curso de bombas

MODULO V BOMBAS HIDRAULICAS


Capacitar a los profesionales para dimensionar y seleccionar las distintas bombas de acuerdo a las diversas aplicaciones, adems de interpretar curvas y tablas tcnicas.

OBJETIVO


BOMBAS HIDRAULICAS


FLUIDOS

Definicin:Cualquier substancia no slida, capaz de escurrirse y asumir la forma del recipiente.

Son divididos en:Lquidos y Gases


FLUIDOS

Fludo Ideal - posee viscosidad nula, esto es, no hay friccinentre sus molculas.

Fluido Incomprensble - El volumen no varia en funcin de lapresin.

Fluido Perfecto - Consideraremos, de aqui en adelante, los lquidos como ideal, incompresible, perfectamente mvil, contnuo y de propiedades homogeneas.

Nota: Los efectos de la viscosidad sern tratados aparte.


PESO ESPECFICO

MASA ESPECFICA


INFLUENCIA DEL PESO ESPECFICO

10 kgf/cm

10 kgf/cm

10 kgf/cm

10 kgf/cm

100 m83,3 m

117,7 m 133,33 m

gua

= 1000 kgf/mgua salada

= 1200 kgf/m

leo

= 850 kgf/m

Gasolina

= 750 kgf/m

La instalacin de bomba que acusase en el inicio de la descarga P = 10 kgf/cm en el manmetro, indicaria que el lquido llegaria a alturas diferentes, conforme a su peso especfico.


BOMBAS

CENTRIFUGAS


10 kgf/cm

100 m

agua

= 1000 kgf/magua salada

= 1200 kgf/mAceite

= 850 kgf/m

Gasolina

= 750 kgf/m

De la misma forma, un rotor descargando 100 mca, tendrapresiones diferentes en el manmetro, conforme su peso especfico.

12 kgf/cm

8,5 kgf/cm

7,5 kgf/cm

100 m 100 m 100 m

INFLUENCIA DEL PESO ESPECFICO


RELACION ENTRE PESO Y MASA ESPECFICA

DENSIDAD


VISCOSIDAD

Definicin:

Es la propriedad fsica que expresa la resistencia de qualquierfuerza que tendr que producir el desplazamiento entre dos capas. La viscosidad tiene importante influencia debido a las prdidas de presin en el desplazamiento de fluidos.

LEY DE NEWTON


PRESION

LEY DE PASCAL

La presin aplicada es igual en todas las direcciones y perpendicular a lasparedes del recipiente."


TEOREMA DE STEVIN


CARGA DE PRESION/ALTURA DE LA COLUMNA DEL LQUIDO


ESCALA DE PRESION

Presin Absoluta (Pabs)Es la medida en relacin al vacio total (cero absoluto).

Presin Atmosfrica (Patm)Es la presin ejercida por el peso de la atmsfera.

Presin Manomtrica (Pman)Es la presin medida en relacin a la presin atmosfrica.


RELACION DE PRESION

Presin de Vapor

Es la presin en la cual coexisten las fases lquida y vapor. Esapresin aumenta, con el aumento de la temperatura.


m.c.a. = metro de columna de agua

Es la misma presinejercida por una

columna de 1 metro de gua a 4C


DESPLAZAMIENTO

Regimen PermanenteCuando las condiciones del fluido(temperatura, velocidad, peso especfico, presin, etc.) son invariables con el tiempo.

Regimen LaminarCuando las lminas de fluido son paralelas

entre si y las velocidades constantes.

Rgimen TurbulentoCuando las lminas de fluido son irregulares; velocidades elevadas.


ECUACIN DE CONTINUIDAD

Donde:

v1 = Velocidad en la Seccin 1v2 = Velocidad en la Seccin 2A1= rea de la Seccin 1

A2 = rea de la Seccin 2

A

QV =

Donde:

Q = Caudal volumtrica (SI)


Admitiendo escurrimiento permanente:

Luego, podemos escribir:

ECUACIN DE CONTINUIDAD

CONSTANTE A V Q

AV Q AV Q 222111

==

===

Q Q 21 =


ENERGIA

Principio da ConservacinLa energia no pueden ser destruda, mas si puede sertransformada.


ENERGIA


PLANO DE ENERGIA TOTAL


PLANO DE ENERGIA TOTAL

g

V

g

V

++=

++

2

p H

2

p H

2

22geo2

2

11geo1

Hgeo = Desnvel geomtrico

p = Presin

V = Velocidad

= Peso especfico

g = Aceleracin de la gravedad

(SI)


HIDRAULICA(SISTEMAS DE BOMBEAMIENTO)


B

1

(e) (s)

Tubulacin de descarga: de la salida de labomba (s) hasta el nivel deseado en eltanque (2)

2

INSTALACIN TPICA

Tubulacin de succin: del nivel delmanantial (1) hasta la entrada de la bomba (e)


DIAMETRO DE LA TUBULACIN DE SUCCIN Y RECALQUE

EJ 01: Calcular el diametro de la tubulacin, para un caudal de

agua de 300 m3/h:

Para lquidos leves, leos leves y agua, vamos considerar como velocidad ideal los valores de 1,0 a 2,0 m/s Generalmente se utiliza los diametros de succin con unpadrn mayor del que de elevacin, por ejemplo: Descarga: 4 ; Succin: 5

V

QA = 2

4

V

QD

==> 2128,1

V

QD ==>

2

5,1

3600

300

128,1 ==> D )(266,0 mD ==>

(SI)

Tubulacin 10


COMPOSICION DE LA AMT (ALTURA MANOMTRICA TOTAL)

La AMT o H (Head) es la presin necesaria en la salida de la bomba para suplir las necesidades del proyecto, generalmente es dada em mca (metros de columna de agua). Est compuesta bsicamente de 4 variables:

