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  1. 1. BOMBAS HIDRÁULICAS
  2. 2. BOMBAS Es una máquina generadora que transforma la energía con la que es accionada en energía del fluido incompresible que mueve. Una bomba hidráulica es un medio para convertir energía mecánica en energía fluida o hidráulica". Es decir las bombas añaden energía
  3. 3. CLASIFICACIÓN Cinéticas Desplazamiento positivo Contorno móvil de volumen variable, que obliga al fluido a avanzar a través de la máquina. Agregan energía al fluido cuando lo aceleran con la rotación de un impulsor. También llamadas turbobombas
  4. 4. Engranes Aspa Tornillo Lóbulo o leva Tubo flexible Cávidad progresiva ROTATORIAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO
  5. 5. PISTÓN ÉMBOLO DIAFRAGMA RECÍPROCAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO TIPOS DE BOMBAS
  6. 6. Para muchas necesidades de la vida diaria tanto en la vida doméstica como en la industria, es preciso impulsar sustancias a través de conductos, los aparatos que sirven para este fin se conocen como bombas. Importancia de las Bombas Hidráulicas
  7. 7. Objetivo de una bomba: aumentar la energía del fluido (principalmente energía de presión interna). Importancia de las Bombas Hidráulicas
  8. 8. Bombas de desplazamiento positivo Clasificación de las bombas No tienen límite de presión máxima de impulsión, esta presión de salida puede llegar a valores que ponen en peligro la integridad de la bomba si el conducto de escape se cierra completamente. Para garantizar el funcionamiento seguro de ellas, es necesario la utilización de alguna válvula de seguridad que derive la salida en caso de obstrucción del conducto. Se pueden clasificar en:  Bombas de émbolo.  Bombas de engranes.  Bombas de diafragma.  Bombas de paletas.
  9. 9. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de émbolo En estas bombas el líquido es forzado por el movimiento de uno o mas pistones ajustados a sus respectivos cilindros tal y como lo hace un compresor.
  10. 10. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de émbolo No ser usadas con líquidos contaminados con partículas que resultarían abrasivas para el conjunto.
  11. 11. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de émbolo La impulsión es axial, y hay una válvula colocada en el centro del pistón. Esta válvula permite el paso desde la cámara inferior del cilindro a la cámara superior durante la carrera de descenso, luego, cuando el pistón sube se cierra, y el agua es impulsada hacia arriba por el pistón.
  12. 12. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de émbolo La válvula en la parte inferior del cilindro permite la entrada del agua a este cuando el pistón sube y crea succión debajo, pero se cierra cuando este baja, obligando al agua a cambiar de la cámara inferior a la superior del pistón a través de la válvula central..
  13. 13. Bombas de desplazamiento positivo En un cuerpo cerrado están colocados dos engranes acoplados de manera que la holgura entre estos y el cuerpo sea muy pequeña. Bombas de engranes Este tipo de bombas es muy utilizadas por su bajo costo, tamaño reducido y elevada durabilidad.
  14. 14. Bombas de desplazamiento positivo Los engranes al girar atrapan el líquido en el volumen de la cavidad de los dientes en uno de los lados del cuerpo, zona de succión, y lo trasladan confinado por las escasas holguras hacia el otro lado. Bombas de engranes
  15. 15. Bombas de desplazamiento positivo En este otro lado, zona de impulsión, el líquido es desalojado de la cavidad por la entrada del diente del engrane conjugado, por lo que se ve obligado a salir por el conducto de descarga.. Bombas de engranes
  16. 16. Bombas de desplazamiento positivo La presión a la salida en estas bombas es también pulsante como en las bombas de pistones, pero los pulsos de presión son en general menores en magnitud y mas frecuentes, por lo que puede decirse que tienen un bombeo mas continuo que aquellas. Bombas de engranes
  17. 17. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de Engranes Este tipo de bombas es muy utilizado para la impulsión de aceites lubricantes en las máquinas y los sistemas de accionamiento hidráulico.
  18. 18. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de Diafragma El elemento de bombeo en este caso es un diafragma flexible, colocado dentro de un cuerpo cerrado que se acciona desde el exterior por un mecanismo reciprocante. Se utilizan en el bombeo de líquidos contaminados con sólidos, tal como los lodos, aguas negras y similares.
