BOMBAS D+ ALTERNATIVAS

7/24/2019 BOMBAS D+ ALTERNATIVAS

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E F E C T O E S P E C I A L

B O M B A S

D I N A M I C A S O

T U R B O M A Q U I N A S

D E S P L A Z A M I E N T O

P O S I T I V O

R E C I P R O C A N T E S

O A L T E R N A T I V A SC E N T R I F U G A S

R O T A T O R I A S

O R O T A T I V A S


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BOMBAS de DESPLAZAMIENTOBOMBAS de DESPLAZAMIENTOPOSITIVOPOSITIVO

En estas bombas, el fuidoEn estas bombas, el fuidoque se desplaza siempreque se desplaza siempreest contenido entre elest contenido entre elelemento impulsor queelemento impulsor quepuede ser un mbolo, unpuede ser un mbolo, un

diente de engrane, un aspa,diente de engrane, un aspa,etc, y el cilindro o la carcasa.etc, y el cilindro o la carcasa.

Las bombas deLas bombas de

desplazamiento pueden serdesplazamiento pueden seralternativas o rotativasalternativas o rotativas


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Como se recordar, las bombas se han clasicadoComo se recordar, las bombas se han clasicadoen dos !randes !r"#os, las ro$odinmicas % las deen dos !randes !r"#os, las ro$odinmicas % las dedes#la&amien$o #osi$i'o( )na 'e& *"e hemosdes#la&amien$o #osi$i'o( )na 'e& *"e hemos

es$"diado las #rimeras, #asaremos a anali&ar lases$"diado las #rimeras, #asaremos a anali&ar lasse!"ndas(se!"ndas(

El nombre de des#la&amien$o #osi$i'o $al 'e& noEl nombre de des#la&amien$o #osi$i'o $al 'e& noes el ms adec"ado, #ero si el ms "s"al Pro'ienees el ms adec"ado, #ero si el ms "s"al Pro'ienede "na $rad"cci+n li$eral de Posi$i'ode "na $rad"cci+n li$eral de Posi$i'oDis#lacemen$ P"m#s(Dis#lacemen$ P"m#s(

En es$as bombas, el -"ido *"e se des#la&aEn es$as bombas, el -"ido *"e se des#la&asiem#re es$ con$enido en$re el elemen$osiem#re es$ con$enido en$re el elemen$oim#"lsor, *"e #"ede ser "n .mbolo, "n dien$e deim#"lsor, *"e #"ede ser "n .mbolo, "n dien$e deen!rane, "n as#a, e$c, % la carca&a o el cilindro(en!rane, "n as#a, e$c, % la carca&a o el cilindro(


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Las bombas de desplazamiento positivo se dividen en dos gruposLas bombas de desplazamiento positivo se dividen en dos gruposprincipales: el de las bombas reciprocantes para manejo de liquidesprincipales: el de las bombas reciprocantes para manejo de liquidesy gases, operadas por vapor y mecnicamente; y el de las bombasy gases, operadas por vapor y mecnicamente; y el de las bombasrotatorias de engranes, aspas, levas, tornillos etc.!rotatorias de engranes, aspas, levas, tornillos etc.!


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En el rea de las $ransmisiones % con$rolesEn el rea de las $ransmisiones % con$roleshidra"licos % ne"m$icos, las m*"inas dehidra"licos % ne"m$icos, las m*"inas dedes#la&amien$o #osi$i'o $ienen "n dominio casides#la&amien$o #osi$i'o $ienen "n dominio casi

e/cl"si'oe/cl"si'o(( En la ac$"alidad no ha% ind"s$ria *"e noEn la ac$"alidad no ha% ind"s$ria *"e no$en!a al!0n $i#o de ellas($en!a al!0n $i#o de ellas(

Sin embar!o, en las m*"inas de des#la&amien$oSin embar!o, en las m*"inas de des#la&amien$o#osi$i'o, $an$o reci#rocan$es como ro$a$orias,#osi$i'o, $an$o reci#rocan$es como ro$a$orias,siem#re ha% "na cmara *"e a"men$a de 'ol"mensiem#re ha% "na cmara *"e a"men$a de 'ol"men