Hgeo Desnvel geomtrico: Nvel del fluido en el reservorio de succinhasta el nivel del fluido en el reservorio de ;

Pr(s)/Pr(r) Presin en el reservorio de succin/descarga: Generalmentees cero en la succin y en la descarga (reservorio abierto 1atm);

Hd Prdida de carga distribuda: Prdida de carga a lo largo de la tubulacin;

Hd Prdida de carga localizada: Perda localizada em curvas, vlvulas, filtros, etc;


AMT EN LA SUCCIN

)()()Pr( SgeoSs PHAMT S ++++==>

)()( Sgeos PHAMT S ++==>

)()( Sgeos PHAMT S +==>


)()()Pr( RgeoRR PHAMT R +++++==>

)()( RgeoR PHAMT R +++==>

AMT EN LA DESCARGA


CURVAS CARACTERSTICAS DEL SISTEMA

Muchas veces es necesario conocer la altura manomtrica correspondiente a varios caudales, en un mismo sistema. Para eso se hacenecesario el levantamiento de la curva del sistema que consiste en la determinacin de la AMT para cualquier caudal dentro de un determinado sistema:1) Escoger una de las frmulas de obtencinde la Altura Manomtrica Total;

2) Fijar algunos caudales dentro da faja de operacin. Generalmente es utilizado de 5 a 6 puntos, incluyendo el de caudal nulo (ShutOff) en el punto de operacin y;

3) Determinar la Altura Manomtrica correspondiente a cada caudal fijado,obteniendo los puntos en el grfico

Levantamiento de la Curva del Sistema

H5Q = Qproy

H6Q = Q6

H4Q = Q4

H3Q = Q3

H2Q = Q2

H1Q = 0

H (mca)Q (m3/h)


CURVAS CARACTERSTICAS DEL SISTEMA

4) Marcar los puntos obtenidos em un grfico Q x H :

Nota: No est siendo considerada la variacin de los niveles de los reservorios de

succin y descarga.


VARIACIN DE LOS NIVELES ENTRE LOS RESERVORIOS


ABASTECIMIENTO POR GRAVEDAD


RELACIN DE DEPENDENCIA

Onde:D = Dimetro de la tubulacin CL = Costo de lineaHp = Perdida de carga total de la instalacin CT = Costo TotalHb = Carga manomtrica de la bombaNb = Potencia de la BombaCb = Costo de la bomba

Qcte D Hp Hb Nb Cb + CL = CT


Clasificacin, Tipos, Caractersticas de las Bombas


BOMBAS

Definicin:

Es una mquina hidrulica que transfiere energa al fluido con lafinalidad de transportarlo de un punto a otro.

Pueden ser clasificadas en:

Bombas Centrfugas Bombas Volumtricas


BOMBAS VOLUMTRICAS

Transferencia directa de la energa mecnica en energa de presin.

EJ.: BOMBAS DE EMBOLO

Donde:

1 - Vlvula de Admisin2 - Vlvula de Descarga3 - Movimiento de Aspiracin4 - Movimiento de Descarga


BOMBAS ROTATIVAS

Engranaje Lbulo

TornillosPaleta


BOMBAS CENTRFUGAS

Clasificacin:

centrfugas puras o radiales; centrfugas de flujo mixto; centrfugas de flujo axial.

En las bombas centrfugas tenemos las siguientes relaciones,en trminos de energa:


CLASIFICACIN BOMBAS CENTRFUGAS

Rotor Radial

Rotor Axial

Rotor Semi-Axial

De acuerdo con el rotor:


De acuerdo con su configuracin mecnica:

Rotor em Balance:En este grupo de bombas el rotor, o rotores, son montados en la extremidad posterior del eje de accionamento que, a su vez, es fijado en balance sobre un soporte de rulemanes. Este grupo de bombas es subdividido em bombas monobloc, donde el ejede la bomba es el propio eje del motor accionador es no mancalizada, donde los ejesde accionamento (de la bomba) y el accionador (el motor) son distintos;

Rotor entre RodamientosSon bombas con rotor, o rotores, montados en el centro del eje, apoyados por rulemanes en las extremidades. Este grupo es subdividido en simples y mltiplesetapas;

Rotor tipo TurbinaEstas bombas pueden ser subdivididas em bombas de pozo profundo, bombas tipo barril (tipo Can), mltiples o nica etapas, rotores radial o semi-axial, bombas submergibles para pozos artesianos, etc.

CLASIFICACION BOMBAS CENTRFUGAS


ROTOR EN BALANCE

Bomba de pozo / vertical

En linea de centro (API 610)

Con cavallete / soporteEn linea (in line)

En linea (in line)Sucin frontal / Descarga vertical

MancalizadaMonobloc

BOMBAS CON ROTOR EM BALANCE

CLASIFICACIN BOMBAS CENTRFUGAS


Bi-partidas axialesBi-partidas axiales

Bi-partidas simplesBi-partidas simples

Mltiples etapasSimples etapas

BOMBAS COM ROTOR ENTRE RULEMANES

ROTOR ENTRE RULEMANES



BOMBA HORIZONTAL - MONOBLOC

Modelo INI


BOMBA HORIZONTAL - MONOETAPA

Modelo INI


BOMBA HORIZONTAL MULTI-ETAPA

Modelo BEW


Bi-partido axialmente

De acuerdo con el montaje (seccionamiento):

Bi-partido radialmente



Componentes


COMPONENTES DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS

Rotor Cuerpo Espiral Difusor (Mas de 01 etapa) Eje Elemento Protector del Eje Anillo Candadeado Anillo Centrifugador Anillo de Desgaste Caja de Prensa Estopa Soporte de Rulemanes Rulemanes

Principales componentes


ROTOR

Otras Clasificaciones

flujo simples o doble

cerrado

semi-abierto

abierto

Rotores especiales:

cerrado, con paleta nica

fechado, com 2 o 3 paleta

abierto, com 3 paleta


TIPOS DE ROTORES:


Son los mas utilizados y engeneral presentan el mejorrendimiento en operacin de quelos dems.

