Bombas Hidráulicas_P1.pdf

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1. BOMBAS -GENERADORES HIDRÁULICOS
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Absorbenenergíamecánicaenelejeyproporcionanenergíahidráulicaa
unlíquidoquebombeanporunatubería(conaccesorios)
Suaplicaciónesmuydiversa,paralaimpulsióndetodaclasedelíquidos
Engeneralactúanendosfases:
•Aspiración:elevandoellíquidodesdesunivelhastalabomba,pormedio
delatuberíadeaspiración.Labombaejerceunvacíoconelfindequeel
líquidopuedasubirporlatuberíadeaspiraciónimpulsadaporlapresión
atmosférica
•Impulsión:conduccióndellíquidodesdelabombahastasudestino,por
mediodelatuberíadeimpulsión.Enestafaselabombaejercelapresión
necesariaparaqueellíquidosetrasladealolargodelatubería
BOMBAS -GENERADORES HIDRÁULICOS

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CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS

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5 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS
Porlacontinuidaddelacirculacióndelfluidodetrabajo
Dinámicas,TurbomáquinasoRotodinámicas:provocancirculación
continuadelfluidoejemplo:centrífuga
VolumétricasodeDesplazamientoPositivo:encadainstante
evolucionaunacantidaddeterminadadefluidoejemplo:alternativa,
engranajes,detornillo

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6 CARACTERÍSTICAS
Porlacontinuidaddelacirculacióndelfluidodetrabajo
Dinámicas,TurbomáquinasoRotodinámicas:provocancirculación
continuadelfluidoejemplo:centrífuga
VolumétricasodeDesplazamientoPositivo:encadainstante
evolucionaunacantidaddeterminadadefluidoejemplo:alternativa,
engranajes,detornillo

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UTILIZACIÓN
Circuitosdebombeo:industriales,redesdesuministrourbano,
sistemasderiego,…
•Generacióndeelectricidad:centraleshidroeléctricas,centrales
térmicas,…
•Sistemasdeaireacondicionadoycalefacción
•Circuitosderefrigeraciónenautomoción

8. 8
Sufuncionamientosebasaenelprincipiodedesplazamientopositivoes
decirlavariacióndepresiónporvariacióndevolumen.
Aestegrupopertenecenlasbombasalternativasylasrotativasllamadas
rotoestáticas,peroenellasladinámicadelacorrientenojuegaunpapel
esencialenlatransmisióndelaenergía.
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.

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SufuncionamientosebasaenlaecuacióndeEuler;ysuórgano
transmisordeenergíasellamarodete.
Sellamanrotodinámicasporquesumovimientoesrotativoyladinámica
delacorrientejuegaunpapelesencialenlatransmisióndelaenergía.
BOMBAS ROTO DINÁMICAS O CENTRÍFUGAS.

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Enestasbombas,elfluidoquesedesplazasiempreestácontenidoentreelelemento
impulsorquepuedeserunémbolo,undientedeengrane,unaspa,etc.,ylacarcasaoel
cilindro.
Lasbombasdedesplazamientopositivosedividenendosgruposprincipales:
•Bombasreciprocantes,alternativas(depistones)paramanejodelíquidosygases,
operadasporvaporymecánicamente,
•Bombasrotatorias,engranes,aspas,levas,tornillos,decavidadprogresiva,etc.que
constituyeungrupocadavezmásnumerosoyvariado,yaquenohayindustriaqueno
tengaalgúntipodeellas.
Enlasmáquinasdedesplazamientopositivo,tantoreciprocantescomorotatorias,siempre
hayunacámaraqueaumentadevolumen(succión)ydisminuyevolumen(impulsión),por
estoaéstasmáquinastambiénselesdenominaVolumétricas.
Lasbombaspositivastienenlaventajadequeparapodertrabajarnonecesitan"cebarse”,es
decir,noesnecesariollenarpreviamenteeltubodesucciónyelcuerpodelabomba.
BOMBAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO

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11BOMBAS
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
ALTERNATIVAS ROTATIVAS

12. 20/10/2
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•Unabombaalternativaesaquellaenlaqueunémboloopistóndesplazaun
volumendadodefluidoencadacarrera.
•Elprincipiobásicodeunabombaalternativaesqueunsólidodesplazaráun
volumenigualdelíquido.
•Enlafiguraunsólidocilíndrico,elémbolo,hadesplazadosuvolumendel
recipientegrandealrecipientechico.
•Elvolumendelfluidodesplazado(B)esigualalvolumendelémbolo(A).
BOMBAS ALTERNATIVAS O RECIPROCANTES

