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Laboratorio de Ingeniería Mecánica III (061-5491)

Bombas Reciprocantes

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I. INTRODUCIÓN

Generalmente en las industrias o empresas las bombas utilizadas en sus procesos

presentan rendimientos muy por debajo de sus condiciones nominales. Si uno de los

requerimientos es el de tener un caudal constante a cualquier presión dentro de la

capacidad del impulsor y la resistencia mecánica de la bomba estaríamos hablando de

una bomba reciprocantes de pistón. Las bombas reciprocantes se utilizan en

numerosas aplicaciones que exceden la capacidad de las bombas centrífugas o

rotatorias. Algunos servicios se podrían efectuar con una centrífuga o rotatoria, 'pero

a expensas de un aumento en los requisitos de potencia y de mantenimiento. Debido a

los altos costos de la energía, la bomba de potencia, con su elevada eficiencia

mecánica, se utiliza cada vez más en muchas aplicaciones.

Una bomba reciprocante es de desplazamiento positivo, es decir, recibe un volumen

fijo de líquido en condiciones casi de succión, lo comprime a la presión de descarga y

lo expulsa por la boquilla de descarga. En estas bombas se logra por el movimiento

alternativo de un pistón, émbolo o diafragma. La bomba reciprocante no es cinética

como la centrífuga y no requiere velocidad para producir presión, pues se pueden

obtener presiones altas a bajas velocidades. Todas las bombas de desplazamiento

positivo producen un flujo pulsátil o periódico. Su mayor ventaja es que pueden

manejar cualquier líquido independientemente de su viscosidad. En la bomba de

potencia se hace alternar el elemento de bombeo con una manivela o un cigüeñal.

Esta bomba se mueve con un propulsor con eje rotatorio, como motor eléctrico, de

combustión interna o turbina.

Actualmente existen diversos tipos de bombas entre las cuales se encuentran las

bombas de potencia reciprocantes. Las bombas de potencia son máquinas de

desplazamiento positivo que, a una velocidad constante, entregan esencialmente la

misma capacidad a cualquier presión dentro de la capacidad del impulsor y la

resistencia mecánica de la bomba. La alta eficiencia inherente de estas bombas es casi

independiente de la presión y la capacidad, y sólo es un poco más baja en una bomba

pequeña que en una grande. Por ello, la bomba de potencia es de gran utilidad en

donde se requieren altas presiones y baja capacidad, donde su alta eficiencia

compensa con creces su alto costo inicial en algunas aplicaciones, la entrega

constante con presión variable es una ventaja definida, ya que esta bomba de potencia

también puede actuar como un dispositivo dosificado. En algunas aplicaciones, esto

crea un problema de control que debe resolverse si se varía la velocidad, se deriva a

velocidad constante, o se carga y descarga la bomba en forma intermitente. Muchas

bombas de potencia se disponen para poder cambiar con facilidad el tamaño del

pistón o embolo buzo, con lo cual se tiene una bomba adaptable para un considerable

rango de presiones, en que la capacidad varía inversamente con la presión a una

salida constante de potencia hidráulica.



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La bomba de acción directa se impulsa con un fluido-motor por medio de presión

diferencial. Como estas bombas, originalmente, eran para impulsarlas con vapor,

como la mayor parte de las bombas, se les llamaba bomba de vapor, no porqué

bombearan vapor, sino porque éste las impulsaba. Desde hace bastantes años se han

utilizado otros gases como fluidos-motores. El gas combustible que, en otra forma, se

enviaría con un regulador de presión para servicio de la planta, a menudo se envía a la

bomba de acción directa para que funcione “gratis”. El aire comprimido se utiliza con

frecuencia para impulsar bombas pequeñas en servicios como pruebas hidrostáticas y

dosificación de productos químicos.

Las bombas de potencia se encuentran con dos, tres, cinco, seis y nueve émbolos y de

acuerdo con esto se le llama dúplex, tríplex, quíntuplex, séptuplex y nónuplex

respectivamente.



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II. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General

Estudiar las variaciones presiones de descarga e internas del sistema y el

efecto de los accesorios.