Generalmente utilizado para fluido sin contenido de slidos, ej: gua, leo, caldos, jugos, etc.

Normalmente fabricado enhierro fundido.

ROTOR CERRADO


EJEMPLOS DE APLICACION

Rotor cerradoCaldo de caa

Rotor abiertoMasa encima de 3%, lquido de cloaca bruto

Rotor cerrado de una paletaFluidos con slidos de tamao elevado

Rotor semi-abierto o abierto. Verificacion delpasaje mxima de slidos

Fluidos viscosos sin slidos

Rotor cerrado, semi-abierto o abiertoFluidos viscosos sin slidos

Rotor cerrado, semi-abierto o abiertoFluidos limpios con bajo contenido de slidos em suspencin y de diametros limitados.

TIPO DE ROTORCARACTERSTICA DEL FLUIDO


Tipos de carcazas:

CUERPO ESPIRAL

Completa la transformacin de la energia cintica en energa de presin, ms alla de contener el lquido bombeado.

Espiral Simple

Circular

Doble Espiral

Combinada con Circular y Espiral Simples


Tiene la funcin de direccionar el flujo.

Son utilizados em bombas de mltiples estapas.

DIFUSOR

DIFUSOR


DIFUSOR


EJE

Definicin:Tiene la funcin de transmitir el torque del accionador al rotor.

Eje tpico de bomba de doble succin, apoyado en ambos lados del rotor:

Eje tpico de bomba con rotor y balance:


ELEMENTO PROTECTOR DE EJE

Definicin:Tiene la funcin de proteger el eje contra corrosin, erosin y desgaste del lquido bombeado.


ANILLO CANDADEADO

Tiene la funcin de lubricar y refrigerar la caja de la prensa estopa.

Y crear un anillo lquido de vedacion impidiendo la entrada de ar.


ANILLO CENTRIFUGADOR

Tiene la funcin de impedir la entrada del producto bombeado para el soporte del ruleman por el eje.


ANILLO DE DESGASTE / PLACA DE DESGASTE

Son piezas montadas en la carcaza del rotor que, mediante pequea papel, hacen la vedacin entre las regiones de succin y descarga;Son de pequeo costo evita la substitucin de piezas mas caras, como rotores y carcazas;En general son montados los anillos de desgaste para rotores cerrados y placas de desgaste para rotores abiertos, no siendo unaregla.

Placa de desgasteAnel de

desgaste


CAJA DE PRENSA ESTOPA

Protege la bomba contra el vaciamientos excesivos atravs del eje. Tienen la forma cilndrica y acomoda un cierto nmero de anillos. Algunas veces se utilizan de anillo de sellage.

MATERIALES: amianto grafitado. amianto con hilos metlicos antifriccin, impregnado y grafitado. amianto de alta resistencia y flexibilidad, impregnado con compuestoespecial y acabado con grafito. amianto impregnado con Teflon y lubrificado; no grafitado. Teflon puro trenzado en filamentos y lubrificado; no grafitado. grafito puro.


SOPORTE DE RULEMAN

Definicin:Su funcin es alojar los rulemanes que soportan las fuerzasaxiales y radiales.


RULEMANES / RODAMIENTOS

Rodamentos de esfera deuna o dos carreras

Rodamiento derolos cilndricos

Rodamientos de esferasde contato angular

(montados em tandem)

Rodamientos de esferasde contato angular

Rodamientos autocompensadoresde esferas

Soportan los esfuerzos axiales y radiales resultantes de la accincentrfuga do equipamiento, bien como cualquier desalineamiento, por menor que sea, refleja en la operacin/vida til de este componente.


FUERZA RADIAL Y AXIAL


FUERZA RADIAL

Definicin:Son fuerzas generadas por la interaccin entre el rotor y carcaza o rotor y difusor de la bomba.


FUERZA AXIAL

Definicin:Son fuerzas generadas atravs del desequilbrio causado por la diferencia de presin en el rotor.


OTROS DISPOSITIVOS PARA EL ALIVIO DE LAS FUERZASAXIALES

DISCO DE EQUILBRIO Y CONTRA-DISCOTiene la funcin de asegurar el conjunto girante, aliviando elesfuerzo axial en los rodamientos.


OTROS DISPOSITIVOS PARA ALVIO DE LAS FUERZASAXIALES

ETAPAS OPUESTAS (2 etapas)Tienen la funcin de equilibrar los esfuerzos anulando o reduciendola fuerza axial.


OTROS DISPOSITIVOS PARA ALVIO DE LAS FUERZASAXIALES

ETAPAS OPUESTAS (4 etapas)Tienen la funcin de equilibrar los esfuerzos anulando o reduciendola fuerza axial.


