Bombas- algunas notas

Laboratorio de Operaciones Unitarias I

PRÁCTICA 7 CURVAS CARACTERÍSTICAS DE BOMBAS Objetivo El objetivo de la práctica es obtener experimentalmente las curvas características de una bomba centrífuga, comprobando en base a los resultados experimentales las leyes de afinidad para bombas.

Introducción Probablemente, las bombas sean los instrumentos de transferencia de energía a un fluido másantiguos que se conozcan. Es sabido que alrededor del año 250 A.C. existió la bomba de Arquímides de tornillo, usada actualmente para manejo de mezclas sólido-líquido. Básicamente, una bomba es un equipo usado para proporcionar energía o cabezal a un líquido con el objeto de superar las pérdidas por fricción que normalmente ocurren en un sistema de tranferencia de líquidos y/o llevar al líquido auna elevación mayor.

Teoría En la actualidad se encuentran en uso dos tipos de bombas : a) Desplazamiento Positivo : i) Reciprocantes : ii) Rotatorias b) Rotodinámicas (Rotatorias) : Centrífugas

Las bombas reciprocantes de desplazamiento positivo, presentan una frontera móvil (pistón) que fuerza al fluido a través de cambios de volumen. Se abre una cavidad (cilindro) y el líquido es entonces"comprimido" saliendo de la cavidad por medio de una válvula de salida. La Figura 7.1 ilustra la operación de este tipo de bombas.

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Todas las bombas de desplazamiento positivo producen un flujo pulsátil o periódico. Su mayor ventaja es que pueden manejar cualquier líquido independientemente desu viscosidad. Las bombas rotodinámicas simplemente añaden momentum al fluido mediante un impulsor que gira a alta velocidad, transformándolo en un incremento de presión. Dentro de esta clase de bombas se encuentran las bombas centrífugas. En éstas, el líquido entra cerca del eje de rotación de un impulsor que gira a alta velocidad. El líquido adquiere así energía cinética y es lanzado radialmentea alta velocidad hacia un difusor. En éste, parte de la energía cinética del líquido se transforma en una elevación en la presión del líquido que es descargado al sistema (ver figura 7.3).

En la figura 7.2 se muestra la diferencia operacional entre los dos tipos de bomba. La bomba de desplazamiento positivo proporciona un flujo casi constante sobre un amplio rango de elevación de presión,mientras que una bomba centrífuga da una elevación de presión casi uniforme sobre un amplio rango de flujos. Nótese en la figura también el efecto de la viscosidad.

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Curvas caracteristicas de una bomba El desempeño de una bomba, para una velocidad de rotación del impulsor y viscosidad del líquidodadas, involucra tres parámetros básicos: 1)Capacidad, expresada en unidades de volumen por unidad de tiempo. 2)Cabezal total, expresado en unidades de longitud de una columna del líquido a ser bombeado. 3)La velocidad a la cual opera la bomba, expresada generalmente en revoluciones por minuto (rpm). Normalmente, el desempeño o las características de una bomba son presentadas por el fabricante enforma de curvas tales como las que se muestran en la figura 7.4. Estas curvas corresponden siempre a la misma velocidad de la bomba, al mismo impulsor y generalmente son obtenidas con agua a temperatura ambiente y en ellas se muestran relaciones de: cabezal vs. capacidad (H-Q), potencia al freno vs. capacidad (BHPQ) y la curva de eficiencia de la bomba vs. capacidad ( η-Q). La capacidad a la cualuna bomba realiza su función de la manera más eficiente es conocida como el punto de máxima eficiencia o B.E.P. (Best Efficiency Point).

La potencia que la bomba entrega al fluido (Pw), es igual al producto del peso específico del mismo, por el flujo de operación, por el cabezal total desarrollado por la bomba a ese flujo de operación, de tal manera que:
Pw = r Q g H gc (1)

Por otra parte,...