1s"cci+n2 % dismin"%e de 'ol"men 1im#"lsi+n2( Por1s"cci+n2 % dismin"%e de 'ol"men 1im#"lsi+n2( Porello es$as m*"inas se llaman $ambi.n 'ol"m.$ricas(ello es$as m*"inas se llaman $ambi.n 'ol"m.$ricas(C"ando el elemen$o $ransmisor de ener!3a $ieneC"ando el elemen$o $ransmisor de ener!3a $ienemo'imien$o ro$a$i'o, la m*"ina se llamamo'imien$o ro$a$i'o, la m*"ina se llamaro$oes$$icas #ara dis$in!"irlas de las ro$odinmicasro$oes$$icas #ara dis$in!"irlas de las ro$odinmicas


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"na bomba alternativa de desplazamiento positivo es"na bomba alternativa de desplazamiento positivo esaquella en la que un mbolo o pist#n desplaza un volumenaquella en la que un mbolo o pist#n desplaza un volumendado de fuido en cada carrera.dado de fuido en cada carrera.


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El principio bsico de unaEl principio bsico de unabomba alternativa es que unbomba alternativa es que un

s#lido desplazar un volumens#lido desplazar un volumenigual de l$quido.igual de l$quido.

%or ejemplo, un s#lido dejado%or ejemplo, un s#lido dejadocaer dentro de un vasocaer dentro de un vasocompletamente lleno de agua,completamente lleno de agua,derramar un volumen de aguaderramar un volumen de agua

&uera del vaso, igual al volumen&uera del vaso, igual al volumensumergido del s#lido en elsumergido del s#lido en elfuido.fuido.

En la 'gura el volumenEn la 'gura el volumendesplazado por (, ser igual aldesplazado por (, ser igual alvolumen del recipiente ).volumen del recipiente ).


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En el interior del cilindro de la *igura, en que un mbolo seEn el interior del cilindro de la *igura, en que un mbolo sedesplaza con movimiento uni&orme a velocidaddesplaza con movimiento uni&orme a velocidad vv,,+ay un fuido a+ay un fuido ala presi#nla presi#n pp.. upondremos que tanto el cilindro como el mboloupondremos que tanto el cilindro como el mboloson r$gidos o inde&ormables y que el fuido es incompresible.son r$gidos o inde&ormables y que el fuido es incompresible.


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El movimiento del mbolo se debe a la &uerza aplicadaEl movimiento del mbolo se debe a la &uerza aplicada FF..El mboloEl mboloal moverse desplaza al fuido a travs del ori'cio. i el mboloal moverse desplaza al fuido a travs del ori'cio. i el mbolorecorre un espaciorecorre un espacio ll +acia la izquierda, el volumen que ocupa el+acia la izquierda, el volumen que ocupa elliquido se reducir con un valor igual aliquido se reducir con un valor igual a A.lA.l dondedonde AA es igual ales igual alrea transversal del mbolo!. -omo el fuido es incompresible, elrea transversal del mbolo!. -omo el fuido es incompresible, elvolumen de fuido que sale por el ori'cio tambin servolumen de fuido que sale por el ori'cio tambin ser A.lA.l.. ElEltiempotiempottempleado en recorrer la distanciaempleado en recorrer la distancialles:es:

Vlt =


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El gastoEl gasto QQ, o, ovolumen desplazadovolumen desplazadoen la unidad deen la unidad detiempo, ser:tiempo, ser:

i no +ay &ricci#n, lai no +ay &ricci#n, lapotencia comunicadapotencia comunicadaal fuidoal fuido ser:ser:

Pero:Pero:

vAt

lAQ .

.

