1. UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
TIPOS DE BOMBAS
MONOGRAFIA
ALUMNO
CORAL LEON CRISTIAN WALTER
Huacho-Lima.
2021
2. Dedicatoria
No hay ser humano, por cobarde que sea, que no pueda
convertirse en un héroe por amor.
3. Tabla de Contenido
CAPITULO I ..........................................................................................................................................7
1.1 DESCRIPCION ......................................................................................................................8
1.2 OBJETIVOS ...........................................................................................................................8
1.3 TIPOS DE BOMBAS .............................................................................................................9
1.3.1 BOMBAS CINETICAS ........................................................................................................9
1.3.2 DESPLAZAMIENTO POSITIVO................................................................................11
CAPITULO II.......................................................................................................................................20
2.1 PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO ........................................................................20
2.1.1 Velocidad específica:....................................................................................................20
2.1.2 Caudal ...........................................................................................................................20
2.1.3 Presión...........................................................................................................................20
2.1.4 CARGA NETA POSITIVA DE ASPIRACIÓN (CNPA) ............................................21
CONCLUSION.........................................................................................................................................22
BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................23
ANEXOS.................................................................................................................................................24
4. Lista de Tablas
Tabla 1 CLASIFICACION DE LOS TIPOS DE BOMBAS......................................................................7
Tabla 2 ANALISIS DE RENDIMIENTO PROMEDIO..........................................................................13
5. Tabla de Ilustraciones
Fig. 1 Bomba Sumergible ........................................................................................................................9
Fig. 2 Bomba de Desplazamiento Positivo............................................................................................12
Fig. 3 Sistemas de Bombas Rotativas....................................................................................................12
Fig. 4 Bomba de Engrane ......................................................................................................................13
Fig. 5 Bomba de Aspa............................................................................................................................15
Fig. 6 Bomba de Tornillo .......................................................................................................................16
Fig. 7 Diagrama de una Bomba de Lóbulo ............................................................................................16
Fig. 8 Bomba Peristáltica.......................................................................................................................17
Fig. 9 Funcionamiento de una Bomba de Pistón ..................................................................................18
Fig. 10 Diagrama de una Bomba de Diafragma ....................................................................................19
6. INTRODUCCION
La monografía que presentare en esta ocasión se basa en el tipo de bombas y también la
observación y el comportamiento en su transmisión de energía en diferentes modos de
presión, como también en la cantidad de caudal disponible.
Las diferentes variables de las bombas su clasificación y su uso en el campo practico y/o
laboral como en las simulaciones elaboradas por ordenador.
Se manifiestan de diferentes maneras en el caso de las cinéticas con tres tipos de flujos:
• Flujo Radial
• Flujo Axial
• Flujo Mixto
Así como describiremos las teorías basadas a la ley que rigen a las bombas y conoceremos
más a fondo el tema logrando calcular su trabajo o su eficiencia.
7. CAPITULO I
Tabla 1
CLASIFICACION DE LOS TIPOS DE BOMBAS
Cinéticas
Flujo Radial
(Centrifugas)
Flujo Axial
(Impulsor)
Flujo Mixto
Desplazamiento
Positivo
Engranes
Aspa
Tornillo
Rotativas Cavidad progresiva
Lóbulo o leva
Tubo flexible
(peristáltico)
Reciprocas
Pistón
Émbolo
Diafragma
Nota: Extraído de (ROBERT L, 2006)
8. 1.1 DESCRIPCION
Una máquina que absorbe energía mecánica que puede provenir de un motor
eléctrico o de un motor térmico, y la convierte en energía, que luego es transferida al
fluido en forma de energía hidráulica, para que el fluido se mueva desde el mismo
nivel y / o a diferentes niveles y / o diferentes velocidades que se transfiere de un
lugar a otro (ROBERT L, 2006).
