Bombas Centrífugas Principio fundamental

Principio fundamental de la bomba centrífuga

En la bomba centrífuga, la transferencia de energía se realiza hidrodinámicamente. Esto contrasta con la transferencia de energía hidrostática en la bomba de desplazamiento positivo. En la transferencia de energía hidrodinámica, el fluido es acelerado por el rodete de la bomba centrífuga. Por esta razón, el rodete de la bomba centrífuga se tiene que mover con una velocidad mayor y, por tanto, con un número de revoluciones superior. El trabajo Yi, transmitido al fluido, se calcula a partir de las velocidades en el rodete.

Yi = (c2u· u2 – c1u· u1)

El trabajo específico Yi es independiente de las propiedades del fluido (densidad, viscosidad). Junto con el caudal Q y la densidad ρ del fluido, se obtiene la potencia Pi transmitida del rodete al fluido.

Pi = ρ · Q(c2u· u2 – c1u· u1)

👉Ventajas de las bombas centrífugas
• diseño sencillo, pocas piezas móviles, larga vida útil
• fácil ajuste del caudal mediante la válvula a la entrada de la bomba o mediante el número de revoluciones
• posibilidad de alto número de revoluciones, accionamiento directo mediante electromotor o turbina
• limitación de presión integrada, no se requiere válvula de seguridad
• alta estabilidad de marcha a través de un buen equilibrio de masas y falta de masas oscilantes
• transporte continuo libre de pulsaciones
• los sólidos pueden transportarse también
• apto para potencias mayores
• alta concentración de potencia y poco espacio

👉Inconvenientes de la bomba centrífuga
• no autoaspirante (las formas especiales, como la bomba periférica también pueden ser autoaspirantes)
• peligro de cavitación en agua caliente o presiones de aspiración bajas
• el caudal volumétrico depende de la presión de elevación
• con altas presiones de elevación se requieren varias etapas

La semejanza de bombas distintas se describe mediante el número característico adimensional del número de revoluciones específico nq.

👉Diagrama característico de la bomba centrífuga

Los valores característicos de una bomba centrífuga se trazan en un diagrama característico en función del caudal Q. La variable característica más importante es la altura de elevación H o la presión de elevación p.
En el diagrama característico se trazan también las líneas del mismo rendimiento η en forma de curvas en concha.
Otra representación importante es el trazado de la potencia de acoplamiento PK y la NPSH en función del caudal Q.


👉Leyes físicas importantes en la bomba centrífuga:

• el caudal Q depende linealmente del número de revoluciones n.

Q = f (n)

• la altura de elevación H depende cuadráticamente del número de revoluciones n.

H = f (n2)

• la potencia PK depende al cubo del número de revoluciones n.

PK = f (n3)

FUENTE:

https://www.gunt.de/images/download/centrifugal-pumps_spanish.pdf

Bombas de desplazamiento positivo Principio fundamental

Principio fundamental de las bombas de desplazamiento positivo

En las bombas de desplazamiento positivo, la transferencia de energía al fl uido es hidrostática. En la transferencia de energía hidrostática, un cuerpo de desplazamiento reduce el espacio de trabajo lleno de fluido y bombea el fluido a la tubería. El cuerpo de desplazamiento ejerce una presión sobre el fluido. Al aumentar el espacio de trabajo, este se vuelve a llenar con fluido de la tubería.
El trabajo realizado Ws es el resultado del producto de la fuerza de desplazamiento F y la distancia de desplazamiento s. Esta ecuación también puede expresarse como el producto de la cilindrada Vs y la presión de elevación p.

Ws = F · s = A · p · s = Vs · p

La potencia transmitida al fluido se calcula a partir del caudal volumétrico Q y la presión de elevación p.

P = Q · p

👉Ventajas de las bombas de desplazamiento positivo
• el caudal depende escasamente de la altura de elevación; ideales, por tanto, para bombas de inyección y dosificadoras
• apropiadas para presiones altas y máximas; solo se requiere una etapa
• excelente capacidad de aspiración, también con contenido de gas
• adecuadas para viscosidad alta (pastas)
• caudal ajustable con gran exactitud y reproducibilidad mediante carrera y número de carreras
• posibilidad de transporte cíclico
• ideales para bajos números de revoluciones de funcionamiento
• en las bombas oscilantes es posible el funcionamiento neumático, hidráulico o electromagnético

👉Inconvenientes de las bombas de desplazamiento positivo
• el principio de funcionamiento no incluye ningún límite de presión, por tanto, se requiere una válvula de seguridad o limitadora de presión
• en las bombas de desplazamiento positivo oscilantes,el funcionamiento libre de vibraciones es posible solamente con un equilibrio de masas complejo
• las bombas de desplazamiento positivo oscilantes son poco apropiadas para números de revoluciones altos
• en las bombas de desplazamiento positivo oscilante se requiere caudal pulsante así como un amortiguador de pulsaciones
• en algunos tipos de construcción complicados, montaje propenso a averías con válvulas
• mayor número de piezas de desgaste que en las bombas centrífugas

👉Tipos de construcción de las bombas de desplazamiento positivo
En las bombas de desplazamiento positivo se distingue entre bombas oscilantes y rotatorias.

Como las bombas de desplazamiento positivo rotatorias suelen disponer de muchas áreas de trabajo, que se llenan y vacían solapadamente, estas bombas desplazan el fluido de forma más uniforme que las bombas de desplazamiento positivo oscilantes con menos áreas de trabajo. Gracias al cuerpo de desplazamiento rotatorio, las bombas tienen un buen equilibrio de masas y bajas vibraciones, incluso a un alto número de revoluciones.
Para aplicaciones, en las que se desea un desplazamiento pulsante como, p.ej., en bombas de inyección de motores, solo se pueden utilizar bombas de desplazamiento positivo oscilantes.
Las bombas de desplazamiento positivo oscilantes tienen, en general, una construcción más compleja, ya que el funcionamiento rotatorio tiene que transformarse en un movimiento de carrera oscilante. Esto se realiza mediante un mecanismo de biela-manivela, un mecanismo de excéntrica o un mecanismo de leva. Además se requiere como mínimo una válvula de presión para evitar que el fluido se desplace a la inversa.


👉Comportamiento de funcionamiento y puntos de funcionamiento de una bomba de desplazamiento positivo

Las bombas de desplazamiento positivo tienen características muy pronunciadas. El caudal Q es prácticamente independiente de la altura de elevación H. La altura de elevación máxima Hmax es limitada casi siempre a través de una válvula limitadora de presión o de seguridad. Por ello, el caudal es prácticamente independiente de la característica de la instalación.
Al contrario que con la bomba centrífuga, el caudal no se puede regular aumentando las resistencias de la instalación.
Esto se realiza modificando el número de revoluciones (n1-n3) o la cilindrada. Las curvas negras representan las características de la instalación con números de revoluciones diferentes 1...3.

FUENTE:

https://www.gunt.de/images/download/positive-displacement-pumps_spanish.pdf