Curvas Caractersticas


CONDICIONES IDEALES DE OPERACIN

Zona A Zona B Zona C

H

Q50%80% 110%

Zona idealDe operacion


OPERACIN FUERA DE LA CONDICION DEL RENDIMENTO MXIMO

Q proj

Zona Idealde Operacin

cavit

acin

Redu

ccin

de la

vida d

e

rulem

anes

y sell

os

Recir

culac

in en

la Desc

arga

Recir

culac

in en

la Suc

cion

Redu

ccin

de la

vida d

e

rulem

anes

y sello

s

Redu

ccin

en la

vida d

elrot

or

Cavit

acion

de ba

joflu

jo

Elevac

ionde

laTe

mpera

tura

H

Q


CURVAS DE CATLOGO

Curva de performance INI 125-400 1750RPM

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500

Q m3/h

6257 67

361

380

417

47

7772

400

74,5

78

345

330

77

74,5

Rend.: 77%

Rotor: 390mm

Rend.: 77%

Rotor: 390mm

Q = 300m3/h

H = 70mca

Q = 300m3/h

H = 70mca


Curva de NPSHr INI 125-400 1750RPM

0

10

0 100 200 300 400 500

NP

SH

m 417

NPSHr: 3,5mcaNPSHr: 3,5mca

CURVAS DE CATLOGO


Curva de potncia INI 125-400 1750RPM

0

50

100

150

200

0 100 200 300 400 500

N c

v 400

230

417

361

220

380

N: 100CVN: 100CV

CURVAS DE CATLOGO


TIPOS DE CURVAS Q x H

Curva TipoEstable

Curva TipoInclinado

Acentuado

Curva TipoInestable

Curva TipoPlano


PUNTO DE TRABAJO

Es el punto de encuentro de la Curva del Sistema con la Curva de la Bomba, donde obtenemos "Q e H;

Con ese punto, entramos en la Curva de Bomba, para obtener:- Rendimiento- Potencia Consumida

Obs: La potencia puede ser calculada atravs de la frmula:

Donde:

BHP = (Break Horse Power) PotenciaConsumida (CV)

= peso especfico (Kgf/dm3)Q = caudal (m3/h)H = altura manomtrica (m) = rendimento (%)2,7 = factor de conversin

=

7,2

HQBHP


PUNTO DE TRABAJO

Curva del Sistema con la Curva de la Bomba


LEY DE SIMILITUD

Cuando alteramos la rotacin de una bomba (con polea/correa, inversor de frecuencia, reductores, multiplicadores, etc), podemos calcular el nuevo caudal, presin y potencia. En teoria consideramos el rendimento constante y el NPSHr encontrado en bancada de prueba:

11 n

n

Q

Q=

2

11

=

n

n

H

H

3

11

=

n

n

P

P

Alterando el caudal:

Alterando la presin:

Alterando la potencia:


Asociacin De Bombas


ASOCIACION DE BOMBAS

No existe una bomba que pueda, solita, atender el caudal o presin requerida;

Hay una necesidad del aumento de caudal con el correr del tiempo;

Variacin del consumo en el correr del tiempo;

Diminucin de costos de implantacin del proyecto;

Limitaciones de potencia consumida por motor (problemas con el transformador).

TIPOS DE ASOCIACIONES:

EM PARALELOEM SRIE


ASOCIACIN EN PARALELO

Operacin en paralelo con dos bombas iguales


ASOCIACION EN SERIE

Operacin en srie con bombas iguales y diferentes


InstalacinOperacin

Mantenimiento


Conservacin


CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE CONSERVACIN

Bombas y partes de esta que son almacenadas por perodos superiores a 1 ao, deberan, por cada 12 meses, ser reconservadas. Desta forma, en el caso de bombas, estas deben ser desmontadas, limpiar y protegidas;

Rodamientos lubrificados con grasa deben recibir la carga de grasaprevista para la operacin. Caso en que el mismo ya tenga la carga de grasa aplicada, ellos no precisan de conservacin;

Rodamientos provistos con piezas sobrantes devern ser conservados en embalaje original del fabricante;

Para bombas montadas con Estopa, las mismas devern ser retiradas del equipamiento antes de ser almacenado, en el caso de un perodo largode tiempo;

Sellos mecnicos devern ser limpios con ar seco. NO DEBERN ser aplicados lquidos u otros materiales de conservacion, a fin de no destruir las vedaciones secundarias.


CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE CONSERVACION

Todas las conexiones existentes, tales como: tomadas para cmaras de refrigeracion, flushing, dreno, etc. devern ser debidamente tapadas;

Los empalmes de succin y descarga de las bombas debern ser debidamente tapados com isopor, papelacin, etc., a fin de evitar la entrada de cuerpos estraos en su interior.

En el caso de bombas montadas, el conjunto girante deber ser girado manualmente mas o menos a cada 15 dias;


TransmisinAccionador-Bomba


TIPOS DE TRANSMISION

Acoplamiento elstico (Vulkan, Antares, Falk, Rexnord, etc.);

Poleas y correas;

Cardan

Combinados (Reductor + acoplamiento + poleas; etc.)


ACOPLAMIENTOS ELSTICOS


Pasos para la seleccin de un acoplamiento:

1) Clculo de TORQUE:

)(

)(7030

rpmn

cvPotFsT

= [ ]mN.

Donde:T = Torque [N.m]Fs = Factor de seguridadn = Rotacin [rpm]7030 = Factor de conversin para SI

Obs: El factor de seguridad es definido por el fabricante de acoplamiento, llevando encuenta el tipo de operacin, ambiente, etc)

2) Seleccionar el acoplamiento en el catlogo del fabricante, comparando el torque;

3) Verificar la tolerancia mxima permitida para el acoplamiento seleccionado y comparar con la ponta de los ejes del motor y la bomba;

4) Comparar las demas condiciones (temperatura ambiente; desplazamiento axial debomba elevada, etc.). Son importantes para definir el tipo de grasa, elemento elstico especial, etc.

ACOPLAMIENTOS ELSTICOS


TIPOS DE TRANSMISION

Exemplo: 40CV 4P (diametro ej_motor: 55mm; dimetro _ej_bomba_65mm).

Adoptar FS=1,5 Acoplamiento sin espaciador.

