Unidad 3 Bombas Axiales

7/30/2019 Unidad 3 Bombas Axiales

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La bomba se compone de una hlice de mltipleslabes-guas fijos por delante y por detrs del rodete.

Son turbomquinas que permiten la transferencia deenerga mecnica del rotor lquido mientras stepasa a travs de los alabes en direccin axial. Elimpulsor tiene la forma de hlice de 2 a 6 aspas, por

lo que estas bombas se llaman tambin de hlice


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similar a la de una hlice de barco, ya que arrastra el agua a travsde los labes directrices de entrada y descarga a travs de laslabes-gua de salida. Este tipo de bomba no deber utilizarsepara las aguas residuales no tratadas o fangos, ya que los trapospueden quedarse enredados en los labes-gua.

La velocidad base o de arrastre, en la incidencia del lquido en ellabe a la entrada, conserva su valor en el borde de fuga del labea la salida, o sea U1 = U2, y en consecuencia la accin centrfugaes nula. La ganancia en carga de presin debe lograrse solamentea expensas del cambio en magnitud de la velocidad relativa, conresultados desacelerativos en esta velocidad, de forma de Vr2 Vr2 y V2 > V1.Como consecuencia, de ser nulo el trmino U2 - U1 /2g, de accin centrfuga, que es el que en las bombasproporciona mayor ganancia en carga esttica, se tieneen las bombas axiales una carga esttica reducida, yaque del cambio en velocidad relativa, que es de dondese puede obtener, se hace difcil conseguir valoreselevados, pues se exigira una velocidad relativa deentrada muy alta que debera ser reducida a un valormuy bajo en el ducto entre labes, lo cual es difcil delograr en el corto recorrido a travs del rodete mvil.


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3.1 CARACTERISCAS GENERALES El lquido entra en direccin axial y la fuerza centrfuga

no juega ningn papel en la generacin de la cabeza.El movimiento helicoidal impartido por el rodete al

fluido es contrarrestado por los labes fijos y ladescarga se encuentra nuevamente en la direccinaxial.

El ngulo de inclinacin de las aspas tiene graninfluencia sobre la cantidad descargada: a menorngulo, menor cantidad para una velocidad dada.


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Las bombas de flujo axial generalmente se ubicansuspendidas sobre el pozo de succin con la campanade succin y el rodete sumergidos.

El rotor tiene la forma de un propulsor de barco.

Las bombas de flujo axial se caracterizan por que elliquido sale en la misma direccin por donde entra, esdecir, paralelo al eje que sostiene el impulsor que le damovimiento al fluido la relacin de carga terica.


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3.2 DIAGRAMAS VECTORIALES DE

VELOCIDADES


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Diagrama de velocidades a la entrada y a la salida del rotor. Rectificacin yreduccinDe la velocidad absoluta en el estator o difusor.

En la figura se representa el perfil de unos labes del rotor y del estator,cuya seccin es normal a la direccin radial. Se va a suponer que lamquina es de un solo paso, esto es, un rotor y un estator, como es comnen las bombas.

El flujo entra en direccin axial y ataca al labe mvil en esa direccin. Lacomponente axial de la velocidad conserva el mismo valor entre la entraday la salida para evitar empujes axiales perjudiciales.Esta circunstancia facilita mucho la relacin entre las distintascomponentes y por tanto el diseo de la mquina.


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La velocidad absoluta aumenta a su paso por el labemvil, esto es V2 > V1, haciendo al trmino de cargadinmica positivo ( (V2 - V1) / 2 gc ) = + ).Asimismo se advierte que Vr2 < Vr1 debido a lacurvatura del labe, y que por tanto tambin espositivo el trmino de carga esttica ( (Vr1 - Vr2) / 2gc ) = + ).El labe fijo endereza y reduce la velocidad absoluta,cumpliendo las dos funciones de director y deconvertidor parcial de la energa dinmica del agua enesttica.


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3.3 CURVAS CARACTERSTICAS Y

COEFICIENTE DE VELOCIDAD Considerando el caso ms general de diseo de bombas

axiales que consiste en colocar el rotor antes del estator yque la velocidad absoluta de entrada sea axial se tendr

Vu1=0, reducindose la frmula de Euler a:

H= UVu2 guH= UVu2 gu

Pero:Vu2= U Va tan2Vu2= U Va tan2


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Luego:H= U gu(U Va tan2)H= U gu(U Va tan2)

Si A es el rea axial de paso y Q el gasto volumtrico,Va=Q/A y por tanto:

H=U2 gu -Utan2 gu AQH=U2 gu -Utan2 gu AQ


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Vu: Velocidad tangencial a la trayectoria que sigue lapartcula.

Va: Velocidad paralela al eje de rotacin la turbo-mquina ocomponente axial

Vr: Velocidad radial de la partcula.

Vre: Velocidad relativa del fluido respecto al alabe.

Se define la velocidad meridiana, Vm, como la resultanteentre la componente axial y radial, y es la que condiciona elgasto en una Turbo-maquinaria.


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