Unidad 7 Bombas (2)

8/17/2019 Unidad 7 Bombas (2)

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Bombas

Dr. Refugio Bernardo García Reyes

MECÁNICA DE FLUIDOS


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Unidad 7. Bombas7.1 Clasificación de las bombas

7.2 Bombas de desplazamiento positivo

7.3 Bombas rotadinámicas

7.4 Velocidad específica

7.5 Cavitación7.6 Curvas características

7.7 Relaciones de afinidad

7.8 Curva del sistema

7.9 Balance entre la bomba y el sistema7.10 Selección de bomba

7.11 Cabezal de succión neto positivo (disponible yrequerido)


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Clasificación de las bombas

B O

M B A

S

2. CENTRÍFUGAS

a) Centrífugas

b) Periféricas

c) Especiales

1.DESPLAZAMIENTO POSITIVO

a) Reciprocantes

b) Rotatorias


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Clasificación de las bombas

B O

M B A

S

2. CENTRÍFUGAS

Funcionan sacando el fluido en un campo defuerza centrífuga y proporcionado energíacinética, y luego convirtiéndola a trabajode inyección. Son dispositivos con altoflujo y con aumento bajo de presión.

1.DESPLAZAMIENTO POSITIVOOperan atrapando un fluido en una cavidad y

luego lo sacan a una presión mayor. Por logeneral, son dispositivos de aumento alto depresión y flujo bajo.


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B o m b a s d e

d e s p l a z a m i e n

t o p o s i t i

v o

2. Rotatorias

a) Rotor simple

b) Rotor múltiple

1.Reciprocantes

a) Pistón-émbolo

b) Diafragma

Aspas

Pistón

Miembro flexible

Tornillo

EngranesLóbulos

Balancines

Tornillos

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://

www.todomonografias.com/images/2007/02/1004

07.gif&imgrefurl=http://www.todomonografias.com/

industria-y-materiales/bombas-tecnologia-parte-

2/&usg=__QsMQfsg4s143AYG6cd49XGE-

v5g=&h=284&w=272&sz=34&hl=es&start=17&itbs

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ES:official%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1


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Bombas de desplazamiento positivo

Bomba de tornillohttp://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/bomba-de-tornillo-para-poliuretano-105236.jpg&imgrefurl=http://www.directindustry.es/prod/kral/bomba-de-tornillo-para-poliuretano-15343-

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Bomba delóbulos

externos http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://imagenes.mailxmail.com/cur sos/imagenes/0/4/bombas-rotativas-

iii_8840_5_3.jpg&imgrefurl=http://www.mailxmail.com/curso-bombas-

engranajes/bombas-rotativas-3&usg=__v-gmLA9026qnc6YkG4-8ICEvLI8=&h=212&w=250&sz=16&hl=es&start=3&um=1&itbs=1&tbnid=m_36b

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amiento%2Bpositivo%26um%3D1%26hl%3Des%26client%3Dfirefox-

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Bomba helicoidal

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.peisabue.com.ar/bombas/Bomba_Mono.jpg&imgrefurl=http://www.peisabue.com.ar

/bombas/bomba.htm&usg=__yUIKYW7WV7jClihx8mRe20WBMtI=&h=440&w=798&sz=32&hl=es&start=16&um=1&itbs=1&tbnid=7RE3m_4OFbAwNM:&tbnh=79&tbnw=143&prev=/images%3Fq%3Dbomba%2Bdesplazamiento%2Bpositivo%26um%3D1%26hl%3Des%26client%3Dfirefox-a%26rls%3Dorg.mozilla:es-ES:official%26channel%3Ds%26tbs%3Disch:1


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Bomba de pistónhttp://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.bran-luebbe.es/BombaProcesoWCBUniversalII_archivos/image001.jpg&imgrefurl=http://www.bran-luebbe.es/BombaProcesoWCBUniversalII.htm&usg=__njF5kGLxopuSvBweImlq9WFjw9U=&h=152&w=250&sz=14&hl=es&start=12&um=1&itbs=1&tbnid=FjTbMSO3nqtxG

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Bombas de diafragma


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Bombas dinámicas


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B o m b a s d i n á m i c a s

2. Periféricas

3. Especiales

1.Centrífugas

Flujo radial

Flujo axial

Flujo mixto

Electromagnéticas


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Bombas dinámicas

Bomba centrífuga de flujo radialhttp://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/bomba-centrifuga-de-circulacion-de-agua-210804.jpg&imgrefurl=http://www.directindustry.es/prod/hanning/bomba-centrifuga-de-circulacion-de-agua-13764-210804.html&usg=__owqalGmQyw_NRLW7c2vJ6roEy-

E=&h=487&w=609&sz=43&hl=es&start=6&itbs=1&tbnid=qC0Kt4V8GCs-zM:&tbnh=109&tbnw=136&prev=/images%3Fq%3DBomba%2Bcentr%25C3%25ADfuga%2Bde%2Bflujo%2Bradial%26hl%3Des%26client%3Dfirefox-

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Bombas dinámicas

Bomba centrífuga de flujo axial

http://spanish.alibaba.com/product-gs/axial-flow-pump-51061793.html


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Bombas dinámicas

Bomba centrífuga de flujo mixto


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Velocidad específica

Las variables que describen el desempeño de una bomba

son las graficadas en los mapas o curvas características de

las bombas: pérdida de altura (H) y flujo volumétrico (Q).