2.2. Objetivos Específicos

Conocer los distintos tipos de bombas y en particular la bomba pistón.

Describir las partes o componentes y el principio de funcionamiento de una

bomba pistón.

Investigar cómo influye la presión de descarga y el amortiguador de presión

sobre la onda de presión dentro del cilindro y en el conducto de descarga.

Determinar el efecto que tiene la válvula de alivio de presión sobre la

continuidad del flujo volumétrico.



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III. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

3.1. Bombas de Desplazamiento

Se suelen dividir en cuatro clases generales:

De potencia reciprocante

De vapor

Rotatorias

Sin pistones

Una bomba de potencia es una bomba reciprocante impulsada por una fuente de

energía externa aplicada al cigüeñal de la bomba. Una bomba de vapor es una bomba

reciprocante y una máquina de vapor construidas como una sola unidad. La potencia

para accionar la bomba la suministra la máquina de vapor.

Una bomba rotatoria es una bomba de desplazamiento positivo y consta de una

carcasa fija en la cual están alojados engranes, excéntricas, tornillos, paletas, émbolos

buzo o elementos similares, accionados por la rotación del árbol impulsor. Estas

bombas se caracterizan por sus ajustadas holguras de funcionamiento y por la

ausencia de válvulas de succión y de descarga.

Frecuentemente, las bombas rotatorias sólo se lubrican con el fluido que se

bombea. En las bombas sin pistones se utiliza la presión directa de aire, gas o vapor

sobre el fluido que se bombea

3.2. Clasificación de las bombas Reciprocantes

Las bombas reciprocantes, por lo general, se clasifican por sus características:

Extremo de impulsión, es decir, potencia o acción directa.

Orientación de la línea de centros del elemento de bombeo, es decir,

horizontal o vertical.

Número de carreras de descarga por ciclo de cada biela, es decir, acción

sencilla o doble acción.

Configuración del elemento de bombeo: pistón, émbolo o diafragma.

Número de varillas o bielas de mando, es decir, simplex, dúplex o

múltiplex.



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En las siguientes figuras se ilustran dos tipos de bombas reciprocantes; también

aparece un corte transversal de bomba de potencia.

Fig. 1 Clasificación de bombas reciprocantes

3.2.1. Bombas de potencia reciprocantes

Las bombas de potencia son máquinas de desplazamiento positivo que, a una

velocidad constante, entregan esencialmente la misma capacidad a cualquier presión

dentro de la capacidad del impulsor y la resistencia mecánica de la bomba. La alta

eficiencia inherente de estas bombas es casi independiente de la presión y la

capacidad, y sólo es un poco más baja en una bomba pequeña que en una grande. Por

ello, la bomba de potencia es de gran utilidad en donde se requieren alta presión y

baja capacidad, donde su alta eficiencia compensa con creces su alto costo inicial.

En algunas aplicaciones, la entrega constante con presión variable es una

ventaja definida, ya que esta bomba de potencia también puede actuar como

dispositivo dosificador. En algunas aplicaciones, esto crea un problema de control

que debe resolverse si se varía la velocidad, se deriva a velocidad constante, o se

carga y descarga la bomba en forma intermitente. Muchas bombas de potencia se

disponen para poder cambiar con facilidad el tamaño del pistón o émbolo buzo, con

lo cual se tiene una bomba adaptable para un considerable rango de presiones, en que

la capacidad varía inversamente con la presión a una salida constante de potencia

hidráulica. Las bombas de potencia se encuentran con nueve émbolos y de acuerdo a

esto se les llama dúplex, triplex, quíntuplex, séptuplex y nónuplex respectivamente.



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3.2.1.1. Bombas de potencia verticales: Se construyen con extremos de potencia

totalmente encerrados y autolubricados, protegidos en forma eficaz contra

infiltración de fluido bombeado o la entrada de polvo de la atmósfera

circundante. Las velocidades del émbolo buzo hasta de 400 pie/min (20 m/s),

en las bombas de carrera corta con velocidades de rotación de 300 a 720

rpm, permiten la conexión directa con el impulsor o con una transmisión de

reducción sencilla, en lugar de las transmisiones de doble reducción que se

suelen requerir con bombas antiguas de baja velocidad.