ℎ𝐴 =
𝑃2 − 𝑃1
𝛾
+
𝑣2
2
− 𝑣1
2
2 ∙ 𝑔
+ 𝑧2 − 𝑧1 + ℎ𝐿
1.2 OBJETIVOS
Según (ROBERT L, 2006) Consiste en una variedad de bombas que se utilizan para
transportar líquidos en sistemas de flujo de fluidos. La selección y el uso correctos de una
bomba requieren una comprensión de sus características de rendimiento y usos comunes para
poder:
- Mencionar parámetros que tienen que ver con la selección de la bomba
- Describir el rendimiento
- Obtener información de los tipos de bombas que existen
- Ver la importancia de las bombas y el rendimiento entorno a la viscosidad del fluido
- Entender la curva de rendimiento común de las bombas
9. 1.3 TIPOS DE BOMBAS
1.3.1 BOMBAS CINETICAS
1.3.1.1 Flujo Radial (Centrifugas)
La bomba de potencia o bomba centrífuga agrega energía al fluido cuando es
acelerado por la rotación del impulsor. El fluido se lleva al centro del impulsor y luego las
palas lo desechan. Después de salir del impulsor, el fluido pasa por la voluta en espiral, donde
cae gradualmente y hace que parte de la energía cinética se convierta en presión de fluido.
(Varas B., 2000).
1.3.1.1.1 Bomba de tipo Sumergible
El diseño de la bomba sumergible permite sumergir toda la bomba
centrífuga, el motor de accionamiento y el equipo de succión y descarga en el agua.
Estas bombas se pueden utilizar para eliminar el exceso de agua de los sitios de
construcción, minas, servicios de sótanos, tanques de aceite industrial y cabinas de
buques de carga.
Fig. 1 Bomba Sumergible
Nota: Creative Commons
10. El puerto de succión de la bomba está ubicado en la parte inferior, y el agua fluye a
través del filtro y entra en el orificio del impulsor resistente al desgaste. La descarga
fluye hacia arriba a través del canal anular entre el núcleo de hierro y la carcasa del
motor. Por encima del equipo, el flujo se acumulará y fluirá hacia una tubería o
manguera de descarga ubicada en el centro. El motor seco está sellado en el centro
de la bomba. (Ruiz & Roman, 2009).
1.3.1.2 Flujo Axial (Impulsor)
No utilizan la fuerza centrífuga, sino que mueven el agua de una manera
similar a la forma en que un ventilador mueve el aire, fluyendo horizontalmente
sobre el eje giratorio del impulsor y fluyendo hacia afuera. Son particularmente
adecuados para aumentar grandes caudales de hasta (6 𝑚. 𝑐. 𝑎. )a baja
altura.(11 𝑚 3
/𝑠𝑒𝑔) (Varas B., 2000).
1.3.1.2.1 Bomba de tipo Chorro
Las bombas de chorro se utilizan normalmente en sistemas hidráulicos
domésticos y constan de bombas centrífugas y componentes de chorro o eyector. La
bomba envía agua a presión por el pozo, a través del tubo de presión y hacia la
boquilla. El chorro de la boquilla crea un vacío detrás de la boquilla, lo que hace que
el agua del pozo fluya con el chorro. El flujo de agua combinado pasa a través del
difusor, donde el flujo de agua se ralentiza, convirtiendo la energía cinética del agua
en presión. Dado que el difusor está dentro de la tubería de succión, el agua es
guiada a la entrada de la bomba, donde el agua es empujada por el impulsor. Parte
del efluente se descarga en el sistema provisto y el resto se recicla a la boquilla para
continuar la operación (Ruiz López).
11. 1.3.1.3 Flujo Mixto
Aprovecharon las ventajas de la bomba de tornillo (simple, liviana) y
modificaron la forma de las palas para darle al agua una cierta fuerza centrífuga.
Alcanzan el mejor rendimiento con un caudal de 30 a 3000 𝑙𝑡 / 𝑠𝑒𝑔 y una altura de
3 𝑎 18 𝑚. 𝑐. 𝑎. Teniendo en cuenta que las bombas centrífugas se suelen utilizar en
equipos de riego locales, este capítulo se centrará en el análisis de estas bombas. En
una bomba centrífuga, el motor hace girar el eje, el impulsor está montado en el eje
y el impulsor está encerrado en una carcasa. El agua ingresa a la bomba por su
centro y, cuando el rotor gira, imprime la velocidad, que se convierte en presión
cuando sale de la bomba (Varas B., 2000).
