UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
Ciencia e Ingeniería en Alimentos
Operaciones Unitarias II
BOMBAS Y CLASIFICACIÓN
Introducción
La bomba es uno de los artefactos mas viejos conocidos por la humanidad y es el segundo en número en ser usado después del motor de inducción de jaula de ardilla. Con una larga historia y extenso uso, la bomba ha estado sujeta a sustanciales innovaciones, lo cual ha dado como resultado que actualmente estén disponibles en numerosos tipos.
DEFINICIÓN
Las bombas se utilizan para impulsar líquidos a través de sistemas de tuberías
Determinamos ha que es la energía que una bomba agrega al fluido.
A este valor ha se le llama Carga Total sobre la bomba, algunos fabricantes de bombas se refieren a él como Carga Dinámica Total (TDH)
gv
zp
hhgv
zp
la 22
22
22
21
11
La interpretación esta ecuación como una expresión del conjunto total de tareas que tiene que realizar la bomba
en un sistema dado
Debe elevar la presión del fluido, desde la que tiene en la fuente p1, hasta la que tendrá en el punto de destino p2
Debe subir el fluido desde el nivel de la fuente z1, al nivel del destino z2
Tiene que incrementar la carga de velocidad en el punto 1 a la del punto 2
Se necesita que compense cualquier pérdida de energía en el sistema debido a la fricción en las tuberías o en válvulas, acoplamientos, componentes del proceso o cambios en el área o dirección de flujo
POTENCIA
QhP aA La potencia que una bomba transmite al
fluido
Hay pérdidas inevitables de energía en la bomba debido a la fricción mecánica y a la turbulencia que se crea en el fluido cuando pasa a través de ella, por lo tanto, se requiere más potencia para impulsar la bomba que la cantidad que eventualmente se transmite al fluido
MA ePP 1
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
ROTATORIAS
PRINCIPIO BÁSICO DE OPERACIÓN
Son máquinas que desarrollan presión transportando líquidos en trayectoria definida en una sola dirección
BOMBAS DE ENGRANES
Se compone de dos engranes que giran dentro de una carcasa, en sentido contrario y muy ajustados uno con el otro
Las bombas de engranes desarrollan presiones en el sistema en el rango de 1500 a 4000 psi (10.3 a 27.6 Mpa)
El flujo que entregan varía con el tamaño de los engranes y la velocidad de rotación que puede ser de hasta 4000 rpm.
Bomba de Engranes
BOMBAS DE ASPA
Consiste en un rotor excéntrico que contiene un conjunto de aspas deslizantes que corren dentro de una carcasa
Un anillo de levas en la carcasa controla la posición radial de las aspas
La selección de la entrega variable es manual, eléctrica, hidráulica o neumática
Las capacidades comunes de presión van de 2000 a 4000 psi (13.8 a 27.6 Mpa)
BOMBAS DE ASPA
Succión Descarga
RotorAnillo de levas
Aspa
Ranura de Aspa
Eje impulsor
BOMBAS DE ASPA
BOMBAS DE TORNILLO
Una desventaja de las bombas de engranes, pistón y aspas es que distribuyen un flujo por impulsos hacia la salida, debido a que cada elemento funcional mueve un elemento, volumen capturado, de fluido de la succión a la descarga
Las bombas de tornillo no tienen este problema
BOMBAS DE TORNILLO
BOMBAS DE TORNILLO
Se ilustra el rotor de impulso central, semejante a una espiral, se acopla muy bien con los dos rotores impulsados y proporciona un flujo uniforme continuo
Las bombas de tornillo operan a 3000 psi (20.7 Mpa) funcionan a velocidades altas y son más silenciosas que la mayoría de otros tipos de bombas hidráulicas
BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA
Produce un flujo suave que no pulsa y se utiliza sobre todo para enviar fluidos de procesos
Conforme el rotor central grande gira dentro del estator, se forman cavidades que avanzan hacia el extremo de descarga de la bomba que mueve el material en cuestión
El rotor está hecho de una placa de acero con placas gruesas de cromo y la mayoría de los estatores están construidos de caucho natural o sintético
Las capacidades de flujo llegan a ser hasta de 1860 gal/min y la presión de 900 psi
Este tipo de bomba maneja líquidos muy viscosos, champú, alimentos como el jarabe de manzana e incluso masa de pan
BOMBAS DE CAVIDAD PROGRESIVA
BOMBAS DE LOBULO
O bomba de levas opera en forma similar a la de engranes
Los dos rotores que giran en sentido contrario tienen dos, tres o más lóbulos que coinciden uno con otro y se ajustan muy bien en su contenedor
El fluido se mueve alrededor de la cavidad formada entre los lóbulos contiguos
BOMBAS DE LOBULO
BOMBAS PERISTALTICASConsta de una tubería flexible la cual
captura al liquido mediante la acción de un rodillo. Se usa para manipular fluidos en pequeñas cantidades, a bajas presiones y manteniendo una limpieza constante
Estas bombas se utilizan para las aplicaciones químicas, médicas, procesamiento de alimentos, científicas, etc.
BOMBAS PERISTALTICAS
Bomba peristáltica; (a) de dos rodillos y (b) de tres rodillos
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVORECIPROCANTES
PRINCIPIO BASICO DE OPERACION
Son máquinas que suministran presión a un líquido por acción de un pistón o émbolo en un cilindro
Bomba reciprocante (simple de doble acción)
Operación de una Bomba reciprocante de simple acción
Bomba Duplex
BOMBAS DE DIAFRAGMA
Una barra reciprocante mueve un diafragma flexible dentro de una cavidad, con lo que descarga fluido conforme aquél se mueve a la izquierda y lo empuja cuando va hacia la derecha, en forma alternada.
La ventaja es que solo el diafragma entra en contacto con el fluido
La bomba de diafragma se utiliza en la construcción, minería, aceite, gas, procesamiento de alimentos, procesos químicos y otras aplicaciones industriales
BOMBAS DE DIAFRAGMA
Bomba de doble diafragma
Funcionamiento de una Bomba de diafragma
BIBLIOGRAFÍA
JUTGLAR, Luis B. “Bombas, Ventiladores y compresores”. Ediciones Ceac, 2005. Impreso en España. Pág: 19, 72-90
VIEJO M, ÁLVAREZ J. “BOMBAS. Teoría, Diseño y Aplicaciones”. Tercera Edición 2004.Impreso en México. Págs: 11-79, 149-159.