DE UTILIDAD PARA ENTENDER LA CLASIFICACION DE BOMBAS Y SUS PRINCIPALES FORMULAS PARA CALCULO Y SELECCION DE BOMBA CENTRIFUGA

1. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE HUEJOTZINGO
INGENIERIA METALMECANICA
CURSO: BOMBAS CENTRIFUGAS Y DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
ING. JOEL CORTES QUIROZ

2. DEFINICIÓN DE BOMBAS HIDRÁULICAS
Las bombas son equipos mecánicos que sirven para elevar los
líquidos y conducirlos de un lugar a otro, o lo que es lo mismo,
comunicarles cierta cantidad de energía (carga) que les permita
vencer la resistencia de las tuberías a la circulación, así como, la
carga que representa la diferencia de nivel entre el lugar de donde se
toma el líquido y el lugar a donde se pretende llevar.
Un equipo de bombeo es un transformador de energía. Recibe energía
mecánica, que puede proceder de un motor eléctrico, térmico, etc., y
la convierte en energía que un fluido adquiere en forma de presión, de
posición o de velocidad.

4. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Son aquellas que confinan un volumen de fluido y lo trasladan a otro
lugar, dentro de este grupo se encuentran todas las bombas usadas
en la oleohidráulica, en los quirófanos, el bombeo del petróleo de los
pozos profundos y las usadas en la industria pesada general, bombeo
del concreto, equipos pesados para mover tierra, reguladoras de
velocidades etc.
Existen los siguientes tipos más comunes.
- RECIPROCANTES - ENGRANAJES
- PALETAS - LÓBULOS
- PULSATILES - TORNILLOS
Bombas de pistón excéntrico Hay muchas bombas de este tipo en servicio. La de la figura es de árbol sencillo con
cuerpo cilíndrico y con un excéntrico oscilante y una abrazadera. Es útil para capacidades pequeñas y medianas, bajas
presiones y para velocidades limitadas.
Bomba rotativa, tipo de piston excentrico.
En una bomba de elementoflexible, las acciones de sellamiento y de bombeo dependen de la elasticidad de los elemen-
tos flexibles, que pueden ser un tubo o paletas.
Bomba con tubo flexible

5. En las bombas de un solo tornillo, elfluido se bombea en sentido axialentre las roscas engranadas internas del estator y
del tornillo.
Bomba de un solo tornillo
Las bombas de engranes son del tipo de dos árboles y de muy diversas construcciones. Se utilizan para casi todas las
capacidades y presiones
Bomba de engranes externos
Bombas de engranes internos
Diferencia de un diente.- En las bombas de este tipo, un impulsor montado en relación excéntrica con el cuerpo acciona un
engrane interno que gira en el cuerpo o en los cojinetes montados en las placas del extremo. El flujo es prácticamente
continuo y sin inversiones. Se puede usar con altas velocidades de rotación.
Bomba de engranes internos con diferencia de un diente
Diferencia de dos dientes.- En esta construcción, se utiliza un estribo o apoyo en una de las placas laterales para llenar el
espacio abierto entre el engrane externo y el interno. Con esta construcción se reducen las fugas, pero se requiere el
empleo de un engrane interno volado, lo cual restringe la aplicación de las bombas para capacidades y presiones pequeñas
y medianas.

6. Bomba de engranes internos con diferencia de 2 dientes.
El tipo lobular es una de las primeras construcciones que se emplearon para bombas y ventiladores rotativos. Son
adecuadas para capacidades medianas - grandes y presiones bajas.
Bomba de tres lóbulos
En las bombas de tornillo, un solo impulsor helicoidal, largo, de diámetro pequeño y forma especial, acciona uno o más
tornillos locos contenidos en ella, de manera que el líquido bombeado es desplazado axialmente.
Bomba de tornillo

7. BOMBAS ROTO DINÁMICAS. DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO.
Son aquellas en que la transferencia de energía se produce en una
superficie mojada por el fluido en la que dicha superficie (Alabe)
recibe el movimiento debido a la energía mecánica de rotación que
recibe de un elemento motriz, de estos existen los siguientes tipos
más importantes:
- CENTRIFUGAS(radial , mixto y axial)
- PERIFERICAS (unipaso , multipaso)
- ELECTROMAGNÉTICA
Debemos mencionar que las bombas centrifugas son las más
utilizadas en el campo de la ingeniería debido a su funcionamiento y
su estructura mecánica.