  19. 19. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de Diafragma Este movimiento reciprocante hace aumentar y disminuir el volumen debajo del diafragma, observe que un par de válvulas convenientemente colocadas a la entrada y la salida fuerzan el líquido a circular en la dirección de bombeo.
  20. 20. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de Paletas La debida hermeticidad de las paletas y el cuerpo se garantiza por la presión del resorte colocado entre ellas.
  21. 21. Bombas de desplazamiento positivo Bombas de Paletas Dentro de un cuerpo con una cavidad interior cilíndrica se encuentra un rotor giratorio excéntrico por donde entra el movimiento a la bomba.
  22. 22. 2. Bombas de presión límite Clasificación de las bombas Son aquellas que impulsan el líquido solo hasta determinada presión. Pueden funcionar por un tiempo relativamente largo sin averías con el conducto de salida cerrado. Las mas comunes son:  Bombas centrífugas  Bombas de hélice  Bombas de diafragma con resorte
  23. 23. Bombas de presión límite Bombas centrífugas Estas bombas utilizan la fuerza centrífuga inducida al líquido por un impelente con paletas que gira a alta velocidad dentro de un cuerpo de dimensiones y forma adecuados. Impelente tipo abierto de una bomba centrífuga
  24. 24. Bombas de presión límite Bombas centrífugas Elementos constructivos de una bomba centrífuga
  25. 25. Bombas de presión límite Bombas centrífugas Solo pueden generar presiones de salida limitadas, está claro, la presión la genera la fuerza centrífuga, por lo que su máximo valor dependerá de esta, la que a su vez depende de la velocidad de giro y del diámetro del impelente, de manera que a mayor velocidad y diámetro, mayor presión final.
  26. 26. Bombas de presión límite Bombas centrífugas No pueden generar presiones muy altas como lo hacen las de desplazamiento positivo. El caudal bombeado depende de la presión de salida, de forma que a mayor presión menos caudal
  27. 27. Bombas de presión límite Relación Presión – Caudal Bombas centrífugas Presión
  28. 28. Bombas de presión límite Bombas de hélice Las bombas de hélice se comportan en principio igual que las centrífugas, con la diferencia de que las presiones de trabajo son menores.
  29. 29. Bombas de presión límite Bombas de hélice Se utilizan en aquellas situaciones en las cuales la bomba está sumergida, o por debajo del nivel del líquido a bombear y donde se necesiten grandes caudales de bombeo a bajas presiones.
  30. 30. Bombas de presión límite Bombas de diafragma con resorte Estas bombas son en principio iguales que las bombas de diafragma, la diferencia principal es que el mecanismo de accionamiento solo mueve el diafragma en la dirección de succión, la carrera de impulsión se hace por el empuje de un resorte. La fuerza de este resorte es la que determina la presión máxima de bombeo.
  31. 31. Selección de Bombas La selección de la bomba adecuada para cualquier aplicación entre la multitud de estilos, tipos y tamaños, puede ser difícil para el usuario. El mejor método es hacer investigaciones preliminares, ANALIZAR EL FLUIDO DE TRABAJO, llegar a decisiones básicas (CONCEPTO INGENIERIL) y selecciones preliminares, analizando la aplicación con el proveedor de la bomba.
  32. 32. Selección de Bombas Vea los siguientes videos y tome nota de los aspectos mas relevantes
  33. 33. Selección de Bombas Un Sistema es el conjunto de tuberías y accesorios que forman parte de la instalación de un equipo de bombeo. “Cuando queremos seleccionar una bomba en general debemos calcular la resistencia al flujo del líquido que ofrece el sistema completo a través sus componentes (tuberías más accesorios)HIDROSTAL S.A. Catálogo Nº3 Perú, HIDROSTAL S.A. 1994.- Pág. Nº 2.1.4
  34. 34. Selección de Bombas La bomba debe suministrar la energía necesaria para vencer esta resistencia que está formada por la altura estática más las pérdidas en las tuberías y accesorios. La altura estática total es una magnitud que generalmente permanece constante para diferentes caudales mientras que la resistencia de las tuberías y accesorios varían con el caudal.