T = 241 N.mT = 241 N.m

Passo 1

Seleo: E30-MSeleo: E30-M


Tubulacin de Succin


INSTALACION DE SUCCION

Succion PositivaSuccion Negativa


El montaje de la tubulacin de succin debe obedecer las siguientesconsideraciones:

La tubulacin de succin, tanto cuando sea posible, debe ser corta y recta, evitando prdidas de cargas, e impidiendo la entrada de ar;

Para que quede libre de bolsas de ar, el trecho horizontal de latubulacin de succin, cuando es negativa, debe ser instalado con unaligera inclinacin en el sentido bomba-tanque de succin. Cuando espositiva, el trecho horizontal da tubulacin debe ser instalado con un ligero declive en el sentido bomba-tanque de succin.



El montaje de la tubulacin de succin debe obedecer las seguientesconsideraciones:

El diametro nominal del empalme de succin de la bomba no determina el diametro nominal de la tubulacin de succion. Para fines de clculo del diametro ideal, como referencia, la velocidad del flujo puede ser establecida entre 1,0 y 2,0 m/s;

Cuando hay necesidad de uso de reduccin, esta deber ser excentrica, montada con el cono para abajo, de tal manera que la generatrizsuperior de la reduccin quede en posicin horizontal y coincidente conel de la bomba, esto es para impedir la formacin de bolsas de ar;

Curvas y accesorios, cuando sean necesarios, debern ser proyectadase instaladas de modo a propiciar menores prdidas de cargas. Por ejemplo, de preferencia las curvas de radio largo o medio.



El montaje de la tubulacin de succin debe obedecer las siguientesconsideraciones:

El empalme de la tubulacin debe ajustarse por la succin de la bomba, totalmente libre de tensiones, sin transmitir qualquier esfuerzos a lacarcaza. La bomba nunca debe ser ponto de apoyo para la tubulacin. Si esto no fuera observado podr ocurrir desaconexin y susconsecuencias: raspaduras y roturas de piezas y otras graves averias;

En instalaciones donde se utiliza vlvula de pie, observar que la rea de pasaje sea 1,5 veces mayor que la rea de tubulacin. Normalmente acoplada a la vlvula de pie, deber existir un filtro, cuyo pasaje libresea de 3 a 4 veces mayor que el rea de tubulacin;

Cuando el lquido bombeado estubiere sujeto a altas variaciones de temperatura, se debe preveer juntas de expansin de material adecuado, para evitar esfuerzos tubulares, debido a la dilatacin y contraccin, recaen sobre la bomba.



El montaje de tubulacin de succin debe obedecer las siguientesconsideraciones:

En succin positiva es recomendable la instalacin de un registro para que el lquido que llega a la bomba pueda ser cerrado cuando seanecesario. Durante el funcionamento de la bomba el mismo deberpermanecer totalmente abierto;

En el caso de succin positiva, las tubulaciones en el tanque de succindeben ser sometidos a un criterioso lavado antes do start up. Por elloalgunas impurezas, solamente despus de algun tiempo de operacin,principalmente cuando el bombeamiento de lquidos calientes, pueden desprenderse a seguir para la bomba. Para protegerla , se debe preveerla instalacin de un filtro. Este filtro deve ser montado de tal manera a facilitar la retirada para la limpieza. Despes de algunas semanas de funcionamiento y no habiendo mas impurezas, el filtro podr ser removido.



Tubulacin de Descarga


El montaje de tubulacin de descarga debe obedecer las siguientesconsideraciones:

Deber poseer dispositivos para el control del golpe de ariete, siempreque los valores de las sobrepresiones, provenientes del retorno dellquido en tubulaciones largas, sobrepasan los limites recomendados para la tubulacin en la bomba.

La conexin de tubulacin de descarga al empalme de la bomba deberser ejecutada con una reduccin concntrica, cuando sus diametrosfuesen diferentes.

En los puntos donde hay necesidad de purgar el ar devern ser previstas vlvulas ventosas.

INSTALACION DE DESCARGA


El montaje de tubulacin de descarga debe obedecer las siguientesconsideraciones:

Preveer registro, instalado preferencialmente luego despues de la boca de la bomba, de modo a posibilitar la regulacin del caudal y presin del bombeamiento, o prevenir sobrecarga del accionador.

La vlvula de retencin, cuando instalada, deber estar entre labomba y el registro, prevaleciendo este posicionamiento en relacinal item anterior.

Se debe preveer juntas de montaje tirantadas, para absorver losesfuerzos de reaccin del sistema, proveniente de las cargas aplicadas.

INSTALACION DE DESCARGA


CONTROL DEL CAUDAL MNIMO


Operacin


SUPERVISION DURANTE LA OPERACION

Para mantener los equipamientos con mayor disponibilidad para operacion,recomendamos las siguientes supervisiones:

SEMANAL MENSUAL TRIMESTRAL SEMESTRAL ANUAL

IMPORTANTE

En caso de qualquier anormalidad presentada por el

equipamiento, debe ser, imediatamente, avisado para el

mantenimiento.


Punto de operacin (presin y caudal);

Corriente consumida por el motor y la tensin de la red;

Vibraciones y ruidos anormales;

Nvel de aceite;

Presin de succin;

Presin del sistema de compensacin de empuje axial;

Presin del sistema de lubrificacin forzada;

SUPERVISION SEMANAL


SUPERVISION MENSUAL

Intervalo de lubrificacin de los rulemanes;

Temperatura de los rulemanes;


SUPERVISION SEMESTRAL

Tornillo de fijacin de la bomba, del accionador y de la base;

alineamiento del conjunto bomba-acionador;

lubrificacin del acoplamiento y el estado del elemento elstico;

substituir la prensa estopa, si es necesario;

tubulaciones y conexiones auxiliares, visores y registros cuandose tiene inscrustraciones externas;

Estimar los instrumentos de mediciones y proteccin.