8. Terminología:
- Altura estática de aspiración:Es la diferenciaentre lasuperficie del líquidoaelevary el eje de
la Bomba
- Altura estática de impulsión: Es la diferencia de niveles entre el eje de la bomba y la cota
piezométrica superior. En el caso de la tubería que entrega a un estanque superior esa cota
piezométrica coincide con la superficie del líquido, si la entrada es ahogada.
- Altura estática de elevación total : Es la diferencia entre las cotas piezométricas inferior y
superior

9. - Altura dinámica:Sonlasalturasestáticasmáslaspérdidasde carga.Se hablade alturadinámica
de aspiración, de impulsión y altura dinámica total de elevación.
Aspiración:
Las bombas pueden ser instaladas bajo o sobre el nivel del líquido que será elevado.Cuando la
bomba estáinstaladasobre el nivel del aguaexiste aspiración,esdecirse produce un ciertogrado
de vacío que hace subir el líquido. La altura de elevación máxima teórica de una bomba sería de
10.33 m al nivel del mar. Sin embargo esta altura jamás se alcanza debido a:
a) Pérdidas de carga por frotamiento y pérdidas especiales de carga en la aspiración.
b) Presiónde vapor.Cuandolapresiónabsolutaes inferiora lapresiónde vaporcorrespondiente
al líquidoque se eleva,se produce vaporizaciónyse interrumpe elescurrimiento.Latensiónde
vapor es variable con la temperatura (aumenta con ella) y por esta razón no es conveniente
tener aspiración cuando se trata de agua caliente.

10. Presiones de vapor para el agua a distintas temperaturas (presiones absolutas)
t ºC P Kg/cm2
t ºC P Kg/cm2
0 0.0062 55 0.1602
5 0.0089 60 0.2028
10 0.0125 65 0.2547
15 0.0174 70 0.3175
20 0.0238 75 0.3929
25 0.0322 80 0.4828
30 0.0431 85 0.5894
35 0.0572 90 0.7149
40 0.0750 95 0.8620
45 0.0974 100 1.0330
50 0.1255
c) Cavitación: Debido al descenso de la presión de aspiración,se separan burbujas de vapor de
agua, lasque al sersometidasa presionesaltasdentrode labombase rompenychocan contra
las paredes produciendo gran ruido y la rápida destrucción de la bomba
Naturalmente mientrasmayoreslaalturasobre el nivel delmaralacual funcionalabomba,menor
debe ser la altura de aspiración.

11. Carga neta positiva de succión
N.P.S.H. (net positive suction head)
Se llamacarga netade succiónrequeridaalaalturade columnaque se requiere parahacerescurrir
el líquido hacia la bomba sin producir inconvenientes de cavitación. Es un valor experimental y lo
dan los fabricantes para cada tipo de bomba.
La altura de presiónatmosféricadebe serigual a la altura de aspiraciónmás las pérdidasde carga,
más la presión de vapor y más la carga neta de succión.
Carga neta de succión disponible.- No depende de la bomba sino del sistema hidráulico. Es la
diferenciaentrelaalturade presiónatmosférica ylaalturade aspiraciónmáslaspérdidasde carga
más la presiónde vapor.El ingenieropuede calculareste valorde acuerdo con las condiciones en
que funciona la bomba y pedir a la fábrica, una bomba cuya carga neta de succión requerida sea
como máximo la disponible.
Todo lo anterior con el finde garantizar que:
Mu chosautoresen la prácticaaconsejanque:
Cebado.- Se llama cebado a la operación que consiste en extraer el aire de la cañería de
aspiración y de la bomba para que quede llena con líquido. Se puede realizar esta operación
por medio de:
a) Llenando la tubería con líquido ya sea desde una fuente exterior o bien desde una tubería de
impulsión mediante un By-Pass
b) Extrayendo el aire por medio de una bomba de vacío

