULSIN DE FLUIDOS

INCOMPRESIBLES

Autores:I. Martin; R. Salcedo

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2/76

CARGAS EN EL SISTEMA

Carga de aspiracin

Carga de impulsin


3/76

V1=0 P1=0 V2=0 P2=0

h

V4=V3

P4 > P3

h4 = hi

h3 = hah1

z1

V23/2g

P4/g

V24/2g

z2

z3=z4=0

L (m)

H (m)

P3/g

h2

aFg

iFg

1 3 4 2

h4 > h2


4/76

1

3 4

2


5/76

1

3 4

2

V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm

h4 = hi

h3 = hah1

V23/2g

V24/2g

P4/g

z2

z1


6/76

1

3 4

2

V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm

z1V1 z3 > z1

P3 < P1=Patm


7/76

1

3 4

2

V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm

z1


8/76

NPSHdisp / NPSHreq

va

PNPSH h g

=

1

3 4

2

haDisponible

Requerido

>0 z=0

NPSHd> NPSHr


9/76

RENDIMIENTO

POTENCIASUMINISTRADA

AL FLUIDO

tP =W(J/kg) m(kg/s)=gH Q

rP

POTENCIA

CONSUMIDAPOR BOMBA

=???


10/76

RENDIMIENTO

RED

ELE

CTRICA

motor bomba fluido

ENERGA ENERGA ENERGA

elect

bombatotal

mec hidxx


11/76

RENDIMIENTO

POTENCIASUMINISTRADAAL FLUIDO

tP =W(J/kg) m(kg/s)=gH Q

tr

tot tot

P gH QP = =

POTENCIACONSUMIDA

POR BOMBA


12/76

Formas deimpulsin

Mquinas para

impulsin

DESPLAZAMIENTO VOLUMTRICO DEL FLUIDO

IMPULSIN MECNICA, FUERZA CENTRFUGA

TRANSPORTE CANTIDAD DE MOVIMIENTO (FLUIDOSECUNDARIO)

ACCIN CAMPO MAGNTICO

GASES

LQUIDOS BOMBAS

VENTILADORES

SOPLANTES

COMPRESORES


13/76

BOMBAS

Alternativas

DESPLAZAMIENTO

POSITIVO

TURBOBOMBAS

Rotatorias

Pistn

Diafragma

Ruedas dentadas

Lbulos

Ruedas excntricas

Paletas

Centrfugas

Axiales

Peristlticas

Helicocentrfugas

Tornillo

Hlice salomnica


14/76

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Bombas alternativas : pistn

- Cilindro movido por una biela.- El lquido es comprimido dentro de la cmara.

Vlvulaadmisin

Vlvuladescarga


15/76



admisin


16/76



descarga


17/76




18/76



descarga descargacarga

caudal


19/76



MBOLOS DE ACCIN DOBLE


20/76



MBOLOS DE ACCIN DOBLE


21/76



Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta

descarga descargacarga

caudal


22/76



2 cilindros accin doble

Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta

Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta


23/76



Carreracompleta

caudal

Carreracompleta

Carreracompleta


24/76

- Caudales constantes enperiodos largos

- Presiones elevadas a lasalida

- Impulsin de lquidosmuy viscosos

- Rendimiento volumtricosuperior al 90%

- No bombean lquidos conslidos abrasivos

- Tamao grande- Elevado coste inicial y de

mantenimiento



VENTAJAS DESVENTAJAS


25/76


Bombas alternativas : diafragma

MEMBRANA FLEXIBLE


26/76



MEMBRANA FLEXIBLE


27/76




28/76

- Fcil evitar fugas

- Impulsin de lquidos

txicos o peligrosos,corrosivos y con slidosabrasivos

- Vida corta del diafragma yriesgo de rotura.