Si se desea conocer que tipo de bomba seleccionar para

alguna tarea, entonces es preciso conocer estas variables.

Esas dos variables combinadas con g y forman una

variable adimensional denominado velocidad específica.

( ) 43

gH

Q N específicaVelocidad s

w ==


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Carga desarrollada

h h

HHHW a b p

D=

-=

Se puede obtener:

Entrada Salida

Considerando que:

2

VgZ

PH

2

VgZ

PH

2

b b

b b

2

aa

aa

a

r

a

r

++=

++=

Wp


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Eficiencia y potencia de la bomba

P

PQ

W

P

totaltrabajo

útiltrabajo

p

D

=

D

== r h

Por otro lado, la eficiencia de la bomba (η) para fluidos

incompresibles puede calcularse a partir de la caída depresión ( ΔP), el caudal (Q) y la potencia de la bomba (P)como se muestra:

P

/dPmSalida

Entradaò= r

h

&

Y para fluidos compresibles:


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Problema

Se bombean 50 gpm de agua desde una

presión de 30 psia a una presión de 100

psia. Los cambios en elevación y

velocidad son despreciables. El motor que

impulsa a la bomba suministra 2.80 hp,

¿cuál es la eficiencia de la bomba? ¿Cuál

es la potencia y el trabajo útil que sesuministra al fluido?


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Cavitación1. Si la presión de succión es solamente un poco

mayor que la presión de vapor, algo del líquidopuede convertirse en vapor y sucede elproceso llamado de cavitación.

2. La cavitación reduce notablemente lacapacidad de la bomba y causa erosiónsevera.

3. Si la presión de succión es menor que lapresión de vapor, habrá vaporización en lalínea de succión y no llegará líquido a labomba.


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Cavitación

Para el sistema anterior, el valor de NPSH se calcula como:

afsv'a ZhPP

g

1 NPSH -÷÷

ø

öççè

æ -

-=

r

Donde:

Pa =Presión absoluta en la superficie del tanque

Pv= presión de vapor

hfs=pérdidas por fricción en la línea de alimentación


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Problema sobre cavitación

Se bombean 40 gpm de benceno a 100°F a través del

sistema de la figura mostrada anteriormente. El tanqueestá a presión atmosférica. El medidor de presión al final

de la línea de descarga indica 50 psi. La descarga está a

10 ft sobre el nivel del líquido y la entrada a la bomba está

a 4 ft por encima del nivel del tanque. La línea de

descarga es de 1.5 pulgadas cédula 40. La eficienciamecánica de la bomba es de 0.60. La densidad del

benceno es 54 lb/ft3 y su presión de vapor a 100°F es 3.8

psi. Calcular:

a) La carga desarrollada de la bombab) La potencia necesaria de la bomba

c) Si el fabricante especifica una NPSH requerida de 10 ft,

¿la bomba será apropiada para este servicio?


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Problema sobre cavitación

Entrada

Salida

a’

b’

a b

Bomba

Wp

4 ft

6 ft4 ft 10 ft

20 ft

Si NPSH requerido < NPSH calculado: la bomba no cavitará


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29/34

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Caudal, m3/s

C a r g

a , m

Curva característica de la bomba

Curva del sistema

Punto de operación


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Relaciones de afinidad

Característica Constante

D

Constante

n

Capacidad Q n Q D

Carga H n2 H D2

Potencia P n3 P D3

D: Diámetro; n: Velocidad de rotación


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The 32-in pump of figure is going to pump 24,000 gal/min of water

at 1170 r/min from a reservoir whose surface is at 14.7 psia. If

head loss from reservoir to pump inlet is 6 ft, where should the

pump inlet be placed to avoid cavitation for water at (a) 60°F,

pv=0.26 psia, SG=1.0 and (b) 200°F, pv=11.52 psia, SG=0.9635?

White, fluid mechanics, page 725


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Fig. 11.6 Typical centrifugal pump performance curves at constant impeller-rotationspeed. The units are arbitrary (White, Fluid mechanics).


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Tarea

Elaborar una revisión de las bombas

aquí mencionadas en las cuales se

incluyan las características de cadabomba, sus aplicaciones, ventajas y

desventajas.


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Aceite (G.E.=0.88) y viscosidad

cinemática de 4E-5 m2

/s, fluye a 400 gpma través de una tubería de hierro

comercial de 6 pulgadas cédula 40. La

tubería tiene una longitud de 0.5 millas y

una pendiente hacia arriba de 8° en ladirección del flujo. Calcular la caída de

presión en Pascales, la pérdida de carga

en metros, y la potencia requerida de una

bomba de desplazamiento positivo que

tiene una eficiencia del 75%. (Valor 40%)

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