1.3.1.3.1 Bomba de tipo turbina
Aunque la mayoría de los estilos de bombas centrífugas son lo
suficientemente grandes y están diseñadas para aplicaciones industriales y
comerciales, todavía existen dispositivos pequeños que se pueden usar para equipos
pequeños como ropa y lavavajillas, y productos pequeños. (Romero Marrero, et al.,
2018).
1.3.2 DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Idealmente, una bomba de desplazamiento positivo suministra una cantidad
fija de fluido cada vez que el eje de transmisión o el rotor de la bomba gira una
revolución. La capacidad de la bomba se ve menos afectada por los cambios de
presión, debido al espacio entre la carcasa y el rotor, los pistones, las paletas y
otros componentes móviles que provocan un pequeño deslizamiento. La mayoría de
las bombas de desplazamiento positivo pueden funcionar con líquidos de diversas
viscosidades (ROBERT L, 2006).
13. 1.3.2.1.1Bomba de Engranes
Consta de dos engranajes, que giran en direcciones opuestas en la carcasa y
están muy cerca uno del otro. Son bombas generadoras de caudal con
desplazamiento constante, pueden soportar presiones de hasta 250 bar y están
equipadas con compensación de juego axial (MERRITT, 1967).
Fig. 4 Bomba de Engrane
Nota: Creative Commons
14. Tabla 2
ANALISIS DE RENDIMIENTO PROMEDIO
Desplazamiento o
cilindrada 𝑐𝑚3
𝑟𝑒𝑣
⁄
10 32 50
Presión nominal, bar 250 200 175
Frecuencia de
rotación mínima,
𝑚𝑛−1
650 650 650
Frecuencia de
rotación nominal,
𝑚𝑛−1
1500 1500 1500
Frecuencia de
rotación máxima,
𝑚𝑛−1
3500 2500 2000
Eficiencia
volumétrica mínima,
%
77 83 85
Eficiencia
volumétrica nominal,
%
92 94 95
Eficiencia
volumétrica máxima,
%
93 94 94
Eficiencia total
mínima, %
70 75 78
Eficiencia total
nominal, %
83,5 86 85
Eficiencia total
máxima, %
84 84 83
Potencia total, kW 6,8 16 21,87
Potencia máxima,
kW
15,81 28,8 39
Nota: Extraído de la revista de Ciencias Técnicas Agropecuarias (Paneque, Fernandes,
Pérez, & Maury, 2001)
15. 1.3.2.1.2 Bomba de Aspa
La bomba de paletas también se utiliza en energía fluida y consta de un rotor
excéntrico que contiene un conjunto de paletas deslizantes que funcionan en una
carcasa. El anillo de leva en la carcasa controla la posición radial de las palas. El
fluido ingresa a través del puerto de succión de la izquierda y luego queda atrapado
en el espacio entre dos palas consecutivas, por lo que se lleva al puerto de descarga
bajo la presión del sistema. Las capacidades comunes de presión van de 2000 a 4000
psi (13,8 𝑎 27,6 𝑀𝑃𝑎). (Machado Vallejo, 2020)
1.3.2.1.3 Bomba de Tornillo
En la bomba de tornillo, el rotor de impulso central helicoidal está bien
adaptado a los dos rotores impulsados, formando así un área restringida en la
carcasa, que se mueve axialmente de succión a descarga y proporciona un flujo
continuo y uniforme. Las bombas de tornillo operan a 3000 psi
(20.7 𝑀𝑃𝑎) nominales, funcionan a velocidades altas y son más silenciosas que la
mayoría de otros tipos de bombas hidráulicas (Machado Vallejo, 2020).
Fig. 5 Bomba de Aspa
Nota: Creative Commons
16. 1.3.2.1.4 Bomba de Cavidad Progresiva
Las bombas de cavidad progresiva producen un flujo suave y sin pulsaciones
y se utilizan principalmente para transportar fluidos de proceso, no para aplicaciones
hidráulicas. La velocidad de flujo alcanza los 1860 gal / min (7.040 L / min), la
presión alcanza los 900 psi(6,2 𝑀𝑃𝑎) (ESP Oil, 2003).