3.2.1.2. Bombas de potencia horizontales: Se fabrican también en un rango

semejante de tamaños para aproximadamente la misma velocidad con

cilindros de fluido fundidos y forjados (Fig. 2). Se encuentran como bombas

tríplex y quíntuplex con émbolos de simple acción. Éstos están conectados

en forma directa a las crucetas en el extremo de potencia con el

prensaestopas entre el cilindro y el bastidor, con lo cual se elimina el yugo y

las varillas de tracción características de la bomba vertical invertida. Las

bombas de este tipo se emplean para inundaciones y para extraer agua salada

en los campos petrolíferos, para la tubería de recolección y de producto, y en

sistemas hidráulicos pequeños y pruebas hidráulicas.

Fig. 1 Bomba de potencia vertical

Fig. 2 Bomba Triplex horizontal



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3.2.1.3. Bombas de potencia de pistón horizontal: Son otro tipo de bomba

reciprocante que se ilustran en la figura 3. Esta bomba suele funcionar a

velocidades que van de 50 a 200 r/min. Las unidades construidas con

engranes de una sola reducción encerradas en el cárter tienen el árbol del

piñón y el cigüeñal montados en cojinetes de rodillos o antifricción; y en

algunos diseños se emplean cojinetes de rodillos en los dos extremos de las

bielas. En algunos diseños se emplean cojinetes de manguito, pero sin

engranaje interno. El cilindro e líquido, con pistón de "vaso lateral", está

equipado con carcasas y pistones fáciles de quitar, con lo cual se pueden

lograr diversas presiones y capacidad de la bomba con el cambio de tamaño

de las camisas y pistones. Estos tipos de bombas utilizan pistones de acción

simple y doble.

3.2.1.4. Bombas de potencia de capacidad variable: Se emplean en aplicaciones

donde se requiere un gasto variable de fluido. El gasto variable se puede

lograr 1) al variar la velocidad de la bomba; 2) al derivar la salida de la

bomba de regreso hacia los sistemas de succión o, 3) al variar la longitud de

la carrera de la bomba. Las velocidades de la bomba se pueden modifi¬car

con el uso de transmisiones de velocidad variable.

3.2.2. Bombas rotativas de pistones radiales de caudal variable

El rotor giratorio lleva alojado en su interior a manera de eje el distribuidor y colector

de caudal (pintle) esencialmente un eje estacionario que lleva agujeros en su interior

que se conectan por medio de toberas con las diferentes cámaras de aspiración y de

impulsión. De hecho esta forma un sistema de válvulas rotativa deslizante ¡y este

sistema es característico de las bombas rotativas de pistones radiales o en "estrella "

de caudal variable.

Fig. 3 Bomba horizontal de pistón



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Gracias a un número relativamente elevado de pistones y a su corta carrera,

las pulsaciones del caudal son enteramente despreciables. La presión de salida de

estas bombas está limitada principalmente por las reacciones sobre los cojinetes, que

llegan a ser muy importantes con presiones elevadas.

3.2.3. Bombas rotativas de pistones radiales de caudal fijo

Este tipo de bombas tiene tantas variantes en la actualidad, que un estudio detenido de

cada uno de ellas escaparía a los alcances de esta información. Por tal motivo, nos

detendremos solamente en las más conocidas.

En este tipo de bombas, existen dos clases fundamentales: de caudal fijo y de

caudal variable. Estas últimas serán analizadas más adelante. Las bombas hidráulicas

rotativas de pistones radiales, pueden clasificarse en general según sus válvulas sean

de asiento o rotativas. Como hemos visto anteriormente, las bombas multicilíndricas

de pistones en línea tienen invariablemente sus válvulas de asiento. En las bombas

radiales, los asientos pueden ser de válvulas de bola, de platillo o de asiento cónico.

Si los cilindros giran, las válvulas son de tipo rotativo o "deslizante" y son

hermetizadas por una película de aceite entre las superficies móviles y estacionarias.