Desmontar la bomba para verificacin del estado interno de lamisma. Despues de la limpieza, inspecionar todas las piezas;

Si la bomba fue desmontada, substituir el leo lubrificante de losrulemanes.

SUPERVISION ANUAL


En la parada de la bomba deben ser observadas lassiguientes providencias, en secuencia:

cerrar la vlvula registro de descarga, excepto bombas com rotores axiales;

desconectar la mquina accionadora y observar la parada gradual y suave del conjunto;

cerrar la vlvula de succin (si hubiere);

cerrar las tubulaciones y conexiones auxiliares desde que no exista contra-indicacin.

PROVIDENCIAS PARA PARADA


Cavitacin


La bomba centrfuga requiere en su entrada (succin) una presin suficiente para garantizar el buen funcionamento. En el caso que esa presin seademasiado bajo, llegando a la presin de vapor, habr formacin de vapor.

Los presiones de vapor son conducidas por el flujo hasta alcanzar presiones mas elevadas en el interior de labomba donde ocurre la implosin de las mismas con lacondensacin del vapor y retorno al estado lquido.Este fenmeno causa la retirada de material de lasuperfcie del rotor y de la carcaza, siendo acompaadode vibraciones y rudo caracterstico al de un misturador de concreto.

La cavitacin puede ocurrir en mayor o menor intensidad.Cuando ocurre en pequea intensidad sus efectos son casi imperceptibles. Ya en grandes intensidades, ocurrenvibraciones que comprometen la vida de loscomponentes mecnicos.

Cavitacin


EFECTOS DE CAVITACION

ZONA DE BAJA PRESION

Formacion de bolas de vapor

ZONA DE ALTA PRESION

Presion sobre las bolas e implosion de la misma

onda de choque retira material del rotor/carcaza/etc.

Tubulacion

Ciclos pueden llegar a 25.000/s y presiones localizadas en las partes metlicas del orden de 1.000 atm (ou 1.000 bar o 10.000 mca).


EFECTOS DE CAVITACION


NPSH

NPSH - Net Positive Suction Head

Es uno de los mas polmicos terminos asociados a bombas, por ello su comprensines esencial para el buen funcionamiento. Asi debemos entender los conceptos de

NPSH disponble y requerido.

NPSH disponible

Es una caracterstica de la instalacin en que la bomba opera, esto es, presindisponibilizada por la instalacin para un determinado fluido.

NPSH requerido

Representa la presin encima de la presin de vapor requerida por la bomba para que no ocurra la cavitacin.

Los fabricantes presentan el NPSH requerido por la bomba atravs de curvas levantadas en banco de prueba.


NPSH REQUERIDO

Es obtenido mediante testeos por los fabricantes

Condicin para NO cavitar:

NPSHdisp HPSHreq


Prs = presin en los empalmes de la succin.

Patm = presin atmosfrica.

Pv = presin de vapor del lquido a temperatura de bombeamiento

= peso especfico.

Vs = Velocidad de flujo en los empalmes de succin.

g = aceleracin de gravedad.

Zs= Distancia entre las lineas del centro de bomba y del manmetro

colocado en la succin.

NPSH DISPONIBLE

En Operacin

ssatmrs

disp Zg

VpvPPNPSH

+

+=

2

2


En Proyecto

Prs = presin en el reservorio de succinPatm = presin atmosfrica.Pv = presin de vapor del lquido a la temperatura de bombeamiento.

Hgeos = altura geomtrica de succin (negativa o positiva)Hp = sumatoria de las prdidas de carga en la succin.

geopatmrs

disp HHpvPP

NPSH +

=

NPSH DISPONIBLE


RECIRCULACION HIDRULICA

Como el propio nombre indica, la recirculacin se caracteriza por unaparcela de fludo que despues pasa por el empalme de succin

permanece circulando en el interior de la bomba, como muestra lafigura abajo.


SINTOMAS DE CAVITACION

Ruido Caracterstico: La cavitacin produce un rudo semejante a

granos de arena

Vibracin Caracterstica: El colapso produce excitaciones denominadas

aleatorias, que se caracterizan por excitar a frecuencias naturales(resonancias).

Alteraciones en el performance: Dependiendo de la intensidad se puedeobservar variaciones en la presin de descarga, visto esto por la oscilacin

de Manmetro. Perdiendo hasta el mismo caudal.

Oscilaciones en las indicaciones de la Corriente: Es una consecuencia

directa de las alteraciones en el performance, teniendo en vista que lapotencia consumida es funcin de la presin (AMT) y del caudal, que varianen una condicin de cavitacin.


Lubricacin


INTERVALO DE LUBRICACION

Las propiedades de los lubrificantes se deterioran por el envejecimiento y por el trabajo mecnico, adems de eso, todos los lubrificantes soncontaminados en servicio, razn por el cual deben ser cambiadosregularmente:

Observacin:

VERIFICAR SIEMPRE EL MANUAL DE INSTRUCIONES DE LA BOMBA

PRIMER CAMBIO

SEGUNDO CAMBIO

DEMAS CAMBIOS

200 o 300 horas.

1.500 o 2.000 horas.

8.500 horas o 1 vez por ao.


MANTENIMIENTO DE RULEMANES CONGRASA

Las bombas salen del fabricante con una carga de grasa. Cuando alcanceel intervalo de lubricacin, los rulemanes deben ser lubricados para que seaevitado el contacto metlico entre la pista y las esferas, bien como para proteger contra la corrosin y el desgaste.


Mantenimiento


MANTENIMIENTO

MANTENIMIENTO es el conocimiento tcnico y prctico aplicado metdicamente, que pretende mantener y prolongar la vida de losequipamientos, con el objetivo de minimizar los costos y mejorarcontinuamente los procesos.

El mantemiento est dividida en tres tipos:

PREDICTIVA

PREVENTIVA

CORRECTIVA

cada una tiene su valor y depende de parmetros

especficos.