1.3.2.1.5 Bomba de Leva o Lóbulo
La bomba de lóbulos a veces se denomina bomba de levas y su principio de
funcionamiento es similar al de una bomba de engranajes. Dos rotores
contrarrotantes tienen dos, tres o más lóbulos, que se combinan entre sí y se ajustan
muy bien a sus contenedores. El líquido se mueve alrededor de la cavidad formada
entre los lóbulos adyacentes. (Blacio Game, 2009).
Fig. 6 Bomba de Tornillo
Nota: Creative Commons
Fig. 7 Diagrama de una Bomba de Lóbulo
Nota: Creative Commons
Nota: Creative Commons
17. 1.3.2.1.6 Bomba de Tubo flexible (peristáltico)
La característica única de la bomba peristáltica es que el fluido se captura
completamente en la manguera durante todo el ciclo de bombeo. El tubo está
orientado entre un conjunto de rodillos giratorios y una carcasa fija. Los rodillos
aprietan el tubo y atrapan un volumen determinado entre los rodillos adyacentes. El
diseño realmente elimina la posibilidad de contaminación del producto, lo que hace
que estas bombas sean atractivas para aplicaciones químicas, médicas, de
procesamiento de alimentos, impresión, tratamiento de agua, industriales y
científicas. La tubería seleccionada debe tener la resistencia adecuada al fluido
bombeado, ya sea álcali, ácido o disolvente. (Machado Vallejo, 2020).
Fig. 8 Bomba Peristáltica
Nota: Creative Commons
18. 1.3.2.2 Reciprocas
1.3.2.2.1 Bomba de Pistón
Las bombas de infusión de tipo pistón se dividen en de acción simple (acción
simple) o de acción doble (acción doble). En principio, son similares a las bombas
de pistón hidrodinámico, pero es común que tengan un mayor caudal y operen a baja
presión. (Gómez Bauzá, et al., 2010)
Fig. 9 Funcionamiento de una Bomba de Pistón
1.3.2.2.2 Bomba de Émbolo
El método preferido para arrancar la bomba es colocar la fuente de fluido por
encima de la línea central del impulsor y permitir que la gravedad llene el puerto de
succión. Sin embargo, a menudo es necesario purgar el fluido de la fuente debajo de
la bomba, lo que requiere que la bomba genere un vacío parcial para levantar el
fluido mientras expulsa el aire del puerto de succión del tubo de la bomba.
La gran cámara de entrada retiene algo de líquido durante el período de cierre.
Cuando el impulsor arranca, el impulsor comienza a succionar aire y agua hacia la
carcasa desde la tubería de succión. Para mantener el efecto de bombeo, se recircula
una cierta cantidad de agua bombeada (Gallardo Rodriguez, 2009).
Nota: Creative Commons
19. Tales bombas son capaces de elevar un fluido a 25 pies, aunque es más común una
carga menor.
1.3.2.2.3 Bomba de Diafragma
En una bomba de diafragma, la varilla de movimiento alternativo mueve el
diafragma flexible en la cavidad, expulsándolo cuando el líquido se mueve hacia la
izquierda y lo empuja alternativamente cuando el líquido se mueve hacia la derecha.
La ventaja de esta bomba es que solo el diafragma está en contacto con el fluido,
eliminando así la contaminación causada por los elementos operativos. Las bombas
de diafragma grande se utilizan en la construcción, minería, petróleo y gas,
procesamiento de alimentos, procesamiento químico, tratamiento de aguas
residuales y otras aplicaciones industriales. (Huallpa Fernandez, 2016).
Fig. 10 Diagrama de una Bomba de Diafragma
Nota: Creative Commons
20. CAPITULO II
2.1 PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO
2.1.1 Velocidad específica:
Este parámetro permite comparar el funcionamiento de la bomba y utilizar la
velocidad, el flujo y la presión generados por la bomba en la región de máxima
eficiencia para los cálculos (Varas B., 2000).