Las bombas que poseen válvulas rotativas son algo diferentes que las que poseen

válvulas de asiento, siendo inevitable cierto resbalamiento a presiones altas, debido a

la fuga de aceite a través del juego en las válvulas. Además las presiones de trabajo

de las bombas de válvulas rotativas se hallan limitadas con el fin de mantener altas

eficiencias volumétricas a una presión constante y además por el riesgo, de

"agarrotamiento " de las válvulas bajo la acción de cargas excesivas. Por tal razón las

bombas de muy alta presión tienen válvulas de asiento, por lo que sus pistones no

giran, y esta es la disposición clásica de las bombas de caudal fijo, o sea, de

suministro constante. Las bombas alternativas de descarga constante comprenden

tipos de pistones radiales con cilindros estacionarios que veremos a continuación,

bombas de pistones axiales con cilindros estacionarlos, que veremos más adelante y

bombas de pistones en línea, que ya hemos visto; todas estas válvulas de asiento.

Con las bombas de alta velocidad, de pistones radiales con válvulas de

asiento, se obtienen eficiencias volumétricas sumamente altas, a valores de un 98%.

Por lo general cada cilindro o cualquier otra cámara en la bomba es pequeño en

relación bloque de acero que la rodea, y los pistones están tan pulidos que se adaptan:

a los cilindros sin necesidad de empaquetadura alguna.

Naturalmente que en esta juega un rol fundamental la viscosidad del aceite por

lo que en los sistemas hidráulicos que emplean este tipo de bombas la temperatura del

sistema debe estar siempre lo más baja y constante posible. La descarga de cada

cilindro adopta la forma de pequeñas pulsaciones de muy alta frecuencia



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3.2.4. Bombas para pastas aguadas

Hay un gran interés en el empleo de bombas para transportar pastas aguadas por

tuberías. En la situación actual del ramo, las bombas de potencia se usan como el

medio más eficiente para bombear dichas pastas. Se bombean pastas aguadas de

carbón, mineral de hierro y cobre de hasta 65% en peso a centenares de millas de

distancia utilizando bombas de potencia. La tecnología para este bombeo es

relativamente nueva y se ha mejorado con la experiencia. Ya se están estableciendo la

nomenclatura y las normas para esta tecnología.

3.3. Amortiguadores de pulsaciones

A fin de compensar las irregularidades e inducir un flujo uniforme en las líneas de

succión y descarga, con mucha frecuencia es necesario crear amortiguadores de

pulsaciones. Su utilización es deseable en particular en bombas sencillas piedras de

alta velocidad. El volumen de un amortiguador de ahí de para una bomba símplex

debe ser de seis a ocho la cilindrada de un émbolos por carrera. En las bombas dúplex

o tríplex, de tres a cuatro veces. Para bombas múltiplex de alta velocidad, el tamaño

del amortiguador puede ser menor que el indicado para una bomba tríplex del mismo

tamaño de émbolos, pero desde máxima importancia hacer que la conexión entre el

amortiguador y la bomba, sea lo más corta y lo más grande posible. Un amortiguador

simple de aire por lo común es satisfactorio en la entrada del lado de succión de las

bombas, pero con mayores presiones de entrega, la carga de aire o gas se pierde

pronto al disolverse en el fluido bombeado. En este caso, se necesita un amortiguador

que tenga alguna forma de diafragma o bolsa para mantener la carga, esta es

alrededor de dos tercios de la presión del sistema.

Con agua desarenada para la alimentación de calderas, una cámara de succión

en que se le vapor como medio amortiguador resulta sencillo y eficaz. Este "Cojín" de

vapor se mantiene al cubrir la cámara con camisas que contengan vapor a una presión

un poco más alta que la presión máxima de succión. Las cámaras amortiguadores en

la succión resulta conveniente en particular en los casos en que el líquido llega a la

bomba bajo una carga estática o la línea de succión es relativamente larga.

3.4. Razones para utilizar bombas reciprocantes

La justificación para seleccionar una bomba reciprocante, en vez de una

centrífuga o una rotatoria debe ser el costo; no sólo el costo inicial sino el

costo total, incluso los costos de energía y mantenimiento.