==

vFP .=

ApF .=

pQvApvFP ===


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"n s#lido que se desplaza, llamado"n s#lido que se desplaza, llamado mbolo o pistn.mbolo o pistn. "n recipiente que contiene al l$quido, llamado el cilindro l$quido."n recipiente que contiene al l$quido, llamado el cilindro l$quido. "na vlvula de succi#n de retenci#n que admite el fuido de la"na vlvula de succi#n de retenci#n que admite el fuido de la

tuber$a de succi#n +acia el cilindro l$quido.tuber$a de succi#n +acia el cilindro l$quido. "na vlvula de descarga de retenci#n que permite descargar el"na vlvula de descarga de retenci#n que permite descargar el

fujo del cilindro l$quido +acia la tuber$a de descarga.fujo del cilindro l$quido +acia la tuber$a de descarga. Empaque para sellar per&ectamente la junta entre el mbolo y elEmpaque para sellar per&ectamente la junta entre el mbolo y el

cilindro l$quido.cilindro l$quido.


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-uando el mbolo se mueve dentro del cilindro, como se muestra en-uando el mbolo se mueve dentro del cilindro, como se muestra enla 'gura, la presi#n del fuido dentro del cilindro se reduce.la 'gura, la presi#n del fuido dentro del cilindro se reduce.

-uando la presi#n llega a ser menor que la de la tuber$a de succi#n,-uando la presi#n llega a ser menor que la de la tuber$a de succi#n,la vlvula de succi#n de retenci#n se abre y el l$quido fuye al cilindrola vlvula de succi#n de retenci#n se abre y el l$quido fuye al cilindropara llenar el volumen vaciado al retirarse el mbolo. /urante estapara llenar el volumen vaciado al retirarse el mbolo. /urante esta&ase de la operaci#n, la vlvula de descarga se mantiene cerrada&ase de la operaci#n, la vlvula de descarga se mantiene cerradadebido a la mayor presi#n en la tuber$a de descarga.debido a la mayor presi#n en la tuber$a de descarga.

Esta parte de la acci#n de bombeo de la bomba llama la carrera oEsta parte de la acci#n de bombeo de la bomba llama la carrera ogolpe de succi#n.golpe de succi#n.


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El movimiento +acia atrs debe pararse antes de que elEl movimiento +acia atrs debe pararse antes de que ele0tremo del mbolo llegue al empaque.e0tremo del mbolo llegue al empaque.

Entonces el movimiento del mbolo se invierte,Entonces el movimiento del mbolo se invierte,inicindose la parte de la acci#n de bombeo conocidainicindose la parte de la acci#n de bombeo conocidacomo lacomo la carreracarrera de descargade descarga,, como se ilustra en lacomo se ilustra en la

'gura cuando el embolo empieza a retornar.'gura cuando el embolo empieza a retornar.


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El retorno del pist#n dentro del cilindro origina un incremento en laEl retorno del pist#n dentro del cilindro origina un incremento en lapresi#n del l$quido a+$ contenido. Esta presi#n inmediatamente llega apresi#n del l$quido a+$ contenido. Esta presi#n inmediatamente llega aser mayor que la presi#n en la tuber$a de succi#n originando que laser mayor que la presi#n en la tuber$a de succi#n originando que lavlvula de succi#n se cierre.vlvula de succi#n se cierre. La presi#n del l$quido contin1a elevndose.La presi#n del l$quido contin1a elevndose.

-uando la presi#n del l$quido en el cilindro alcanza la de la tuber$a de-uando la presi#n del l$quido en el cilindro alcanza la de la tuber$a dedescarga, la vlvula de descarga es &orzada a abrirse y el l$quido fuyedescarga, la vlvula de descarga es &orzada a abrirse y el l$quido fuye+acia la tuber$a de descarga. El volumen &orzado +acia la tuber$a de+acia la tuber$a de descarga. El volumen &orzado +acia la tuber$a de

descarga es igual al desplazamiento del mbolo menos prdidas muydescarga es igual al desplazamiento del mbolo menos prdidas muypeque2as.peque2as.


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El mbolo debe pararse cuando a cumplido su carrera de retornoEl mbolo debe pararse cuando a cumplido su carrera de retornoantes de que pegue en las vlvulas al 'nal del cilindro.antes de que pegue en las vlvulas al 'nal del cilindro.

