Unidad 7 Bombas (2)
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8/17/2019 Unidad 7 Bombas (2)
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Bombas
Dr. Refugio Bernardo García Reyes
MECÁNICA DE FLUIDOS
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8/17/2019 Unidad 7 Bombas (2)
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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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agma%26hl%3Des%26client%3Dfirefox-
a%26sa%3DG%26rls%3Dorg.mozilla:es-
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-
105236.html&usg=__tT_-nd6mTcM6GOHMcpHGoigKhUw=&h=750&w=1000&sz=226&hl=es&start=1&itbs=1&tbnid=SKv2mstQsXPFEM:&tbnh=112&tbnw=149&prev=/images%3Fq%3Dbombas%2Bde%2Btornillo%26hl%3Des%26client%3Dfirefox-a%26rls%3Dorg.mozilla:es-ES:official%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1
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Bombas de desplazamiento positivo
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
EQ6lBCwuM:&tbnh=94&tbnw=111&prev=/images%3Fq%3Dbomba%2Bdesplaz
amiento%2Bpositivo%26um%3D1%26hl%3Des%26client%3Dfirefox-
a%26rls%3Dorg.mozilla:es-ES:official%26channel%3Ds%26tbs%3Disch:1
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Bombas de desplazamiento positivo
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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Bombas de desplazamiento positivo
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
M:&tbnh=67&tbnw=111&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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Bombas de desplazamiento positivo
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-
a%26sa%3DG%26rls%3Dorg.mozilla:es-ES:official%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1
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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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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%)