Algunas aplicaciones se prestan mejor para bombas reciprocantes. Los

servicios típicos incluyen limpieza con agua a alta presión (20gpm a 10

000psig), inyección de glicoles (5gpm a 1 000psig), carga con amoníaco

(40gpm a 4 000psig). Otra aplicación en donde es casi obligatoria la bomba

reciprocante es para pastas aguadas abrasivas o materiales muy viscosos a más



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de unas 500psig. Los ejemplos son desde pasta aguada de carbón hasta

mantequilla de maní.

La mejor característica de la bomba de potencia es su alta eficiencia, pues

suele ser de 85 a 94%. La pérdida de 10% incluye todas las que ocurren en las

bandas, engranes, cojinetes, empaquetaduras y válvulas.

Otra característica de la bomba reciprocante es que la capacidad está en

función de la velocidad y es más o menos independiente de la presión de

descarga. Por ello, una bomba de potencia de velocidad constante que mueve

100gpm a 500psig podrá manejar cerca de 100gpm a 3 000psig.

La bomba de acción directa tiene algunas ventajas más que la bomba de

potencia. Se usa para aplicaciones con alta presión y bajo flujo. Las presiones

de descarga suelen ser ente 300 y 5 000psig, pero pueden exceder 10 000psig.

La capacidad es proporcional a la velocidad entre el punto “al freno” y la

máxima, sin que importe la presión de ahogo. La velocidad se controla con la

estrangulación del fluido-motor. Suelen ser autocebantes, en particular el tipo

de bajo volumen del espacio de funcionamiento.

En las bombas de acción directa casi no influyen las condiciones

desfavorables, como vapores corrosivos, pues no tienen cubierta de cojinetes,

caja de cigüeñal o depósito de aceite; salvó las que necesitan un lubricador.

Algunas bombas de acción directa que quedaron cubiertas por una inundación

accidental, han seguido funcionando sin efectos dañinos. Estas bombas son

silenciosas, de fácil mantenimiento y sus bajas velocidades y construcción

fuerte les dan larga duración.

Las bombas de potencia y de acción directa, con conexiones y accesorios

especiales para trabajo a baja velocidad se han empleado con buenos

resultados para pastas aguadas abrasivas.

La baja eficiencia térmica de las bombas de acción directa suele, a veces, ser

una ventaja. Cuando se las acciona con vapor, se pierde muy poco calor entre

la entrada y la descarga. La temperatura en el escape es la misma que se

obtiene con estrangulación. En los casos en que se estrangula vapor a alta

presión a una presión más baja para calentamiento, por ejemplo, para

desaerear agua de alimentación de calderas, el vapor se puede utilizar para

mover una bomba de acción directa y el vapor en el escape se utiliza para el

calentamiento. En este caso, el lado de potencia (anillos de pistón, válvulas,

etc.) funciona sin lubricación para que el vapor de la descarga no contenga

aceite.

3.5. Aplicaciones típicas de las bombas reciprocantes

Carga de glicoles. El etilenglicol o el trietilenglicol se bombea a un

absorbedor a unas 1 000psig para eliminar la humedad del gas natural. El

glicol absorbe el agua, se lo estrangula a presión atmosférica y se lo calienta

para eliminar el agua. Después, se enfría y se devuelve con la bomba al



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absorbedor. Para este servicio se utilizan bombas de potencia con motor y

reciprocantes de acción directa.

Carga de aminas. La monoetanolamina, otras aminas y los absorbentes

patentados eliminan el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono del gas

natural. Se bombea el absorbente hacia un absorbedor a unas 1 000psig y

produce una acción similar a la de los glicoles. En las plantas grandes para

tratamiento de gas se suelen utilizar bombas centrífugas; en las pequeñas, son

más adecuadas las bombas de potencia propulsadas por motor eléctrico.

Petróleo pobre. El aceite para absorción se utiliza igual que los glicoles y

aminas pero absorbe los hidrocarburos como butano, propano y etano del gas

natural.