- Costes de mantenimientoelevados



VENTAJAS DESVENTAJAS


29/76


Bombas rotatorias

De ruedasdentadas


30/76


Bombas rotatorias

De ruedasdentadas


31/76


Bombas rotatorias

De ruedasdentadas


32/76


Bombas rotatorias

De lbulos


33/76


Bombas rotatorias

De lbulos


34/76


Bombas rotatorias

De ruedas excntricas


35/76


Bombas rotatorias

De ruedas excntricas


36/76


Bombas rotatorias

De paletas


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Bombas rotatorias

De paletas


38/76


Bombas rotatorias

De tornillocirculacin

en direccin axial

Se utilizan para lquidosviscosos


39/76


Bombas rotatorias

De hlice salomnica

El eje adems de girar describe trayectoriacircular dentro de la cavidad


40/76


Bombas rotatorias

Peristltica


41/76


Bombas rotatorias

Peristltica

TURBOBOMBAS


42/76

TURBOBOMBAS

TURBOBOMBAS


43/76

TURBOBOMBAS

Bomba axialBombacentrfuga

TURBOBOMBAS


44/76

TURBOBOMBAS

Centrfuga devoluta

Centrfuga dedifusor

TURBOBOMBAS


45/76

TURBOBOMBAS

Tipos de rodetes

Abierto Semiabierto Cerrado

TURBOBOMBAS


46/76

TURBOBOMBAS

Tipos de rodetes

TURBOBOMBAS


47/76

TURBOBOMBAS

Tipos de aspiracin

Aspiracinsencilla

Aspiracindoble

TURBOBOMBAS


48/76

- Construccin sencilla. Bajo coste inicial ymantenimiento

- Sin vlvulas en el cuerpo de bomba

- Acoplamiento a motor elctrico o fabricacin conjuntade ambos

- A mayor velocidad de giro, menor tamao

-

Funcionamiento muy estable. Puede trabajar con lasalida cerrada

- Pueden manejar lquidos con slidos en suspensin

VENTAJAS

TURBOBOMBAS

TURBOBOMBAS


49/76

- No proporcionan P elevadas. Bombas de mltiplesetapas. Ms costosas

- Slo operan con alto rendimiento en un pequeo

intervalo de condiciones (caudal-presin)- Vlvulas de retencin en lnea de aspiracin para que

