BOMBAS CENTRIFUGAS Clase COMPLETA

MAQUINAS HIDRAULICAS: BOMBAS
UNA MAQUINA HIDRAULICA ES AQUELLA EN QUE EL
FLUIDO QUE INTERCAMBIA ENERGIA CON LA MISMA
NO MODIFICA SU DENSIDAD A SU PASO POR LA
MAQUINA Y POR ENDE EN SU DISEÑO Y SU ESTUDIO SE
CONSIDERA QUE ρ = CTE

CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS
HIDRAULICAS
CONVERTIDOR DE PAR: TRANSFIEREN ENERGIA
MEDIANTE UN FLUIDO
BOMBAS: TRANSFIEREN ENERGIA MECANICA A UN
FLUIDO (LIQUIDO O GAS)TURBINAS: RECIBEN ENERGIA MECANICA DE UN
FLUIDO (LIQUIDO O GAS)

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS
CENTRIFUGAS

DINAMICAS

ESPECIALES

PERIFERICAS
BOMBAS

RECIPROCANTES
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
ROTATORIAS

EJEMPLOS DE BOMBAS

DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON DE
DOBLE EFECTO O RECIPROCANTE

EJEMPLOS DE BOMBAS

DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE DIAFRAGMA

EJEMPLOS DE BOMBAS

DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE ROTOREJEMPLOS DE BOMBAS

DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE ROTOR
INTERNO

EJEMPLOS DE BOMBAS

JET

BOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBA CENTRIFUGA (CORTE)

EJEMPLOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

EJEMPLOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Radial flow pumps

TRIANGULOS DE VELOCIDADES
FORMULA DE EULER

GRADO DE REACCION DE LA BOMBA

ε = Hp/Hu

POTENCIA DE LA BOMBA
P = ENERGIA /TIEMPO = (ENERGIA /PESO) * ( PESO/TIEMPO)P=H*G=HγQ

RENDIMIENTO DE LA BOMBA

INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β1
Q = C1m*2π* r1*b1 = C1m*π* D1*b1
R1

U1 = ω1 r1
como ω y r son ctes por lo tanto U1 = cte

D1

R1

b1
D2

además Cm1 = cte (Q = cte, D1 = cte, b1 = cte)

b2
c1

w1

c1m
α1
c1u

β1
u1

a) β1 es tal que α1 < 90 °
Ht = (Cu2 U2 – Cu1 U1)/g

INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β1
b) β1 es tal que α1 = 90 °
c1

C1u = 0

w1c1m

α1 = 0

β1

Ht = (Cu2 U2)/g

u1
c) β1 es tal que α1 > 90 °
c1

w1

c1m
c1u

α1

β1

C1u < 0
Ht = (Cu2 U2 + Cu1 U1)/g

u1

Conviene un β1 tal que α1 > 90 ° pero tengo un álabe muy largo

INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β2
β1 es tal que α1 = 90 °
c2

w2

c2m
α2
c2u

Ht = (Cu2 U2)/g
C2u = U2- X = U2 - C2m/tg β2

β2
x
u2

Ht = ((U2 - C2m/tg β2) U2)/g
Ht = U2 2(1 - C2m/(tg β2 U2) /g

Hd =(C22 – C12)/2g = (C2u2+ C2m2 – C2u2)/2g
Cm1 = Cm2 = C1por que la veloc radial del impulsor es cte
Hd = (C2u2)/2g = (U2-X)2/2g = (U2 – C2m/(U2tg β 2))2 = f(β 2)
ε = 1 –Hd/Ht = ½ + ½ * (C2m/(U2 tg β 2))
Hp = Ht-Hd = (U22/2g)* (1- C2m/(U2 tg2 β2))

INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β2
Consideremos un valor de β que anule Ht
Ht = U2 2(1 - C2m/(tg β2 U2) /g = 0
βmin

Ht =0

β2 = π/2

tg β2 =C2m/ U2

Hp= Hd

tg β2 = infinito

ε=1

Ht = U2/g

Finalmente Ht tendrá un máximo cuando
Ht = U2/g(1-(-1))
C2m/(tg β2 U2) = -1
Ht = 2 U2/g = Hd

Esto implica que

tg β2 = - C2m / U2
Hp = 0

y

ε =0

Hd = U2/2g

ε = 1/2

INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β2
ε
2U22/g

1

Hb
Hd

U22/g

1/2
ε

HD =1/2 22/g
β2 = 90°
Hp
0

β2 = 25 °
βmin

β2 = 60 °

βmax

0

β2

LEYES DE SEMEJANZA DE LAS BOMBASDos bombas son semejantes si existe:
Semejanza Geométrica (relación entre: dimensiones, formas, etc.)
Semejanza Cinemática (cuando el triángulo de velocidad es semejante)
Semejanza Dinámica (en 2 puntos homólogos, tienen igual Reynold)
Las 3 primeras leyes se refieren a 2 bombas semejantes funcionando en
iguales condiciones.
¾Q= A. Cm = Cm.π.D.b pero Cm = fn (n,D) y b = fn (D) entonces Q=fn(n,D3)
donde
Cm es el caudal másico,
D es el diámetro del rodete,
n es la velocidad de rotación,
3

Q1 n1 .D1
=
Q2 n2 .D2 3

Ley 1 de semejanza (1)

3

Q1
D
= 13
Q2
D2

(1`)

Si n1= n2 entonces

C 2u .U 2
g

C2 u

= fn (n, D), entonces

Ht= fn ( n 2 , D

Por Euler vimos que: Ht=

U2

y
2

= fn (n, D)

2

)

2

H 1 n1 .D1
= 2 2
H 2 n2 .D2

Ley 2 de semejanza (2)

Si n1= n2 entonces

2

H 1 D1
= 2
H 2D2

Potencia

(2`)

N=

H .Q.γ
75.η

por lo tanto N= fn (Q,H) de lo visto en los dos puntos
anteriores

decimos que: Q=fn (n,D3) y Ht = fn (n2, D2) entonces

N = fn(n 3 , D 5 )
3

5

N 1 n1 .D1
= 3 5
N 2 n2 .D2
5

N1 D1
= 5
N 2 D2

Si n1= n2 entonces

Ley 3 de semejanza

(3`)

Las 3 siguientes son para una misma bomba (D=cte) que funciona en 2
condiciones distintas:

Q1 n1
=
Q2 n2

2

(4)

H 1...