Bombas_Rotodinamicas_U3_MFI_corregido.pptx

Bombas roto dinámicas, porque si

1. Bombas Rotodinámicas Rolando Javier Bolom Ton. Josué Yahir Hernández Arguera. Braulio Alberto Ovilla Solís. Ubeimer Bellamy Pérez López. Hiram Salinas Herrera. Fabricio de Jesús Vázquez Vázquez.

2. Clasificación de las Bombas

3. 3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES Y FUNCIONAMIENTO

4. ¿ Qué son las Bombas Rotodinámicas ? Las bombas rotodinámicas son bombas hidráulicas rotativas que convierten la energía mecánica en energía cinética y de presión del fluido. Un ejemplo común es la bomba centrífuga, donde un impulsor giratorio acelera el líquido y lo impulsa hacia fuera por acción centrífuga.

5. Componentes Básicos de una Bomba Impulsor (rodete): es la pieza giratoria con paletas o álabes. Su movimiento transfiere energía al fluido, incrementando su velocidad. Carcasa o voluta: envuelve el impulsor y recoge el fluido expulsado.

6. Entrada (ojo del impulsor) y salida: el fluido entra por el centro del impulsor (zona de baja presión) y sale por la periferia con mayor presión y velocidad. Eje de rotación: sostiene el impulsor y puede ser horizontal o vertical, según el diseño.

7. Parámetros Básicos Caudal (Q): Volumen de líquido transportado en un tiempo determinado (m³/h o l/s). Altura manométrica (H): Diferencia de presión entre la entrada y la salida. Potencia (P): Energía suministrada al motor (HP o kW). Eficiencia (%): Relación entre la energía útil y la energía consumida. Velocidad de giro: Generalmente entre 1,500 y 3,600 RPM.

8. Funcionamiento Entrada del fluido (Succión): El fluido ingresa a la bomba a través de la tubería de succión y llega al centro del impulsor. Conversión de energía: El impulsor gira a alta velocidad gracias a un motor, transfiriendo energía cinética al fluido. Aceleración del fluido: La fuerza centrífuga empuja el fluido hacia los extremos del impulsor, aumentando su velocidad y presión. Descarga del fluido: El fluido sale de la bomba a través de la voluta o difusor, donde su energía cinética se convierte en presión. Ciclo continuo: La bomba mantiene un flujo constante mientras esté en funcionamiento y haya líquido en la línea de succión.

9. 3.2. ALTURA UTIL.

10. ¿ Qué es? La altura util es la diferencia de alturas totales entre la salida y la entrada de la bomba . Esta diferencia es el incremento de altura util comunicada por la bomba . Formula que describe lo antes escrito :

11. Factores que Influyen con Otras Alturas Altura manometrica / elevación : Es  la fuerza que realmente da la bomba al agua para moverla , tomando en cuenta :

12. Factores que Influyen con Otras Alturas Altura Geodésica Es simplemente la altura física o geométrica que la bomba necesita vencer para mover el fluido de un depósito a otro . Ejemplo : Si el agua está en un pozo y la quieres bombear a un tanque 15 m más alto, la altura geodésica es de 15 m.

13. Factores que Influyen con Otras Alturas Altura Geométrica Es la altura física o desnivel que el fluido necesita superar para moverse de un punto a otro . Ejemplo : Si un tanque de agua está a 5 m del suelo y quieres bombear agua a otro tanque a 12 m de altura , la altura geométrica es 7 m.

14. Instalacion de una Bomba Centrifuga Entrada de la bomba (sección E): Se mide justo antes de que el agua entre a la bomba, es decir, en el tubo de succión, antes de la brida de unión. Salida de la bomba (sección S): Se mide justo después de que el agua sale de la bomba, en el tubo de impulsión, después de la brida de unión.

15. 3.3. PERDIDAS, POTENCIAS Y RENDIMIENTOS.

16. Pérdidas Hidráulicas: Disminuyen la energía específica útil que la bomba comunica al fluido y a la altura útil. ​ Pérdidas de superficies: Se producen por el rozamiento del fluido con las paredes de la bomba como rodete, corona y directriz​. Pérdidas de forma: Se producen por el desprendimiento de la capa límite en los cambios de dirección​. Pérdidas Volumétricas: Son pérdidas de caudal y se dividen en dos clases:​ Pérdidas volumétricas exteriores : constituye una salpicadura de fluido al exterior, que se escapa por el juego de la carcasa y el eje de la bomba, que la atraviesa. ​ Pérdidas volumétricas interiores : Son las más importantes y reducen mucho el rendimiento volumétrico de algunas bombas​.  