13. 13
ElfuncionamientodeunaBombaReciprocantedependedelllenadoyvaciadosucesivode
receptáculosdevolumenfijo,paralocualciertacantidaddeaceiteesobligadaaentraral
cuerpodelabombaendondequedaencerradamomentáneamente,paradespuésser
forzadaasalirporlatuberíadedescarga.
Comoelprocesodellenadoyvaciadosucesivodereceptáculosdevolumenfijorequiere
fricciónporresbalamientoentrelasparedesestacionariasdelreceptáculoylaspartes
móviles,estasbombasnosonapropiadasparamanejarlíquidosquecontenganarenaso
materiasensuspensión.
Estasbombassonrelativamentedebajavelocidadderotación,detalmaneraquecuando
tienenquesermovidaspormotoreseléctricosdebenserintercaladastrasmisionesde
engranesopoleasparareducirlavelocidadentreelmotorylabomba.
Otracaracterísticaimportanteeslavelocidaddelfluidoenlosconductostantodeentrada
comodesalidallegandoalosparámetrosde
•Líneadeingreso0,4a1,5(m/s)
•Líneadedescarga2a5(m/s)
Clasificación:
•BombasdePistón
•Bombasdediafragma

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✓Unsólidoquesedesplaza,llamadoémboloopistón.
✓Unrecipientequecontieneallíquido,llamadoelcilindrolíquido.
✓Unaválvuladesucciónderetenciónqueadmiteelfluidodelatuberíadesucción
haciaelcilindrolíquido.
✓Unaválvuladedescargaderetenciónqueadmiteelflujodelcilindrolíquidohacia
latuberíadedescarga.
✓Empaqueparasellarperfectamentelajuntaentreelémboloyelcilindrolíquidoy
evitarqueellíquidosefuguedelcilindroyelaireentrealcilindro.
Cuandoelémbolosemuevedentrodelcilindrolíquido,lapresióndelfluidodentro
delcilindrosereduce.Cuandolapresiónllegaasermenorqueladelatuberíade
succión,laválvuladesucciónderetenciónseabreyellíquidofluyealcilindropara
llenarelvolumenvaciadoalretirarelémbolo.Duranteestafasedeoperación,la
válvuladedescargaderetenciónsemantienecerradadebidoalamayorpresiónenla
tuberíadédescarga.Estapartedelaaccióndebombeodeunabombaalternativade
desplazamientopositivosellamalacarreraogolpedesucción.
COMPONENTES BÁSICOS DE LAS BOMBAS
ALTERNATIVAS O RECIPROCANTES

15. BOMBAS DE SIMPLE EFECTO
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16. 20/10/202
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BOMBAS DE PISTONES
Esunabombahidráulicaquegeneraelmovimientoenelmismomedianteel
movimientodeunpistón.Lasbombasdepistonessondeltipobombasvolumétricas,y
seempleanparaelmovimientodefluidosaaltapresiónofluidosdeelevadas
viscosidadesodensidades.

17. 20/10/202
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BOMBA ALTERNATIVA DE DOBLE EFECTO
Enlasbombasdedobleefecto,trabajanlosdosladosdelémbolo,demodoqueaspiran
yexpelenellíquidoalternativamente.
Labombadedobleefectoeslacombinacióndedosbombasdesimpleefectoentrabajo
paralelo,aspirandoyelevandoalternativamente.
Debidoaladiferenciadepresiónqueexisteenambosladosdelémbolo,serequiereuna
buenaimpermeabilidad,usándoseavecesparaesto,dosprensasestopas.