12. Las bombaspequeñastienenensucuerpo un pequeñoembudopordonde se puede agregaragua
para cebado.
La tubería de aspiracióndebe tenerensuextremoinferiorunaválvulade pie que esunaválvulade
retención que permite mantenerla llena de líquido.
Es de gran importanciaque la tubería de aspiraciónsea perfectamente hermética,yaque si entra
un 1% de aire, la capacidad de la bomba disminuye en un 10% y si entra el 10% de aire se pierde
totalmente el cebado.Se puededecirque el 90% de las fallasde lasbombasse debenafiltraciones
de aire en la aspiración.
 Para calcularlas pérdidaspor fricción en la tuberíase utiliza la ecuación de Darcy-Weisbach:
Dónde: = Factor de fricción.
 Para calcularlas pérdidaspor accesoriosy válvulas se utiliza el Coeficiente de ResistenciaK. Con la siguiente ecuación:
Dónde: K= Factor de fricción.
Así la cabeza dinámicaes igual a la sumade las dos expresionesanteriores.
En la mayoría de las aplicaciones de energía conferida por una
bomba es una mezcla de las tres formas de energía: Energía potencial
o altura de presión, Energía cinética o altura de velocidad y Altura
geodésica; las cuales se comportan de acuerdo con las ecuaciones
fundamentales de la mecánica de fluidos. La ecuación que rige el

13. comportamiento de los fluidos es LA ECUACION DE BERNOULLI. (Ley
de la conservación de la materia y energía).
En la figura están circulando 0.370 m3/s de agua de A a B existiendo
en A una altura de presión de 6.6 m. suponiendo que no existen
perdidas de energía entre A y B, determinar la altura de presión en B.
dibujar la línea de alturas totales.

14. La figuramuestralainstalacióncorrectade una bombacentrifuga.- Labombacentrifugarequiere
cebado.Este puede hacerse llenandolabombayla tuberíade aspiraciónconagua por latubería
de cebadoindicadaenla figurao bienconectandoestatuberíacon unabomba de vacío que
extrae el aire de labomba,encargándose lapresiónatmosféricade que labombase llene de
líquido.Porlallave de purga del aire indicadaenlafigura,que se abre durante el cebado,se
eliminael aire que llenabalabomba.Enestainstalaciónpuede verse:

15. La alcachofao válvulade pie.Laprimeraevitalaentradade suciedades(ramas,hierbas,papeles,
etc.) que puedenobstruirlabomba,yla segundahace posible,reteniendoel líquido,el cebadode
la bomba.
Para el estudiode labombay de la instalaciónesimportante considerarlasseccionessiguientes
que se han indicadoenlamisma.
POTENCIA ELECTRICA EN EL EJE DEL MOTOR ELECTRICO
FORMULAS DE ALTURA UTIL
Cuando la altura geodésica está comprendida entre el depósito de
aspiración y el eje de la bomba. La velocidad total es igual a la
velocidad de impulsión.
PERDIDAS EN LA ASPIRACION

17. CURVAS CARACTERÍSTICAS
El comportamiento hidráulico de una bomba viene especificado en
sus curvas características que representan una relación entre los
distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otros
parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la
potencia requerida y la altura de aspiración, que están en función del
tamaño, diseño y construcción de la bomba.
Estas curvas, obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas,
son proporcionadaspor los fabricantes a una velocidad de rotación
determinada (N).

18. Curva de un sistema en serie
Curva de un sistema en paralelo

19. ALTURA UTIL ENTRE ENTRADA Y SALIDA DE LA BOMBA
Succión Positiva:
La cual se genera por las siguientes características

20. 1. El nivel del líquido en el depósito que se va a bombear, está por
arriba dela línea de centro de la succión de la bomba.
2. Por lo tanto la cabeza estática de succión deberá de tener un
valor positivo. “es succión positiva cuando el nivel del líquido a
bombear está arriba del centro de la succión de la bomba, por lo
tanto la cabeza estática de succión será mayor de cero y con
valor positivo.

21. Succión Negativa
La cual se genera por las siguientes características
1. El nivel del líquido en el depósito que se va a bombear, está por
debajo de la línea de centro de la succión de la bomba.
2. Por lo tanto la cabeza estática de succión deberá de tener un
valor negativo y menor de cero. “es succión negativa cuando el
nivel del líquido a bombear está por debajo del centro de la
succión de la bomba, por lo tanto la cabeza estática de succión
será menor de cero y con valor negativo”.

22. Bom bapor encimade la succión. Bom bapor debajode la succión.