fluidos

1. Mecánica de fluidos

2. CARGAS EN EL SISTEMA
Carga de aspiración
Carga de impulsión

3. V1=0 P1=0 V2=0 P2=0
h
V4=V3
P4 > P3
h4 = hi
h3 = ha
h1
z1
V2
3/2g
P4/gr
V2
4/2g
z2
z3=z4=0
L (m)
H (m)
P3/gr
h2
a
F
g
i
F
g
1 3 4 2
h4 > h2

4. 1
3 4
2

5. 1
3 4
2
V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm
h4 = hi
h3 = ha
h1
V2
3/2g
V2
4/2g
P4/gr
z2
z1<z3=z4<z2
L (m)
H (m)
P3/gr
h2
1 3 4 2
z1
Patm/gr Patm/gr
z3
z4

6. 1
3 4
2
V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm
z1<z3=z4<z2
L (m)
H (m)
h3 = ha
h1
V2
3/2g
P3/gr
1 3
z1
Patm/gr
z3
h1>h3
V3>V1 z3 > z1
P3 < P1=Patm

7. 1
3 4
2
V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm
z1<z3=z4<z2
L (m)
H (m)
P3
1 3
Patm
P3 < P1=Patm
CAVITACIÓN

8. NPSHdisp / NPSHreq
v
a
P
NPSH h
g
r
= −
1
3 4
2
ha
Disponible
Requerido
>0 z=0
NPSHd> NPSHr

9. RENDIMIENTO
POTENCIA
SUMINISTRADA
AL FLUIDO
t
P =W(J/kg) m(kg/s)=gH Q
r

r
P

POTENCIA
CONSUMIDA
POR BOMBA
=???

10. RENDIMIENTO
R
E
D
E
L
E
C
T
R
I
C
A
motor bomba fluido
ENERGÍA ENERGÍA ENERGÍA
helect
hbomba
htotal
hmec hhid
x
x

11. RENDIMIENTO
POTENCIA
SUMINISTRADA
AL FLUIDO
t
P =W(J/kg) m(kg/s)=gH Q
r

t
r
tot tot
P gH Q
P = =
r
h h
POTENCIA
CONSUMIDA
POR BOMBA

12. Formas de
impulsión
Máquinas para
impulsión
DESPLAZAMIENTO VOLUMÉTRICO DEL FLUIDO
IMPULSIÓN MECÁNICA, FUERZA CENTRÍFUGA
TRANSPORTE CANTIDAD DE MOVIMIENTO (FLUIDO
SECUNDARIO)
ACCIÓN CAMPO MAGNÉTICO
GASES
LÍQUIDOS BOMBAS
VENTILADORES
SOPLANTES
COMPRESORES

13. BOMBAS
Alternativas
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
TURBOBOMBAS
Rotatorias
Pistón
Diafragma
Ruedas dentadas
Lóbulos
Ruedas excéntricas
Paletas
Centrífugas
Axiales
Peristálticas
Helicocentrífugas
Tornillo
Hélice salomónica

14. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
- Cilindro movido por una biela.
- El líquido es comprimido dentro de la cámara.
Válvula
admisión
Válvula
descarga

15. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
admisión

16. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
descarga

17. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón

18. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
descarga descarga
carga
caudal

19. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
ÉMBOLOS DE ACCIÓN DOBLE

20. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
ÉMBOLOS DE ACCIÓN DOBLE

21. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
Carrera
completa
caudal
Carrera
completa
Carrera
completa
descarga descarga
carga
caudal

22. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
2 cilindros acción doble
Carrera
completa
caudal
Carrera
completa
Carrera
completa
Carrera
completa
caudal
Carrera
completa
Carrera
completa

23. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
Carrera
completa
caudal
Carrera
completa
Carrera
completa

24. -Caudales constantes en
periodos largos
-Presiones elevadas a la
salida
-Impulsión de líquidos muy
viscosos
-Rendimiento volumétrico
superior al 90%
-No bombean líquidos con
sólidos abrasivos
-Tamaño grande
-Elevado coste inicial y de
mantenimiento
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistón
VENTAJAS DESVENTAJAS

25. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
MEMBRANA FLEXIBLE

26. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
MEMBRANA FLEXIBLE

27. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma

28. -Fácil evitar fugas
-Impulsión de líquidos
tóxicos o peligrosos,
corrosivos y con sólidos
abrasivos
-Vida corta del diafragma y
riesgo de rotura.
-Costes de mantenimiento
elevados
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
VENTAJAS DESVENTAJAS

29. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas
dentadas

30. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas
dentadas

31. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas
dentadas

32. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De lóbulos

33. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De lóbulos

34. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas excéntricas

35. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas excéntricas

36. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De paletas

37. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De paletas

38. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De tornillo
circulación
en dirección axial
Se utilizan para líquidos
viscosos

39. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De hélice salomónica
El eje además de girar describe trayectoria
circular dentro de la cavidad

40. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
Peristáltica

41. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
Peristáltica

42. TURBOBOMBAS

43. TURBOBOMBAS
Bomba axial
Bomba
centrífuga

44. TURBOBOMBAS
Centrífuga de
voluta
Centrífuga de
difusor

45. TURBOBOMBAS
Tipos de rodetes
Abierto Semiabierto Cerrado

46. TURBOBOMBAS
Tipos de rodetes

47. TURBOBOMBAS
Tipos de aspiración
Aspiración
sencilla
Aspiración
doble

48. -Construcción sencilla. Bajo coste inicial y
mantenimiento
-Sin válvulas en el cuerpo de bomba
-Acoplamiento a motor eléctrico o fabricación conjunta
de ambos
-A mayor velocidad de giro, menor tamaño
-Funcionamiento muy estable. Puede trabajar con la
salida cerrada
- Pueden manejar líquidos con sólidos en suspensión
VENTAJAS
TURBOBOMBAS

49. -No proporcionan P elevadas. Bombas de múltiples
etapas. Más costosas
-Sólo operan con alto rendimiento en un pequeño
intervalo de condiciones (caudal-presión)
-Válvulas de retención en línea de aspiración para que
líquido no vuelva al depósito al detener la bomba
-Bajo rendimiento con líquidos muy viscosos
DESVENTAJAS
TURBOBOMBAS

50. 


ut
uv
u
r1
r2
dr
b
TURBOBOMBAS
r2
r1

51. 


ut
uv
u
r1
r2
dr
b
TURBOBOMBAS
r2
r1

52. Alturas teóricas y reales proporcionadas
por bomba centrífuga
TURBOBOMBAS
= a-bQ
t,∞
H
( )
t
H = a-bQ

2
r
H = A -BQ - CQ
Q
H
a
a
A
Hmax Q=0

53. Altura proporcionada por bomba centrífuga
TURBOBOMBAS
2
r
H = A-BQ-CQ
Q
H
Curva característica de
la bomba centrífuga

54. Curvas características de una bomba centrífuga
TURBOBOMBAS
CARGA TOTAL
RENDIMIENTO
POTENCIA AL FRENO
Qro
hmax

55. Zonas de distribución de la potencia en una bomba centrífuga
TURBOBOMBAS
Potencia absorbida por el fluido
Qro

56. Zonas de distribución de la potencia en una bomba centrífuga
TURBOBOMBAS
Potencia absorbida por el fluido
Pérdidas

57. Patm
z1
Patm
z2
TURBOBOMBAS
1
2

58. Altura proporcionada por bomba centrífuga
TURBOBOMBAS
Q
H
CURVA BOMBA
CURVA SISTEMA
PUNTO OPERACIÓN
Q
H

59. Asociación bombas centrífugas en serie
TURBOBOMBAS
Q
H
bomba
sistema
Asociación
bombas serie
Q
H

60. Asociación bombas centrífugas en paralelo
TURBOBOMBAS
Q
H
Bomba 1
sistema
Asociación
bombas paralelo
Bomba 2
Q1 Q2 Q=Q1+Q2
H