Inyección de agua salada. Un método que se utiliza mucho para la

recuperación secundaria de petróleo y gas en los campos casi agotados, es

inundar los yacimientos con agua, por lo general, agua salada en pozos

periféricos para obligar a los hidrocarburos a moverse hacia el pozo central.

En los campos pequeños se utilizan bombas de potencia.

Eliminación de agua salada. Se suelen utilizar bombas de potencia para

bombear el agua salada a un pozo para eliminarla.

Evitadores de reventones. Los evitadores de reventones, hidráulicos,

siempre están listos durante la perforación de pozos de petróleo y gas para

cerrar el pozo si se inicia el llamado reventón. La potencia hidráulica se aplica

con bombas reciprocantes, con motor eléctrico o neumático. La presión

normal de funcionamiento es entre 1 000 y 3 000psig.

Sistemas de oleoductos y gasoductos. Se utilizan bombas de potencia para

inyectar amoníaco o hidrocarburos ligeros en estas tuberías. Se envían

diversas pastas aguadas y petróleo crudo en las tuberías con bombas de

potencia de pistón y émbolo.

Sistemas hidráulicos. Se utiliza un líquido hidráulico, como aceite soluble y

agua en laminadoras de acero y petróleo diáfano (Keroseno) y aceite en las

laminadoras de aluminio, para colocar Los rodillos de las laminadoras y se

emplean cilindros hidráulicos para mover el metal que se lamina. Estos

sistemas de cargas con bombas de potencia con motor a una presión entre 1

000 y 5000psig

Producción de fertilizantes. Se utilizan bombas de potencia con

prensaestopas especiales para bombear amoníaco a presiones hasta de 5

500psig. Se utilizan bombas de potencia con extremos para líquido hechos de

acero inoxidable y prensaestopas especiales para bombear carbonato de

amonio a presiones hasta de 3 500psig para la producción de urea.

Limpieza. El agua a presiones entre 7 000 y 10 000psig enviada con bombas

de potencia se utiliza para lavar equipos y estructuras.

Tambores deshidratadores. La bomba de acción directa, de mínima holgura

es muy adecuada para bombear los hidrocarburos desde los tambores



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deshidratadores en las refinerías, debido a su velocidad variable y su baja

carga neta positiva de-succión NPSH.

Pruebas hidrostáticas. Se utilizan bombas de potencia y de acción directa

para las pruebas hidrostáticas de equipos y sistemas. La bomba con émbolo de

acción directa es muy adecuada para este servicio porque se “ahoga” a

determinada presión y sólo bombea si falla la presión.

Pastas aguadas. Se emplean bombas de potencia y de acción directa par

manejar pastas aguadas como mantequilla de maní, detergentes, plásticos,

carbón y minerales pulverizados en procesos y tuberías. Las presiones pueden

llegar hasta unas 10 000psig y las temperaturas a unos 700º F.

Dosificación. Se utilizan diversas configuraciones de bombas de potencia y

de acción directa para dosificar líquidos desde bombas grandes para tuberías

con propulsión de velocidad variable y también las hay pequeñas, de volumen

controlado para inyectar cantidades precisas de productos químicos en la

corriente de proceso.

Homogeneización. La leche y otros productos alimenticios y no alimenticios

se homogeneizan para hacerlos uniformes y evitar la separación. Gran parte

de la homogeneización se logra al bombear el material con una bomba de

potencia de émbolo hasta una alta presión y, luego, con la estrangulación con

una o más válvulas especiales.

3.6. Desventajas de las bombas reciprocantes

Las bombas reciprocantes tienen ciertas desventajas y la más común es el

flujo a pulsaciones; por ello, se debe tener cuidado en el diseño del sistema.

Más adelante en este artículo aparece información al respecto.

En la mayoría de las aplicaciones los costos inicial y de mantenimiento de las

bombas reciprocantes serán mayores que para las centrífugas o las rotatorias.

La empaquetadura típica en una bomba de potencia dura menos de tres meses,

o sea mucho menos que un sello mecánico en un eje rotatorio.