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MáquinasHidráulicas
Estaeslaaplicaciónmáshabitualdelasbombasdepistón,enlasqueseutilizan
parabombearelfluidohidráulicoquedespuésaccionarálosdiversosmecanismos
(ej;motoreshidráulicos,cilindroshidráulicos...)
Industriadelaguaaaltapresión
•Parahidrolimpiadoras,normalmenteendisposicióndetrespistonescerámicosen
líneaparaequiposindustrialesyprofesionales.
•Paraequiposdecorteporchorrodeagua,enlasqueactúacomoimpulsorprimario
antesdelmultiplicadordepresión.
•Enequiposdechorreodearenaporaguaaaltapresión.
Industriadelamineríaylaconstrucción
•Bombeodehormigón
•Bombeodeaguaaaltapresiónparaperforadorasytuneladoras
•Comobombaderellenodereservoriosdepetróleoenlospozospetrolíferos.
Agricultura
•Comobombaparafumigaciónytratamientosfitosanitarios
•Comobombadetrasvaseenbodegas.
APLICACIONES DE LAS BOMBAS DE PISTONES

19. BOMBA DE DIAFRAGMA
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Elelementodebombeoenestecasoesundiafragmaflexible,colocadodentrodeun
cuerpocerradoqueseaccionadesdeelexteriorporunmecanismoreciprocante.
Aspiración
Impulsión

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21. 20/10/202
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Labombademembranaobombadediafragmaesuntipodebombadedesplazamiento
positivo,generalmentealternativo,enlaqueelaumentodepresiónserealizaporel
empujedeunasparedeselásticas—membranasodiafragmas—quevaríanelvolumende
lacámara,aumentándoloydisminuyéndoloalternativamente.
Unasválvulasderetención,normalmentedebolasdeelastómero,controlanqueel
movimientodelfluidoserealicedelazonademenorpresiónalademayorpresión.
Laaccióndeestasbombaspuedeser:
Eléctrica,medianteunmotoreléctrico,encuyocasosedicequeesunaelectrobomba.Sin
embargo,hayotraselectrobombasquenosonbombasdemembrana.
Neumática,medianteairecomprimido,encuyocasosedicequeesunabomba
neumática.Lamayoríadelasbombasneumáticassonbombasdemembrana.
Existenbombasneumáticasyeléctricasdedoblediafragma,lascualesfuncionanbajoel
mismoprincipioquelasanteriores,perotienendoscámarasconundiafragmacadauna,
deformaquecuandounamembranadisminuyeelvolumendesucámararespectiva,la
otramembranaaumentaelvolumendelaotracámarayviceversa.

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Ejemplos de bombas de diafragma

23. 20/10/202
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•Ofrecenciertasventajasfrenteaotrostiposdebombas,yaquenoposeencierres
mecánicosniempaquetadurasquesonlasprincipalescausasderoturadelosequiposde
bombeoencondicionesseveras.
•Estasbombassonautocebantes,esdecir,noesnecesariollenarlacolumnadeaspiración
delíquidoparaquefuncionen,porloquepuedenserutilizadasparasacarlíquidode
depósitosaspirandoaunquelatuberíadeaspiraciónestéllenadeaireinicialmente.
•Sumantenimientoessencilloyrápidoyconcomponentesfácilesdesustituir.
•Dependiendodelrangodetemperaturasenelquevayaatrabajarlamáquina,seutilizan
unosmaterialesuotrosparalasmembranas.Losmaterialesmásutilizadossonneopreno,
vitón,teflón,poliuretanoyotrosmaterialessintéticos.
•Debidoalaresistenciaalacorrosióndeestasbombasyanosernecesariocebarlaspara
quefuncionen,estosequipossonmuyutilizadosenlaindustriaparaelmovimientode
prácticamentecualquierlíquidoyenmultituddeindustriascomoácidos,derivadosdel
petróleo,disolventes,pinturas,barnices,tintas,fangosdedepuradora,reactivos,
concentradosdefrutas,chocolate,plantasdeproceso,industriasquímicas,alimentarias,
ópticas,galvánicasodebebidas,aguasresiduales,minerías,construcción,buques,
industriascerámicas,cartoneras,fábricasdepapelodecircuitosimpresos,etc.
APLICACIONES DE LAS BOMBAS DE DIAGRAFMA

24. BOMBAS ROTATIVAS
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Restricciones:
•Loslíquidosquecontienensubstanciasabrasivasocorrosivaspuedencausarun
desgasteprematuroenlaspartescontoleranciasmuypequeñas
•Estasbombasnosedebenusareninstalacionesdondepudieranquedarsegirandoen
seco.
Ventajas:
•Combinanlascaracterísticasdeflujoconstantedelasbombascentrífugasconel
efectopositivodelasbombasreciprocantes.
•Puedenmanejarlíquidosdensosodelgados,asícomolíquidosquecontengasaireo
vapor.
•Puedenmanejarlíquidosaltamenteviscosos
•Notienenválvulas