Objetivos: determinar, cuando fuera necesario, un servicio de mantenimiento en algncomponente especfico de la mquina; realizar inspecciones internas, eliminando desmontaje imnecesarias; aumentar el tiempo disponible de equipamentos; minimizar los servicios de emergencia o no planeados; impedir la extensin de los perjuicios; aumentar la confiabilidad de un equipamiento o de una linea de produccin; determinar, con antecedencia en relacin a una parada programada, cual de los equipamientos requieren revisin.

MANTENIMIENTO PREDICTIVA

MANTENIMIENTO PREDICTIVA es aquella que controla el estado de funcionamiento de las mquinas en operacin, atravs de instrumentos de medicin, para preveer fallas o detectar alteraciones en las condicionesfsicas que requieran el mantenimiento.


Aspectos generales:

El mantenimiento predictivo es hecha atravs de la medicin de la vibracin,pudiendo identificar defectos como: desbalanceamiento del rotor; desalineamiento del acoplamiento o rulemn; rodamientos daados; piezas frouxas; rodamiento entre las partes rotativas y fijas; fuerzas hidrulicas desequilibradas; resonancia. Su implantacin requiere de inversin con equipamientos y el estrenamientopara la capacitacin del personal de mantenimiento.A medio plazo, es posible obtener una reduccin de 2/3 del perjucio causado por la parada de produccin y 1/3 en los gastos de mantenimiento.

MANTENIMIENTO PREDICTIVA


MANTENIMIENTO PREVENTIVO es aquella que concentra todo elesfuerzo para evitar que un equipamiento sufra una parada imprevista, que podria acarrear serios transtornos en la produccin.

Objetivos: establecer frequencia ideal de revisin de equipamientos;

determinar el cambio de algn componente especfico, cuando seanecesario; aumentar el tiempo de disponibilidad de equipamientos;

minimizar los servicios de urgencia o lo no planeados; impedir la extensin de los perjuicios;

aumentar la confiabilidad de un equipamiento o linea de produccin.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO


Aspectos generales:

El mantenimiento preventivo es de vital importancia para la empresa, sobre todo debemos llevar en consideracin ciertos aspectos en su

implantacin, como:

analizar la importancia de equipamiento en la produccin,pues muchas veces imposibilita la parada para el mantenimiento;

providenciar la disponibilidad de piezas sobresalientes;

establecer un control sistemtico de mantenimiento. Esto facilita laejecucin, cresce la eficiencia obteniendose datos como: costo, eficiencia individual, etc;

montar un equipo especializado para el cumplimiento de esas tareas.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO


Objetivos:

correccin de un defecto que se est presentando en elequipamiento en operacin;

aumentar el tiempo disponible del equipamiento; minimizar los servicios de emergencia; impedir la extensin de los perjuicios;

aumentar la confiabilidad del equipamiento y de la linea de produccin;

correccin del defecto que llevo al equipamiento al colapso.

MANTENIMIENTO CORRECTIVO es aquella que corrige los defectosy fallas ya ocurridos, procurando, siempre, evitar que los mismos se repitan, pudiendo ser realizada en caracter de emergencia o no.

MANTENIMIENTO CORRECTIVO


Aspectos generales:

El mantenimiento correctivo es realizada despes de definir la necesidad derevisin de una bomba, atravs de critrios de inspeccin que justifique unaparada, siempre que hubiere:

alteraciones de las caractersticas hidrulicas (bajo rendimiento), perjudicando el sistema de bombeamiento;

altas temperaturas en los rulemanes; ruidos excesivos; corriente del motor elevada;

vibraciones excesivas; necesidad de mantenimiento preventivo.

Sugerimos que los equipamientos posean registro individual, donde sernanotados todos los datos y ocurrencias en los mismos, y mantenidos en archivos.

MANTENIMIENTO CORRECTIVO


EJEMPLOS DE SELECCION DE UNA BOMBA

DATOS:

Lquido: Agua limpia

Temperatura: ambiente

Caudal - Q = 100 m3/h

Altura manomtrica - H = 50 m

Prdida de carga en la succin - Hp = 1,5 m

Presin de vapor - Pv = 0,0322932 Kgf/cm2

Peso especfico - = 0,9971 Kgf/dm3

Presin atmosfrica - Patm = 1 Kgf/cm2


EJERCCIOS DE SELECCIN Y APLICACIN DE BOMBAS

CENTRFUGAS


EJERCCIO 01 SELECCIN DE LA TUBERA IDEAL

01-A) Calcular el dimetro de la tubera para un caudal de agua (Q) de 300 m3/h:

Q = Caudal (m3/s)A = rea de la tubera (m2)V = Velocidad de la agua en la tubera (m/s)

CONSIDERACIONES

Para lquidos leves, aceites leves y agua, el rango de velocidad (V) hay que ser de 1,0 hasta 2,0 m/s Generalmente seleccionamos el dimetro de succin con un tamao mayor que el recalque, por ejemplo: Recalque: 4 ; Succin: 5 El dimetro de la succin y recalque de la bomba no determina el dimetro de la tubera de la instalacin.

AVQ .= 24

V

QD

==> 2128,1

V

QD ==>

2

5,1

3000188,0 ==> D )(266,0 mD ==>(SI) Tubera de 10 en el recalque

2 3600128,1V

Q

D ==>

20188,0V

QD ==>


EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA IMBIL, METALURGICA Y SELLADO

02-A) Bomba para bombeo de agua limpia sin slidos

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

02-B) Bomba para bombeo de agua caliente (110C) para caldera (presiones elevadas)

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

02-C) Bomba para aguas servidas con slidos hasta 2 pulgadas.

