bombas

Universidad del Atlntico Mquinas Hidrulicas Jorge Duarte

BOMBAS ROTODINMICAS

Jorge Duarte Forero Ing, Esp, M.Sc, Ph.D(c)

Departamento de Ingeniera Mecnica

Mquinas Hidrulicas

1


Contenido

1 Golpe de Ariete

2 Clasificacin de Bombas Rotodinmicas

3 Partes bsicas

4 Cavitacin en bombas: NPSH

5 Triangulo de velocidades

5 Perdidas y Eficiencias.

2

6


1. Golpe de ArieteDefinicin: Tubera no es rgida y el fluido es compresible .

Onda de presin que se propaga y genera dilatacin y contraccin en la tubera.Esta se presenta por cierres o aperturas bruscas en vlvulas o en el arranque oparada de dispositivos hidrulicos.

T=4L/c


1. Golpe de Ariete

Sobrepresin

Depresin


Formulas de Joukowski:

Cierre instantneo: Tiempo de cierre tc = 0Cierre total:

Cierre parcial:

Velocidad de onda de presin:

1. Golpe de Ariete

1430 m/s (agua)


Formulas de Joukowski:

Cierre lento: Tiempo de cierre tc > 2t0

Ojo:

- Longitud de tubera antes de la vlvula

- Velocidades del fluido

- Cierres de vlvula o paradas bruscas

1. Golpe de Ariete

k = 1 - 1,5


2. Clasificacin de Bombas RotodinmicasDefinicin:


2. Clasificacin de Bombas RotodinmicasCriterios para la seleccin de bombas:a) pH

b) Condiciones de viscosidad

c) Temperatura de operacin

d) Presin de vapor del lquido a la T operacin

e) Densidad

f) Materiales en suspensin.

Desplazamiento PositivoRotatorias:

-Q pequeos y medianos-P Altas -Lquidos viscosos

Desplazamiento PositivoReciprocantes:

-Q pequeos-P Altas -Lquidos limpios

Dinmicas:

-Q grandes-P bajas y medias -Todo Lquidos menos __viscosidad.


3. Partes bsicas de Bombas Rotodinmicas


3. Rodete: Numero especifico de revoluciones

Bajo: Flujo Radial

Alto: Flujo Axial

Todas las bombas geomtricamente

iguales tiene el mismo ns

Ns Usos

Radial 40 - 80 Alta carga Bajo caudal

Semiradial 80 600 Carga y caudal medio

Axial 600 - 1800 Baja carga Alta caudal


3. Ejemplos

a. Se tiene una tubera de 100 m, cuyo material es acero con E=200 GPa. Latubera es de 5 in nominal (cedula 40). La tubera maneja un caudal de 0,05m3/s. Se presenta un cierre total de la vlvula de descarga.

a) Calcule P en el caso de cierre instantneo.

b) Calcule P en el caso de cierre lento.

Explique todas sus suposiciones y conclusiones.

b. Se tiene una bomba A que tiene una cabeza de 25 m y maneja 0,25 m3/sde caudal en la zona de mayor eficiencia. Tambin se tiene una bomba B quemaneja una caudal de 1 m3/s y una cabeza de 4 m. El fluido de trabajo esagua. Para esta situacin, sin observar las bombas, cual es de flujo axial ycual es de flujo radial.


3. Bombas Dinmicas : Otros configuraciones

Bombas multiescalonadas (serie)

Bombas en serie Bombas en paralelo


3. Rodete: Otros tipos

Flujo RadialFlujo Axial o Mixto


4. Cavitacin en bombas: NPSH

Cebado en Bombas Dinmicas: NO son autocebantes.

Consideraciones:

- Orificio de Cebado

- Vlvula de pie

- Bomba de vaco

- Cabeza positiva de succin



NPSH D > NPSH R para evitar cavitacin



Consideraciones:

1. Tipo de bomba

2. Cabeza de succin Hs

3. Caudal de operacin.

https://www.youtube.com/watch?v=pYMOQVRyJGw

NPSH D > NPSH R

Coeficiente de Cavitacin

Stepanoff: Puntode mxima eficiencia


4. Ejemplo Cavitacin en bombasSe tiene una bomba que maneja un caudalde 140 m3/h, con un dimetro de rodete de305 mm.a) Determine si se presenta cavitacin en la bombapara la instalacin descrita abajo. La temperatura deoperacin es de 30 C. La tubera es de hierro colado(fundido) - cdula 80 y un dimetro nominal de 4 in. Elfluido de trabajo es agua.

b) Estime el NPSH requerido segn la formula deStepanoff y compare los resultado con el experimental.


5. Triangulo de Velocidades

u = Velocidad Perifrica del alabe.

w = Velocidad relativa del flujo con respecto alalabe.

c = Velocidad absoluta de flujo.

>90 no es posible con esa forma de impeler, ya queimplica que cu2 > c2, o sea que el fluido se mueve masrpido que el impeler.


5. T. de Velocidades: Curvas de carga

Porque la diferencia? Rotacin del fluido en la entrada

Recirculacin de fluido.

Separacin debido a la gua imperfecta

del fluido dentro del impeler.

Friccin.

Nmero finito de alabes.

Aumento de presin en el recorrido en

el impeler.


5. Ejemplo: Curva de carga Terica

En su proyecto, usted selecciono una bomba de flujo radial tiene las siguientes caractersticas:

Suponiendo entrada de flujo en direccin radial, determine:

a) Potencia requerida

b) Construya y grafique la curva terica de la bomba

c) Comprela con la curva real y haga comentarios.

Beta

r 20 mm mm

b 30 mm 25 mm

Punto 1 Punto 2

Tarea 1: Investigar y aplicar a bombas de flujo axiales y mixto: Stepanoff , Cap. 3 y Cap. 4

Tarea 2: Aplicar el clculo de C.C a bombas en serie y en paralelo.


5. Curvas de carga: Numero finito de alabes.

Formula de Stodola


6. Perdidas y EficienciasPerdidas Hidrulicas Perdidas Volumtricas

Perdidas por rozamiento de fluido

Perdidas de forma

Perdidas Mecnicas

Razonamiento de disco


6. Potencias y EficienciasPotencias:

Rendimientos:


7. Grado de reaccin

Grado de reaccin:

Hp = Altura suministrada en forma de presin por el impeler.

Hu = He = Altura terica suministrada por el impeler.

Documents

bombas