17. Pérdidas Mecánicas: I ncluyen perdidas por: ​ Rozamiento del eje con los cojinetes ​. Accionamientos auxiliares ​. Rozamiento de disco, es el rozamiento de la pared exterior del rodete con la atmosfera del fluido que lo rodea. ​

18. Potencia de accionamiento ( Pa ): Es la potencia en el eje de la bomba o potencia al freno o potencia mecánica que la bomba absorbe. Potencia interna (Pi): Es la potencia suministrada por el rodete, igual a la potencia de accionamiento menos las perdidas mecánicas​. Potencia útil (P): Es el incremento de potencia que experimenta el fluido en la bomba​.

19. Rendimiento hidráulico, : Tiene en cuenta todas y sólo las pérdidas de altura total, Hr-int en la bomba​. Rendimiento volumétrico, : Tiene en cuenta y sólo a las pérdidas volumétricas​. Rendimiento interno, : Tiene en cuenta todas y sólo las pérdidas internas o sea las hidráulicas y volumétricas y engloba ambos rendimientos hidráulicos y volumétrico​s. Rendimiento mecánico, : Tiene en cuenta todas y sólo a las pérdidas mecánicas​. Rendimiento total, : Tiene en cuenta todas y sólo a las pérdidas en la bombas​.  

20. 3.4 CAVITACIÓN Y ALTURA DE SUCCIÓN

21. Cavitación La cavitación ocurre cuando la presión absoluta dentro de un impulsor cae por debajo de la presión del vapor del líquido y se forman burbujas de vapor. La cavitación genera ruidos estridentes en la bomba , como “si estuviera bombeando tornillos”.

22. Causas Altura de succión demasiado grande. Alta velocidad del líquido en la entrada de la bomba. Temperatura elevada del fluido (disminuye la presión de vapor). Consecuencias Disminución de la eficiencia de la bomba o turbina . Aparición de ruidos y vibraciones . Daños mecánicos por erosión en los álabes y carcasa . Reducción de la vida útil de la máquina .

23. En hidráulica, la  NPSH  (acrónimo de  Net Positive Suction Head ), también conocido como ANPA (Altura Neta Positiva en la Aspiración). La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito de bombeo que ayuda a conocer la cercanía de la instalación a la cavitación. Si la presión en algún punto del circuito es menor que la presión de vapor del líquido, este entrará en cavitación. NPSH

24. Altura de Succión La altura de succión es la distancia vertical que existe entre el nivel del líquido en el depósito de succión y el eje de la bomba. Este valor indica con qué presión o facilidad el líquido puede llegar a la entrada de la bomba

25. Succión Positiva Cuando el nivel de agua en el depósito que se va a bombear está por arriba de la línea de centro de la succión de la bomba. Por lo tanto, la carga estática de succión es positivo. . “Es succión positiva cuando el nivel del líquido a bombear está arriba del centro de la succión de la bomba, por lo tanto, la carga estática de succión será mayor de cero y con valor positivo”

26. Succión Negativa Cuando el nivel de agua en el depósito que se va a bombear está por debajo de la línea de centro de la succión de la bomba, por lo tanto, la carga estática de succión es negativo y menor de cero. Cuando la instalación de bombeo es de aspiración. “Es succión negativa cuando el nivel del líquido a bombear está por debajo del centro de la succión de la bomba, por lo tanto, la carga estática de succión será menor de cero y con valor negativo”

27. 3.5. LEYES DE SEMEJANZA

28. Concepto Básico: Las leyes de semejanza permiten relacionar el comportamiento de dos máquinas geometricamente semejantes o de una misma máquina bajo distintas condiciones , es decir cambio de velocidad de giro o tamaño . El principio central es que si las formas geométricas son semejantes y el patrón de velocidades relativas de entrada y salida se mantiene , entonces el desempeño hidráulico puede escalarse mediante relaciones matemáticas .

