Tema2 Bombas
Transcript of Tema2 Bombas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
1/76
Mecnica de fluidos
TEMA 2
IMPULSIN DE FLUIDOS
INCOMPRESIBLES
Autores:I. Martin; R. Salcedo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported
License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ or send aletter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
2/76
CARGAS EN EL SISTEMA
Carga de aspiracin
Carga de impulsin
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
3/76
V1=0 P1=0 V2=0 P2=0
h
V4=V3
P4 > P3
h4 = hi
h3 = hah1
z1
V23/2g
P4/g
V24/2g
z2
z3=z4=0
L (m)
H (m)
P3/g
h2
aFg
iFg
1 3 4 2
h4 > h2
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
4/76
1
3 4
2
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
5/76
1
3 4
2
V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm
h4 = hi
h3 = hah1
V23/2g
V24/2g
P4/g
z2
z1
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
6/76
1
3 4
2
V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm
z1V1 z3 > z1
P3 < P1=Patm
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
7/76
1
3 4
2
V1=0 P1=1 atm V2=0 P2=1 atm
z1
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
8/76
NPSHdisp / NPSHreq
va
PNPSH h g
=
1
3 4
2
haDisponible
Requerido
>0 z=0
NPSHd> NPSHr
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
9/76
RENDIMIENTO
POTENCIASUMINISTRADA
AL FLUIDO
tP =W(J/kg) m(kg/s)=gH Q
rP
POTENCIA
CONSUMIDAPOR BOMBA
=???
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
10/76
RENDIMIENTO
RED
ELE
CTRICA
motor bomba fluido
ENERGA ENERGA ENERGA
elect
bombatotal
mec hidxx
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
11/76
RENDIMIENTO
POTENCIASUMINISTRADAAL FLUIDO
tP =W(J/kg) m(kg/s)=gH Q
tr
tot tot
P gH QP = =
POTENCIACONSUMIDA
POR BOMBA
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
12/76
Formas deimpulsin
Mquinas para
impulsin
DESPLAZAMIENTO VOLUMTRICO DEL FLUIDO
IMPULSIN MECNICA, FUERZA CENTRFUGA
TRANSPORTE CANTIDAD DE MOVIMIENTO (FLUIDOSECUNDARIO)
ACCIN CAMPO MAGNTICO
GASES
LQUIDOS BOMBAS
VENTILADORES
SOPLANTES
COMPRESORES
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
13/76
BOMBAS
Alternativas
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
TURBOBOMBAS
Rotatorias
Pistn
Diafragma
Ruedas dentadas
Lbulos
Ruedas excntricas
Paletas
Centrfugas
Axiales
Peristlticas
Helicocentrfugas
Tornillo
Hlice salomnica
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
14/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
- Cilindro movido por una biela.- El lquido es comprimido dentro de la cmara.
Vlvulaadmisin
Vlvuladescarga
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
15/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
admisin
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
16/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
descarga
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
17/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
18/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
descarga descargacarga
caudal
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
19/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
MBOLOS DE ACCIN DOBLE
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
20/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
MBOLOS DE ACCIN DOBLE
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
21/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
Carreracompleta
caudal
Carreracompleta
Carreracompleta
descarga descargacarga
caudal
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
22/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
2 cilindros accin doble
Carreracompleta
caudal
Carreracompleta
Carreracompleta
Carreracompleta
caudal
Carreracompleta
Carreracompleta
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
23/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
Carreracompleta
caudal
Carreracompleta
Carreracompleta
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
24/76
- Caudales constantes enperiodos largos
- Presiones elevadas a lasalida
- Impulsin de lquidosmuy viscosos
- Rendimiento volumtricosuperior al 90%
- No bombean lquidos conslidos abrasivos
- Tamao grande- Elevado coste inicial y de
mantenimiento
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : pistn
VENTAJAS DESVENTAJAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
25/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
MEMBRANA FLEXIBLE
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
26/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
MEMBRANA FLEXIBLE
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
27/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
28/76
- Fcil evitar fugas
- Impulsin de lquidos
txicos o peligrosos,corrosivos y con slidosabrasivos
- Vida corta del diafragma yriesgo de rotura.