La bomba de acción detecta tiene baja eficiencia térmica cuando se le impulsa

con un gas como el vapor de agua. La eficiencia mecánica (fuerza de salida

dividida entre la fuerza de entrada) es alta; pero, debido a que no tiene ningún

componente, como un volante, para almacenar energía, el gas motor debe

permanecer a la plena presión de entrada en el cilindro durante toda la carrera;

al final de la carrera se expande el gas hacia el tubo de escape, pero no efectúa

ningún trabajo durante la expansión. Por tanto, la energía térmica del gas se

pierde por fricción. El consumo aproximado de vapor de estas bombas es de

100lb/h por cada caballo hidráúlico (hhp), es decir, por cada caballo

hidráulico producido en el extremo de líquido, se necesitan unas 100 lb/h de



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vapor. Cuando el fluido-motor es gas natural o aire, el consumo es alrededor

de 9 500ft3 estándar/(h) (hhp).

La mayoría de los problemas con las bombas reciprocantes se pueden evitar

con la selección de bombas que trabajen a velocidades conservadoras, con

diseño cuidadoso del sistema de bombeo y con métodos de mantenimiento

que conserven la aleación entre el émbolo y el prensaestopas.



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IV. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y SU FUNCIONAMIENTO

Banco de Pruebas FM 23 (para bombas reciprocantes). Marca: Armfield.

Serial: 067709

Compuesto por:

Una Bomba reciprocante Marca: DOMOSA

Hmax= 40 m Qmax= 40 Lts/min. KW= 0.18

RPM = 1380

Un Motor Marca: BROOK HANSEN

Serie: Nº 18782

2 Sensores SPH 4 (Medidores de Presión) Marca: Armfield

Rango: -100 a 1378,4 KPa

Apreciación: ± 0,1 KPa

Un Amortiguador Marca: Speck – Kolbenpumpenfabrik

Tipo: DS 270/46

Tmax = 100 ºC Pmax = 46 bar Pmin = 5 bar

Un banco de pruebas que contiene dos tanques de depósito de agua, los cuales se

encuentran interconectados. También poseen sensores que emiten señales a un

computador que registra las variaciones de presión en la succión de la bomba y la

presión interna del sistema, además de sensibilizar el desplazamiento del pistón.

El sistema posee una válvula de control manual para cerrar el flujo cuando se

requiera hacer mantenimiento. El sistema tiene un émbolo que realiza la presión del

fluido, y dicho pistón posee válvulas internas que facilitan la compresión y

expansión. El sistema posee un acumulador de pulsaciones (amortiguador), el cual

mejora notablemente la continuidad del fluido al tanque de almacenamiento. También

existe una válvula de descarga para regular el flujo en la bomba y también para

realizar mantenimiento. Además, posee una válvula de alivio que se encarga de

conducir el flujo de la tubería donde se encuentra conectada cuando la presión en la

tubería propia del sistema alcanza un valor por encima del permisible. Por último, los

datos de los sensores se registran en un computador dando el comportamiento en cada

instante de las variables medidas.



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V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Se aseguró que todo el banco de pruebas funcionara de manera correcta.

Se colocó en funcionamiento el sistema.

Se abrió la válvula a la descarga con el sistema no amortiguado para obtener las

variaciones correspondientes en cada figura.

Se abrió la válvula a la descarga con el sistema amortiguado para obtener las

variaciones correspondientes en cada figura

Se cerró la válvula a la descarga con el sistema no amortiguado para obtener las

variaciones correspondientes en cada figura.

Se cerró la válvula a la descarga con el sistema amortiguado para obtener las

variaciones correspondientes en cada figura

Se apago el motor de la bomba para comenzar a organizar el material obtenido.

Se obtuvieron de manera directa gracias a la herramienta computacional

LABVIEWS, el cual arrojó los resultados para diferentes configuraciones en el

sistema.



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VI. RESULTADOS

Fig. 4 Válvula completamente abierta y sin acumulador

Fig. 5 Válvula parcialmente abierta y sin acumulador



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Fig. 6 Válvula completamente cerrada y sin acumulador

Fig. 7. Válvula parcialmente abierta y con acumulador



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Fig. 8. Válvula completamente cerrada y con acumulador



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VII. ANÁLISIS DE RESULTADOS

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