29. Condiciones De Semejanza: Para que las leyes sean válidas se deben de cumplir tres tipos de semejanza : Geométrica : es decir las proporciones lineales de la máquina se conservan . Cinemática : es decir los diagramas de velocidad ( vectores de velocidad absoluta , relativa y de arrastre) guardan la misma forma. Dinámica : es decir la relación entre fuerzas inerciales y de presión debe ser la misma . Se suele expresar en términos de numeros adimensionales como el número de Reynolds o el de Mach. .

30. Semejanza Geometrica La semejanza geométrica exige que el modelo y el prototipo sean geométricamente semejantes , tanto en su interior como en su exterior y en todos los elementos auxiliantes   ( tuberias , entradas/ salidas , soportes , etc ), por lo cual implica que: Los ángulos correspondientes sean iguales ( ángulo de pala , ángulo de entrada/ salida .) La relacián constante entre dimensiones semejantes (la misma razón de escala lineal en todas las direcciones ).

31. Semejanza cinemática Esto significa que: Los vectores de velocidad mantienen la misma dirección en puntos homólogos . Las componentes de velocidad ( tangencial , meridiana y relativa ) se escalan en la misma proporción . en otras palabras: no basta con que las magnitudes de las velocidades cambien proporcionalmente , también deben hacerlo sus ángulos La semejanza cinemática se cumple cuando los triángulos de velocidad ( en la entrada y salida del rodete ) del modelo y del prototipo son semejantes . a3

32. Semejanza Dinámica En otras palabras: Si en el prototipo predominan las fuerzas inerciales sobre las viscosas , en el modelo debe ocurrir exactamente lo mismo , Para lograrlo , se utilizan números adimensionales que comparan fuerzas . Por eso se dice que "cuatro de los cinco parámetros adimensionales fundamentales de la mecánica de fluidos han de ser iguales " La semejanza dinámica se cumple cuando las relaciones entre las fuerzas que actúan sobre el fluido son iguales, en el modelo y en el prototipo

33. Ecuación De Las Tres Condiciones De Semejanza

34. Primera Ley El flujo es proporcional a la velocidad del eje. La presión estática es proporcional al cuadrado de la velocidad del eje . La potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo de la velocidad del eje .  Cuando el diámetro del impulsor (D) permanece constante : (Ley#1) a3

35. Segunda Ley El flujo es proporcional al diámetro del impulsor. La presión estática es proporcional al cuadrado del diámetro del impulsor . La potencia eléctrica absorbida por el motor de la bomba es proporcional al cubo del diámetro del impulsor . Cuando el diámetro del impulsor cambia (D) y la velocidad permanece constante : (Ley#2)

36. 3.6 SELECCIÓN Y PROBLEMAS DE APLICACIÓN

37. Selección de bombas Al seleccionar una bomba para una aplicación especifica, debe considerar los factores siguientes: Naturaleza del líquido por bombear. 2. Capacidad requerida (flujo volumétrico). 3. Condiciones del lado de succión (entrada) de Ia bomba. 4. Condiciones del lado de descarga (salida) de Ia bomba. 5. Carga total sobre la bomba. 6. Tipo de sistema donde Ia bomba impulsa el fluido.

38. 7. Tipo de fuente de potencia (motor eléctrico, motor diésel, etc.). 8. Limitaciones de espacio, peso y posición. 9. Condiciones ambientales. 10.Costo de adquisición e instalación de Ia bomba. 11. Costo de operación de Ia bomba. 12. Códigos y estándares gubernamentales.

39. Problema de Aplicación

40. 3.7 Complemento (video).

41. Las bombas rotodinámicas son fundamentales para muchas aplicaciones industriales y civiles, ya que convierten energía mecánica en presión y velocidad del fluido de forma continua y eficiente. Su buen desempeño depende de varios factores clave: la altura útil, las pérdidas hidráulicas, la cavitación y la altura de succión, así como la selección adecuada del tipo de bomba según sus leyes de semejanza. Elegir correctamente el tipo de impulsor, número de etapas, velocidad de giro, condiciones de succión permite maximizar la eficiencia, reducir fallas y garantizar un funcionamiento seguro y duradero. Comprender todos los subtemas desde funcionamiento hasta selección de aplicaciones permite diseñar sistemas de bombeo que cumplan con los requerimientos de caudal, presión y confiabilidad, optimizando recursos energéticos y costos de operación. Conclusión