61. Asociación bombas centrífugas
TURBOBOMBAS
Calcular Q que impulsa cada bomba,
Q del conjunto y potencia
a) con las bombas asociadas en serie
b) con las bombas asociadas en
paralelo
H(m) Q(m³/s)
Curvas características:
H1=69-135Q- 4000Q²
H2=54-71Q- 4285Q²

62. Semejanza bombas centrífugas
Criterios de
semejanza
Bombas idénticas girando
a distintas velocidades
Bombas idénticas girando
a la misma velocidad
donde el rodete se ha
rebajado ligeramente
2
2
2 2 2
2
2 2 2
r u r
Q
Q' r' u' r' '

 

= = =
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
'
r
'
r
'
r
'
u
'
r
u
'
H
H


=


=


=
4
3
'
H
'
Q
QH
'
P
P


=
=
TURBOBOMBAS
2
2
2 sen
bu
r
2
Q 

=
2
2
2
,
t cos
r
u
g
H 

=

P Q g H
r
=

63. Semejanza bombas centrífugas
Bombas idénticas girando a distintas velocidades
Q
Q
H
H
P
P
2
2
3
3
' '
' '
' '
= =
 
= =
 
 
 
= =
 
 









H´= A+BQ’ +CQ’2
H= 2A + BQ+CQ2
h/h’ = 1
h’ = DQ’ +EQ’2
h = DQ/  +EQ2/2
Bomba semejante
Bomba semejante
 = 1
TURBOBOMBAS

64. Semejanza bombas centrífugas
TURBOBOMBAS
SISTEMA
Q
H
Q2
H2
Q1
H1
Q3
H3
1
2
3 1< 2< 3

65. Semejanza bombas centrífugas
TURBOBOMBAS
Superficies de
isorrendimiento

66. Semejanza bombas centrífugas
Bombas idénticas girando a la misma velocidad
donde 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’ +CQ’2
H= 2A + BQ+C(Q/)2
h/h’ = 1
h’ = DQ’ +EQ’2
h = DQ/2 +EQ2/4
Bomba semejante
Bomba semejante
 = 1
TURBOBOMBAS

67. Semejanza bombas centrífugas
TURBOBOMBAS
SISTEMA
Q
H
Q2
H2
Q1
H1
Q3
H3
d1
d2
d3 d1< d2< d3

68. Semejanza bombas centrífugas
TURBOBOMBAS
Superficies de
isorrendimiento

69. Cebado bombas centrífugas
TURBOBOMBAS
No inician
succión líquido
por sí mismas
altura de salida fija
Potencia de salida
depende de densidad

70. Bombas monta-ácidos
BOMBAS ESPECIALES

71. Bombas mamut
BOMBAS ESPECIALES
aire
Aire + líquido

72. Bombas de chorro o sifón
(eyectores)
BOMBAS ESPECIALES
Mezcla fluidos

73. Bombas de electromagnéticas
BOMBAS ESPECIALES

74. CRITERIOS SELECCIÓN BOMBA
Bombas centrífugas
Bombas desplazamiento positivo

75. CRITERIOS SELECCIÓN BOMBA
Bombas alternativas:
1. Émbolo
2. Émbolo varios cilindros
3. Diafragma
Bombas rotatorias:
4. Ruedas dentadas
5. Tornillo
Bombas centrífugas:
6. Aspiración sencilla
7. Aspiración sencilla y
múltiples etapas
8. Aspiración doble y múltiples
etapas

76. CRITERIOS SELECCIÓN BOMBA
Bombas alternativas:
1. Émbolo
2. Émbolo varios cilindros
3. Diafragma
Bombas rotatorias:
4. Ruedas dentadas
5. Tornillo
Bombas centrífugas:
6. Aspiración sencilla
7. Aspiración sencilla y
múltiples etapas
8. Aspiración doble y múltiples
etapas
Q>1 m3/h
P<104 kPa
Q>100 m3/h
P<104 kPa