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Aplicaciones:
•Manejodelíquidosdecualquierviscosidad.
•Procesosquímicos
•Manejodealimentos
•Descargasmarina.
•Bombasparacargarcarrostanque
•Proteccióncontraincendios
•Transmisioneshidráulicasdepotencia
•Lubricaciónapresión
•Pintura
•Enfriamientoparamáquinasherramientas
•Bombeodepetróleo(líneas,oleoductos)
•Bombasparaquemadoresdepetróleo.
•Refinerías.
•Manejosdegrasa
•Gaseslicuados(propano,butano,amoníaco,freón)
•Aceitescalientes
Lasbombasrotatoriastienenmuchasaplicaciones,segúnelelementoimpulsor.

27. BOMBAS DE PISTONES AXIALES

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•Lasbombasdepistónaxialconviertenelmovimientogiratoriodeunejedeentradaen
unmovimientoaxialdevaivén,queseproduceenlospistones.
•Estoselograpormediodeunaplacabasculantequeesfijaovariableensugradode
ángulo.
•Cuandoelconjuntodelbarrildepistóngira,lospistonesgiranalrededordelejeconlas
zapatasdelospistoneshaciendocontactoydeslizándosesobrelasuperficiedelaplaca
basculante.
•Conlaplacabasculanteenposiciónvertical,noseproduceningúndesplazamientoya
quenohaymovimientodevaivén.Amedidaqueelángulodelaplacabasculante
aumenta,elpistónsemuevehaciaadentroyhaciafueradelbarrilsiguiendoelángulo
delaplacabasculante.
•Eneldiseñoreal,elbarrildelcilindroestáequipadoconvariospistones.Duranteuna
mitaddelcírculoderotación,elpistónsemuevehaciafueradelbarrildelcilindroy
generaunaumentodelvolumen.Enlaotramitaddelarotación,elpistónsemueve
haciaadentrodelbarrildelcilindroygeneraunadisminucióndelvolumen.Este
movimientodevaivénsuccionafluidoylobombeahaciafuera.
•https://www.youtube.com/watch?v=EslP2Z3Udsk

29. 20/10/202
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29
•Seaccionanporunmotoreléctricoygiranabajavelocidad.
•Enlacavidaddeaspiración,ellíquidollenalosespaciosentrelosdientesde
ambasruedasdentadas,ydespués,estosvolúmenesseaíslanydesplazanpor
unosarcosdecircunferenciaalapartededescargadelabomba.
BOMBA DE ENGRANAJES
https://www.youtube.com/watch?v=KchUw649whA

30. Bombas Roto estáticas
Lasbombasdepaletasconsistenenunconjuntodecuatroomás.elrotoresun
cilindrohuecoconranurasradialesenlasquedeslizanlaspaletas,quesonlos
desplazadores
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BOMBAS DE PALETAS

31. Bombas de Tornillos
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Estabombautilizauntornillohelicoidalexcéntricoquesemueve
dentrodeunacamisayhacefluirellíquidoentreeltornilloyla
camisa.
https://www.youtube.com/watch?v=WeEi0ZWRySQ

32. Bombas de tornillos dobles y triples
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33. Bomba de Lóbulos.
Unacavidadqueensanchaenelladodelasuccióndelabombayunacavidad
decrecienteenelladodeladescarga.
Sepermiteellíquidofluyaalabombaamedidaquelacavidadenelladodela
succiónseextiendeyellíquidofluyehaciafueraamedidaquelacavidaddela
descargadisminuye.
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https://www.youtube.com/watch?v=C1yEK4JuZGM

34. Bombas de lóbulos
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35. Bombas de lóbulos internos
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Estabombacombinaunengranajeinternodentrodeotroexterno.Elengranaje
internoestáenchavetadoenelejeyllevaundientemenosqueelengranaje
exterior.Ambosengranajesgiranenelmismosentido,cadadientedel
engranajeinternoestáenconstantecontactoconelengranajeexterno,el
engranajeexternogiramásdespacio.
Losespaciosentrelosdientesgiratoriosaumentandurantelaprimeramitadde
cadagiro.Cuandoestosespaciosdisminuyenenlasegundamitaddelciclo,
obliganasaliralfluido.