lquido no vuelva al depsito al detener la bomba

- Bajo rendimiento con lquidos muy viscosos

DESVENTAJAS

TURBOBOMBAS

TURBOBOMBAS


50/76

u t

u v

u

r 1

r 2

dr

b

TURBOBOMBAS

r2

r1

TURBOBOMBAS


51/76

u t

u v

u

r 1

r 2

dr

b

TURBOBOMBAS

r2

r1

TURBOBOMBAS


52/76

Alturas tericas y reales proporcionadas

por bomba centrfuga

TURBOBOMBAS

= a - b Qt,

H

( )tH = a - b Q

2

rH = A - BQ - C Q

Q

H

a

aA

Hmax

Q=0

TURBOBOMBAS


53/76

Altura proporcionada por bomba centrfuga

TURBOBOMBAS

2

rH = A - BQ - CQ

Q

H

Curva caracterstica dela bomba centrfuga

TURBOBOMBAS


54/76

Curvas caractersticas de una bomba centrfuga

TURBOBOMBAS

CARGA TOTALRENDIMIENTO

POTENCIA AL FRENO

Qro

TURBOBOMBAS


55/76

Zonas de distribucin de la potencia en una bomba centrfuga

TURBOBOMBAS

Rozamientoencojinetes

Rozamientoendisco

Fugasde

lquido Rozamiento

Potenciaalfreno

Choque

Choque

Potencia absorbida por el fluido

Qro

TURBOBOMBAS


56/76

Zonas de distribucin de la potencia en una bomba centrfuga

TURBOBOMBAS

Potenciaalfreno

Potencia absorbida por el fluido

Prdidas

TURBO

BOMBAS


57/76

Patmz1

Patmz2

TURBOBOMBAS

1

2

TURBOBOMBAS


58/76

Altura proporcionada por bomba centrfuga

TURBOBOMBAS

Q

H

CURVA BOMBA

CURVA SISTEMA

PUNTO OPERACIN

Q

H

TURBOBOMBAS


59/76

Asociacin bombas centrfugas en serie

TURBOBOMBAS

Q

H

bomba

sistema

Asociacinbombas serie

Q

H

TURBOBOMBAS


60/76

Asociacin bombas centrfugas en paralelo

TURBOBOMBAS

Q

H

Bomba 1

sistema

Asociacinbombas paralelo

Bomba 2

Q1 Q2 Q=Q1+Q2

H

TURBOBOMBAS


61/76

Asociacin bombas centrfugas

TURBOBOMBAS

Calcular Q que impulsa cada bomba,

Q del conjunto y potencia

a) con las bombas asociadas en serieb) con las bombas asociadas enparalelo

H(m) Q(m/s)

Curvas caractersticas:

H1=69-135Q- 4000QH2=54-71Q- 4285Q

TURBOBOMBAS


62/76

Semejanza bombas centrfugas

Criterios de

semejanza

Bombas idnticas girandoa distintas velocidades

Bombas idnticas girandoa la misma velocidaddonde el rodete se ha

rebajado ligeramente

2

22 2 2

22 2 2

r u rQ

Q' r' u' r' '

= = =

22

2

2

2

2

2

2

22

22

'r'

r

'r'u'

ru

'H

H=

=

=

43

'H'Q

QH

'P

P==

TURBOBOMBAS

222 senbur2Q =

222,t cosrug

H

=

P Q g H=

TURBOBOMBAS


63/76


Bombas idnticas girando a distintas velocidades

Q

Q

H

H

PP

2

2

3

3

' '

' '

' '

= = = = = =

H= A+BQ +CQ2

H= 2A + BQ+CQ2/ = 1

= DQ +EQ2

= DQ/ +EQ2/2

Bomba semejante

Bomba semejante

= 1

TURBOBOMBAS

TURBOBOMBAS


64/76


TURBOBOMBAS

SISTEMA

Q

H

Q2

H2

Q1

H1

Q3

H3

123 1< 2< 3

TURBOBOMBAS


65/76


U O O S

Superficies deisorrendimiento

TURBOBOMBAS


66/76


Bombas idnticas girando a la misma velocidaddonde el rodete se ha rebajado ligeramente

Q r

Q r

H r

H r

P r

P r

2

2

2

2

4

4

' '

' '

' '

= = = = = =

H= A+BQ +CQ2

H= 2A + BQ+C(Q/)2/ = 1

= DQ +EQ2

= DQ/2 +EQ2/4

Bomba semejante

Bomba semejante

= 1

TURBOBOMBAS


67/76


SISTEMA

Q

H

Q2

H2

Q1

H1

Q3

H3

d1

d2

d3 d1< d2< d3

TURBOBOMBAS


68/76


Superficies deisorrendimiento

TURBOBOMBAS


69/76

Cebado bombas centrfugas

No iniciansuccin lquidopor s mismas

altura de salida fija

Potencia de salidadepende de densidad

BOMBAS ESPECIALES


70/76

Bombas monta-cidos

BOMBAS ESPECIALES


71/76

Bombas mamut

aire

Aire + lquido

BOMBAS ESPECIALES


72/76

Bombas de chorro o sifn(eyectores)

Mezcla fluidos

BOMBAS ESPECIALES


73/76

Bombas de electromagnticas

CRITERIOS SELECCIN BOMBA


74/76

Bombas centrfugas

Bombas desplazamiento positivo



75/76

Bombas alternativas:

1. mbolo2. mbolo varios cilindros

3. Diafragma

Bombas rotatorias:

4. Ruedas dentadas5. Tornillo

Bombas centrfugas:

6. Aspiracin sencilla

7. Aspiracin sencilla ymltiples etapas

8. Aspiracin doble y mltiplesetapas



76/76

Bombas alternativas:

1. mbolo2. mbolo varios cilindros

3. Diafragma

Bombas rotatorias:

4. Ruedas dentadas5. Tornillo

Bombas centrfugas:

6. Aspiracin sencilla

7. Aspiracin sencilla ymltiples etapas

8. Aspiracin doble y mltiplesetapas

Q>1 m3/h

P100 m3/h

P

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