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

INI; ITAP; BEW; BEK; BEL; BP; INK

Hierro fundido

Estopa

BEW; BEK; BEL con cmara de enfriamiento

Acero (WCB) o Acero inoxidable (AISI 316/CF8M)

Sello mecnico o estopa. Si hubiera sello, no necesita de cmara

Grandes ITAPs; Re-autocebante E; INI-K/O

Necesitamos conoces el Ph del fluido

Estopa


02-D) Bomba para bombeo de cido (Ph


02-G) Bomba para bombeo de pulpa de minera

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

02-H) Bombas aptas a operar en sistemas de incendio (NFPA20)

Bomba IMBIL =

02-I) Bombas para grandes alturas de succin (generalmente utilizadas para reemplazar las sumergidas)

Bomba IMBIL =

EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA Y METALURGIA

02-J) Bomba para riego por inundacin (grandes caudales)

Bomba IMBIL =

IS Imbil Slurry - Operacin ahogada

Ni-Hard (granulometria elevada) o Goma (granulometria reducida)

Estopa con sellado con agua limpia (inyeccin externa)

INI; ITAP; BEW; BP

Re-autocebantes E y EP

Las ITAPs


02-L) Bomba para bombeo alcohol/vino

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

02-M) Bomba para manejar lodo

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

02-N) Bomba para aceite trmico 350C

Bomba IMBIL =

Metalurgia =

Sellado =

EJERCCIO 02 SELECCIN DE LA BOMBA Y METALURGIA

Las mismas para agua

Sello mecnico (adoptar motor antiexplosivo)

IS Imbil Slurry; INI-O Operacin ahogada

Estopa con sellado con agua limpia (inyeccin externa)

ITAP-OT y INI-OT Con cmara de resfriamiento

Hierro fundido (GGG-40)

Estopa especial

Acero inoxidable (AISI 304/CF8 o AISI 316/CF8M)

Acero inoxidable (AISI 316/CF8M) o N-Hard


EJERCCIO 03 SELECCIN DE LA BOMBA PARA GUA - INI

DATOS:

Liquido: agua limpia

Temperatura: ambiente

Caudal - Q = 100 m3/h

Altura manomtrica - H = 50 mca

NPSHd = 6,7mca

Contestar lo que sigue:

03-A) El modelo INI ms adecuado;

03-B) La potncia consumida (BHP);

03-C) llenar la tabla adjunta


32-25040-250

50-250 65-250 80-250

40-31550-315

32-20040-200

50-200 80-200

100-200

65200

40-160 50-160

65-16080-160

100-160

32-160

32125

40-125 50-125

65-125

3 4 8 15Q m/h

25 40 85 165 250 415 6605

15

20

35

70

140210

2900 rpm

32-250.1

32-200.1

32-160.1

32-125.125-150

RANGOS DE APLICACIN

LNEA INI 2900 rpm


32-250 40-250

40-315

40-20032-200 50-200

50-250

50-315 65-315

65-250

65-200

80-315

80-250100-250 125-250

150-250

150-315

125-315100-315

80-400100-400

125-400

150-400

80-200100-200

125-200

150-200

100-16080-16065-16050-160

40-160

40-125

50-125 65-125

32-160

32-125

1,5 4 8 15Q m/h

25 40 85 165 250 415 6601,5

7

15

20

1450 rpm

3,5

70

35

32-250.1

32-200.1

32-160.1

32-125.1

25-150

RANGOS DE APLICACIN

LNEA INI 1450 rpm


CURVA DE PERFORMANCE

Curva de performance de la bomba INI ____-____ @ 2900RPM65-200

20

30

40

50

60

70

0 25 50 75 100 125 150Q m3/h

H m

%

61 66

76

5173

204

186

180

195

78

78

80

76

71

Rendimiento = ____%

Impulsor = _____mm

78,5

200


25

35

45

55

65

0 50 100 150 200Q m3/h

H m

329

5459 64

%

66,5

69

365

385

404

348

71

69

66,5

Curva de performance de la bomba INI ____-____ @ 1450RPM

Rendimiento = ____%

Impulsor = _____mm

80-400

67

395

CURVA DE PERFORMANCE


Obs.: El NPSHd es 6,7mca

CURVA DE NPSHr

Curva de NPSHr de la bomba INI ____-____ @ 2900RPM

0

5

0 50 100 150 200

NP

SH

m

404

404

Curva de NPSHr de la bomba INI ____-____ @ 1450RPM

0

8

0 25 50 75 100 125 150

NP

SH

m 180204

NPSHr = ____ mca

NPSHr = ____ mca

65-200

80-400

3,0

1,2


CALCULO DE LA POTENCIA

CONSUMIDA (BHP)

Potencia de la bomba INI ____-____ @ 2900RPM

=

7,2

HQBHP

Utilizamos la formula que sigue para calcular la potencia

Donde:

BHP = (Break Horse Power) Potencia Consumida (HP)

= Gravedad especfica (Kgf/dm3)Q = Caudal (m3/h)H = Altura manomtrica (m) = Rendimiento (%)2,7 = Factor de conversin de unidades

Potencia de la bomba INI ____-____ @ 1450RPM

MOTOR HP; polos

MOTOR HP; polos

65-200

80-400

5,787,2

150100

=BHP hpBHP 6,23==> 30 2

677,2

150100

=BHP hpBHP 4,30==>

40 4


RESUMEN DE LA SELECCIN

NPSHr (mca)

Motor recomendado

Bomba elegida

Potencia consumida (HP)

Metalurgia

Revolucin (RPM)

INI ___-___INI ___-___BOMBA 65-200 80-400

2900 1450

GG-20 GG-20

23,6 30,4

30HP 2P 40HP 4P

3,0 1,2

?


MUCHAS GRACIAS...

curso de bombas

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