Se calcula mediante la siguiente relación:
𝑉𝑒 = 𝑅𝑃𝑀 ∗ 𝑄0,5
∗ 𝐻−0,75
Donde :
𝑉𝑒 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎
𝑅𝑃𝑀 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 á𝑙𝑎𝑏𝑒
𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (𝑚3
/𝑠𝑒𝑔)
𝐻 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 (𝑚𝑐𝑎)
2.1.2 Caudal
Lo que es capaz de mover, expresado en las unidades pertinentes que pueden ser
𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 𝑜 𝑚3/𝑠𝑒𝑔.
2.1.3 Presión
Según (Varas B., 2000) La fuerza que genera el flujo suele expresarse en
metros (𝑚. 𝑐. 𝑎. ) y es una punta neta positiva. En una bomba centrífuga, cuando el
agua ingresa a la tubería de succión, se observa que la velocidad del agua aumenta.
Este aumento ha provocado una disminución de la presión. Si la presión es menor
que la presión de vapor del agua a esa temperatura, se evaporará y el flujo será
líquido y burbujas de vapor.
21. A medida que el agua continúa fluyendo, el agua pasa a través del impulsor
para llegar a un área de mayor presión, donde las burbujas de vapor estallan,
causando ruido y dañando el impulsor y reduciendo la eficiencia de la bomba. El
ruido percibido se llama cavitación. (Varas B., 2000).
Para evitar la formación de burbujas en la pajita, la presión absoluta debe ser
superior al valor de presión de saturación DH, que se denomina "punta neta positiva
disponible", el acrónimo en inglés corresponde a NPSH(Net positive succión head)
2.1.4 CARGA NETA POSITIVA DE ASPIRACIÓN (CNPA)
𝐶𝑁𝑃𝐴𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = [
𝑃2 − 𝑃1
𝜌. 𝑔
+ ℎ +
∑ 𝐹
𝑔
] − [
𝑃2 − 𝑃
𝑣
𝜌. 𝑔
]
Si CNPA de instalación proporcionado por el sistema es inferior a la CNPA
requerida por la bomba, se produce la cavitación.
𝐴𝑁𝑆𝑃 = 𝐶 + (
𝑉2
2𝑔
) − 0,5 𝐷𝑖
Y finalmente la profundidad de succión de la bomba será:
𝑆𝑟 = 10 − 𝐴𝑁𝑆𝑃 − 𝐻𝑧
Donde:
𝐴𝑁𝑆𝑃 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑛𝑒𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑎
𝑉 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑚/𝑠𝑒𝑔)
𝑔 = 𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑
𝐷𝑖 = 𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛, 𝑚
𝑆 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑏𝑟𝑖𝑐𝑎𝑛𝑡𝑒, 𝑚
𝑆𝑟 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑙
𝐻𝑧 = 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛,
22. CONCLUSION
Con todos los avances tecnológicos que se han producido desde la
antigüedad, incluida la conversión de la energía hidroeléctrica y otras formas de
energía, hasta la fisión nuclear, las bombas siguen siendo la segunda máquina más
utilizada y casi ningún motor eléctrico puede superarla.
Dado que las bombas han existido durante mucho tiempo y son tan versátiles, no es
sorprendente que se produzcan en una amplia variedad de tamaños y tipos, y que
también sean adecuadas para múltiples servicios. (Matheus, 2012).
Proporcione ciertos tipos de trabajo comprensible para estas bombas.
Siempre que tratamos temas como procesos químicos y cualquier circulación de
fluidos, entramos en el tema de las bombas de alguna manera.
El funcionamiento según (Matheus, 2012) comenta que la bomba actúa como
un convertidor de energía, que convierte la energía mecánica en energía cinética,
generando así presión y velocidad en el fluido.
Los factores más importantes que permiten la selección de un sistema de
bombeo adecuado son: presión final, presión de proceso, velocidad de bombeo y
tipo de gas a bombear (Matheus, 2012)
23. BIBLIOGRAFIA
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