Entonces el movimiento se invierte y el mbolo nuevamente e&ect1aEntonces el movimiento se invierte y el mbolo nuevamente e&ect1a

el golpe o carrera de succi#n, como ya se describi# previamente.el golpe o carrera de succi#n, como ya se describi# previamente.


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El ciclo descrito es el de una bomba alternativaEl ciclo descrito es el de una bomba alternativa dedesimplesimpleefectoefecto..SeSellama as$ porque s#lo da un golpe de succi#n y unllama as$ porque s#lo da un golpe de succi#n y ungolpe de descarga en un ciclo alternativo.golpe de descarga en un ciclo alternativo.

El caudal manejado por una bomba alternativa de simpleEl caudal manejado por una bomba alternativa de simplee&ecto queda e0presado en la 'gura , como se puede apreciare&ecto queda e0presado en la 'gura , como se puede apreciartenemos una carrera que no aporta absolutamente con caudal.tenemos una carrera que no aporta absolutamente con caudal.


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%ara aprovec+ar el movimiento de ida y vuelta del embolo de las%ara aprovec+ar el movimiento de ida y vuelta del embolo de lasbombas alternativas se dise2# el doble e&ecto, es decir, quebombas alternativas se dise2# el doble e&ecto, es decir, quee&ect1an dos golpes de succi#n y dos golpes de descarga en une&ect1an dos golpes de succi#n y dos golpes de descarga en unciclo alternativo completo, utilizando las 3 caras del embolo. .ciclo alternativo completo, utilizando las 3 caras del embolo. .


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-uando el vstago y el pist#n se mueven en la direcci#n mostrada, el-uando el vstago y el pist#n se mueven en la direcci#n mostrada, ellado derec+o del pist#n se encuentra en lalado derec+o del pist#n se encuentra en la carrera de descargacarrera de descargayysimultneamente el lado izquierdo del pist#n se encuentra en lasimultneamente el lado izquierdo del pist#n se encuentra en la carreracarrerade succinde succin.. El empaque del pist#n debe sellar per&ectamente con laEl empaque del pist#n debe sellar per&ectamente con lacamisa del cilindro para evitar la &uga de l$quido del lado de alta presi#ncamisa del cilindro para evitar la &uga de l$quido del lado de alta presi#na la derec+a, al lado de baja presi#n de la izquierda.a la derec+a, al lado de baja presi#n de la izquierda.


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El empaque del pist#n debe sellar per&ectamente con laEl empaque del pist#n debe sellar per&ectamente con lacamisa del cilindro para evitar la &uga de l$quido del ladocamisa del cilindro para evitar la &uga de l$quido del ladode alta presi#n a la derec+a, al lado de baja presi#n de lade alta presi#n a la derec+a, al lado de baja presi#n de la

izquierda.izquierda.

El pist#n debe detenerse antes de que golpee el lado de laEl pist#n debe detenerse antes de que golpee el lado de laderec+a del cilindro.derec+a del cilindro.

Entonces el movimiento del pist#n se invierte, de maneraEntonces el movimiento del pist#n se invierte, de manera

que el lado izquierdo del pist#n inicia su carrera deque el lado izquierdo del pist#n inicia su carrera dedescarga y el lado derec+o inicia su carrera o golpe dedescarga y el lado derec+o inicia su carrera o golpe desucci#n.succi#n.


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El caudal manejado por una bomba alternativa de doble e&ectoEl caudal manejado por una bomba alternativa de doble e&ectoqueda e0presado en la 'gura, como se puede apreciar tenemosqueda e0presado en la 'gura, como se puede apreciar tenemoslas dos carreras con aporte de caudal.las dos carreras con aporte de caudal.

La 1nica di&erencia es que el caudal desplazado por la cmaraLa 1nica di&erencia es que el caudal desplazado por la cmara

que tiene el vstago que acciona el pist#n es ligeramenteque tiene el vstago que acciona el pist#n es ligeramentemenor, por el volumen ocupado por lmenor, por el volumen ocupado por l

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