- Costes de mantenimientoelevados
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas alternativas : diafragma
VENTAJAS DESVENTAJAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
29/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedasdentadas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
30/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedasdentadas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
31/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedasdentadas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
32/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De lbulos
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
33/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De lbulos
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
34/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas excntricas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
35/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De ruedas excntricas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
36/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De paletas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
37/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De paletas
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
38/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De tornillocirculacin
en direccin axial
Se utilizan para lquidosviscosos
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
39/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
De hlice salomnica
El eje adems de girar describe trayectoriacircular dentro de la cavidad
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
40/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
Peristltica
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
41/76
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Bombas rotatorias
Peristltica
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
42/76
TURBOBOMBAS
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
43/76
TURBOBOMBAS
Bomba axialBombacentrfuga
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
44/76
TURBOBOMBAS
Centrfuga devoluta
Centrfuga dedifusor
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
45/76
TURBOBOMBAS
Tipos de rodetes
Abierto Semiabierto Cerrado
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
46/76
TURBOBOMBAS
Tipos de rodetes
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
47/76
TURBOBOMBAS
Tipos de aspiracin
Aspiracinsencilla
Aspiracindoble
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
48/76
- Construccin sencilla. Bajo coste inicial ymantenimiento
- Sin vlvulas en el cuerpo de bomba
- Acoplamiento a motor elctrico o fabricacin conjuntade ambos
- A mayor velocidad de giro, menor tamao
-
Funcionamiento muy estable. Puede trabajar con lasalida cerrada
- Pueden manejar lquidos con slidos en suspensin
VENTAJAS
TURBOBOMBAS
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
49/76
- No proporcionan P elevadas. Bombas de mltiplesetapas. Ms costosas
- Slo operan con alto rendimiento en un pequeo
intervalo de condiciones (caudal-presin)- Vlvulas de retencin en lnea de aspiracin para que
lquido no vuelva al depsito al detener la bomba
- Bajo rendimiento con lquidos muy viscosos
DESVENTAJAS
TURBOBOMBAS
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
50/76
u t
u v
u
r 1
r 2
dr
b
TURBOBOMBAS
r2
r1
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
51/76
u t
u v
u
r 1
r 2
dr
b
TURBOBOMBAS
r2
r1
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
52/76
Alturas tericas y reales proporcionadas
por bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
= a - b Qt,
H
( )tH = a - b Q
2
rH = A - BQ - C Q
Q
H
a
aA
Hmax
Q=0
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
53/76
Altura proporcionada por bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
2
rH = A - BQ - CQ
Q
H
Curva caracterstica dela bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
54/76
Curvas caractersticas de una bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
CARGA TOTALRENDIMIENTO
POTENCIA AL FRENO
Qro
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
55/76
Zonas de distribucin de la potencia en una bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