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36
Otros tipos de bombas rotativas
Bomba peristáltica Bomba de cavidad progresiva
https://www.youtube.com/watch?v=_4UBLXBYug0
https://www.youtube.com/watch?v=_7COYJAPXx0

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38. CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS VOLUMÉTRICAS
ROTATIVAS O ROTOESTÁTICAS
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39. 20/10/202
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39•Unabombacentrífugaesunamáquinaqueconsistedeunconjuntode
paletasrotatoriasencerradasdentrodeunacarcasaocaracol.
•Laspaletascedenenergíaalfluidodesdelaentradaenelojodeaspiración
hastalasalidadelrotorenformadeenergíacinética,paraluegosufrirun
procesodetransformaciónodifusióndeenergíacinéticaenpresiónenla
carcasaytubodeaspiraciónodesfogue.
BOMBAS ROTO DINÁMICAS O CENTRÍFUGAS

40. CLASIFICACIÓN DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
20/10/202
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SEGÚN LA DIRECCION DE FLUJO
•FLUJO RADIAL
•FLUJO AXIAL
•FLUJO RADIOAXIAL
SEGÚN LA PRESIÓN DESARROLLADA
•BAJA PRESION
•MEDIA PRESION
•ALTA PRESION
SEGÚN NUMERO DE ETAPAS O RODETES
•1 ETAPA
•MULTIETAPAS
SEGÚN POSICIÓN DEL EJE
•HORIZONTAL
•VERTICAL
•INCLINADO
SEGÚN NUMERO DE FLUJOS
•ASPIRACION SIMPLE
•ASPIRACION DOBLE

41. PARTES DE LA BOMBA CENTRÍFUGA
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•Elrodeteoimpulsor
•Aspiración
•Carcasaovoluta,puedeincluirundifusor(sistemadeálabesfijos)
•Empaquetadurasycierresmecánicos

42. 20/10/202
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43. VOLUTA
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44. RODETES
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45. RODETES
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46. TIPOS DE ROTORES SEGÚN LA VELOCIDAD ESPECÍFICA
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46

47. 20/10/202
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47
a) radial abierto
b) radial semiabierto
c) radial cerrado
d) axial
e) mixto.
TIPOS DE IMPULSORES DE BOMBAS CENTRÍFUGAS:

48. 20/10/202
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DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES EN EL RODETE

49. 20/10/202
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DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES EN EL RODETE

50. Curvas características de Bombas
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•Caudal suministrado (m3/h o l/h)
•Presión o altura suministrada, H (en m.c.a, bar, kg/cm
2
, etc)
•Altura de aspiración (NPSHr)
•La potencia consumida
•El rendimiento
•La presión máxima que puede soportar su estanquidad

51. TIPOS DE CARCAZAS DE LAS
BOMBAS CENTRÍFUGAS
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Carcaza tipo difusor
Carcaza tipo voluta

52. 22/10/202
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52
ALTURAS
Altura geométrica:
Es la altura medida verticalmente desde el nivel del agua o líquido a elevar,
hasta el punto más alto.
Sedivide en dos:
•Altura de aspiración: Es la distancia desde el nivel del agua hasta el eje de
la turbina
•Altura de impulsión: Esladistancia desdeelejedelaturbinahastaelpunto
demáximaelevación.

53. 22/10/202
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ALTURAS
Altura manométrica:
Es a suma de la altura geométrica más las pérdidas de carga →la presión
efectiva que ha de vencer la bomba para elevar el agua desde su nivel más bajo
hasta el punto de elevación más alto.
A.M. de aspiración: es igual a la altura geométrica de aspiración más las
pérdidas de carga en la tubería de aspiración
A.M. de impulsión: es igual a la altura geométrica de impulsión más las
pérdidas de carga en la tubería de impulsión
A.M. total: es la suma de las alturas manométricas anteriores
Pérdidas de carga:
•Es la resistencia que se encuentra el
agua por rozamiento en su paso por el
interior de las tuberías y accesorios en
todo su recorrido.

54. ECUACIÓN DE EULER PARA BOMBAS
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54.]..[
222
2
1
2
2
2
1
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2
1
2
2
acm
g
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g
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H
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−
+
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+
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1122
acm
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cucu
H
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u
−
=
Primera forma:
Segunda forma:

55. FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA
20/10/202
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55