  35. 35. Selección de Bombas La siguiente tabla resume los puntos principales que deben considerarse al seleccionar los tipos de bombas Para utilizar esta tabla se comienza con la selección de las bombas evaluándolas de acuerdo con las cuatro variables principales: presión, temperatura, viscosidad y capacidad. Esta evaluación ayudará a determinar cuáles son las bombas apropiadas de acuerdo a la aplicación.
  36. 36. Selección de Bombas Tabla de criterios para la selección de bombas. Criterio de selección de la Bomba Centrífuga Desplazamiento Positivo Gama de presión Baja a alta Baja a alta Gama de viscosidad Muy baja Baja a muy alta Gama de temperatura Baja a alta Baja a alta Gama de capacidad Baja a muy alta Baja a alta Costo Bajo a moderado Alto Servicio de trabajo continuo Sí Sí Auto cebado No Sí Bombea líquidos con aire Limitada Sí Facilidad de limpieza Sí Sí Alivio de presión requerido No Sí Velocidades Limitada a la velocidad del motor Baja a moderada
  37. 37. Selección de Bombas Líquido: • Descripción del líquido • Temperatura • Densidad @ p, T • Viscosidad @ p, T • Presión de vapor @ T • Causas de corrosión • Causas de erosión
  38. 38. Selección de Bombas Condiciones operativas • Caudal (máximo, mínimo, normal) • Presión de succión (mínimo, normal) • Presión de descarga • (Altura diferencial) • NPSH disponible
  39. 39. Selección de Bombas Otras Condiciones • Materiales preferentes • Tipo de sellado • Tipo de bomba, conexiones • Tipo de accionamiento (en caso de motor: Clasificación de área, Voltaje y Hz) • Normas a cumplir (ANSI/ISO, NFPA, API, etc.)
  40. 40. PARÁMETROS EN LA SELECCIÓN DE BOMBAS Naturaleza del líquido a bombear Capacidad requerida Carga total de la bomba Tipo de sistema Tipo de fuente Limitaciones de espacio, peso y posición Condiciones ambientales Costos de adquisición e instalación Costo de operación de la bomba
  41. 41. CARGA DE LA BOMBA Carga de aspiración o succión: Es el valor de la energía que posee el fluido al llegar a la boca de succión de la bomba hidráulica, expresada en metros de líquido. Carga de impulsión: Es el valor de la energía que posee el fluido justo en el punto de salida de la bomba hidráulica, expresada en metros de líquido. Carga total: Es la diferencia algebraica entre la carga de impulsión y la de aspiración,
  42. 42. POTENCIA QUE REQUIEREN LAS BOMBAS POTENCIA Se define como la rapidez a que se realiza un trabajo Rapidez con que se transfiere la energía. UnidadWatt (W) 1 Watt = 1 N.m/s Lb-pie/s Comúnmente hp de medida: 𝑃𝐴 = ℎ𝐴𝑊 𝑃𝐴 = ℎ𝐴𝛾𝑄
  43. 43. POTENCIA QUE REQUIEREN LAS BOMBAS EFICIENCIA MECÁNICA La relación de la potencia trasmitida por la bomba al fluido a la potencia que se suministra a la bomba Unidad de medida: Adimensional El valor de eM siempre será menor que 1.0 o 100% 𝑒𝑀 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑎 𝑎𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑒𝑀 = 𝑃𝐴 𝑃𝐼
  44. 44. EJEMPLO El flujo volumétrico a través de una bomba es de 0.014 m3/s. El fluido que se bombea es aceite con gravedad especifica de 0.86. Calcule la energía que trasmite la bomba al aceite por unidad de peso de este fluido en el sistema. Las pérdidas en el sistema son ocasionadas por la válvula de verificación y la fricción, mientras el fluido circula por la tubería. Se determinó que la magnitud de dichas pérdidas es de 1.86 N.m/N. Determine además la potencia transmitida al fluido y la potencia de entrada a la bomba, considerando una eficiencia mecánica igual al 82%.
  45. 45. Ventiladores y Compresores • Cuando el fluido es un gas, se llama: Ventilador, cuando el incremento de presión es muy pequeño: hasta 0,07 bar Soplante, entre 0,07 y 3 bar Compresor, cuando supera los 3 bar. José Agüera Soriano 2011

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