Rozamientoencojinetes
Rozamientoendisco
Fugasde
lquido Rozamiento
Potenciaalfreno
Choque
Choque
Potencia absorbida por el fluido
Qro
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
56/76
Zonas de distribucin de la potencia en una bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
Potenciaalfreno
Potencia absorbida por el fluido
Prdidas
TURBO
BOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
57/76
Patmz1
Patmz2
TURBOBOMBAS
1
2
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
58/76
Altura proporcionada por bomba centrfuga
TURBOBOMBAS
Q
H
CURVA BOMBA
CURVA SISTEMA
PUNTO OPERACIN
Q
H
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
59/76
Asociacin bombas centrfugas en serie
TURBOBOMBAS
Q
H
bomba
sistema
Asociacinbombas serie
Q
H
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
60/76
Asociacin bombas centrfugas en paralelo
TURBOBOMBAS
Q
H
Bomba 1
sistema
Asociacinbombas paralelo
Bomba 2
Q1 Q2 Q=Q1+Q2
H
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
61/76
Asociacin bombas centrfugas
TURBOBOMBAS
Calcular Q que impulsa cada bomba,
Q del conjunto y potencia
a) con las bombas asociadas en serieb) con las bombas asociadas enparalelo
H(m) Q(m/s)
Curvas caractersticas:
H1=69-135Q- 4000QH2=54-71Q- 4285Q
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
62/76
Semejanza bombas centrfugas
Criterios de
semejanza
Bombas idnticas girandoa distintas velocidades
Bombas idnticas girandoa la misma velocidaddonde el rodete se ha
rebajado ligeramente
2
22 2 2
22 2 2
r u rQ
Q' r' u' r' '
= = =
22
2
2
2
2
2
2
22
22
'r'
r
'r'u'
ru
'H
H=
=
=
43
'H'Q
QH
'P
P==
TURBOBOMBAS
222 senbur2Q =
222,t cosrug
H
=
P Q g H=
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
63/76
Semejanza bombas centrfugas
Bombas idnticas girando a distintas velocidades
Q
Q
H
H
PP
2
2
3
3
' '
' '
' '
= = = = = =
H= A+BQ +CQ2
H= 2A + BQ+CQ2/ = 1
= DQ +EQ2
= DQ/ +EQ2/2
Bomba semejante
Bomba semejante
= 1
TURBOBOMBAS
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
64/76
Semejanza bombas centrfugas
TURBOBOMBAS
SISTEMA
Q
H
Q2
H2
Q1
H1
Q3
H3
123 1< 2< 3
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
65/76
Semejanza bombas centrfugas
U O O S
Superficies deisorrendimiento
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
66/76
Semejanza bombas centrfugas
Bombas idnticas girando a la misma velocidaddonde el rodete se ha rebajado ligeramente
Q r
Q r
H r
H r
P r
P r
2
2
2
2
4
4
' '
' '
' '
= = = = = =
H= A+BQ +CQ2
H= 2A + BQ+C(Q/)2/ = 1
= DQ +EQ2
= DQ/2 +EQ2/4
Bomba semejante
Bomba semejante
= 1
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
67/76
Semejanza bombas centrfugas
SISTEMA
Q
H
Q2
H2
Q1
H1
Q3
H3
d1
d2
d3 d1< d2< d3
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
68/76
Semejanza bombas centrfugas
Superficies deisorrendimiento
TURBOBOMBAS
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
69/76
Cebado bombas centrfugas
No iniciansuccin lquidopor s mismas
altura de salida fija
Potencia de salidadepende de densidad
BOMBAS ESPECIALES
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
70/76
Bombas monta-cidos
BOMBAS ESPECIALES
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
71/76
Bombas mamut
aire
Aire + lquido
BOMBAS ESPECIALES
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
72/76
Bombas de chorro o sifn(eyectores)
Mezcla fluidos
BOMBAS ESPECIALES
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
73/76
Bombas de electromagnticas
CRITERIOS SELECCIN BOMBA
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
74/76
Bombas centrfugas
Bombas desplazamiento positivo
CRITERIOS SELECCIN BOMBA
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
75/76
Bombas alternativas:
1. mbolo2. mbolo varios cilindros
3. Diafragma
Bombas rotatorias:
4. Ruedas dentadas5. Tornillo
Bombas centrfugas:
6. Aspiracin sencilla
7. Aspiracin sencilla ymltiples etapas
8. Aspiracin doble y mltiplesetapas
CRITERIOS SELECCIN BOMBA
-
7/28/2019 Tema2 Bombas
76/76
Bombas alternativas:
1. mbolo2. mbolo varios cilindros
3. Diafragma
Bombas rotatorias:
4. Ruedas dentadas5. Tornillo
Bombas centrfugas:
6. Aspiracin sencilla
7. Aspiracin sencilla ymltiples etapas
8. Aspiracin doble y mltiplesetapas
Q>1 m3/h
P100 m3/h
P