Bombas multietapas

Bombas Multietapa

Carlos A. Marín
José Ricardo Oña

Turbomáquinas

Abstract

En el siguiente texto se explicará el funcionamiento de las bombas multietapas, como se las opera, los conceptos básicos para la selección, mantenimiento, instalación y algunas opciones que el mercado ofrece con sus respectivas curvas de rendimiento.

Introducción:

Las bombas multietapa usan variosimpulsores y volutas conectadas en serie para alcanzar presión. El fluido bombeado es descargado desde el conjunto voluta impulsor, que es lo que llamamos una etapa, e inmediatamente entra en el siguiente conjunto voluta impulsor. La presión desarrollada en una bomba multietapa depende del diámetro de los impulsores, del número de etapas usadas, y la velocidad de giro de los impulsores.

Operación:En este tipo de bombas el diámetro de los impulsores usualmente no es reducido para alcanzar las condiciones de operación.
Fig. 1 Bomba multietapa
Debido a que hay múltiples impulsores que transmiten energía al fluido bombeado, cada combinación voluta impulsor puede tener menor diámetro y operar con un espacio menor entre impulsor y voluta. Es por esto que las bombas multietapa no sonrecomendadas para bombear líquidos que contengan solidos, abrasivos o material fibroso. Sin embargo, lo positivo de reducir el espacio entre voluta e impulsor es que cada impulsor opera mas cerca de su mejor eficiencia hidráulica.
Si se requiere operar a mas presión, se añaden mas etapas. Por igual, si se desea menos presión, se selecciona una bomba con menos etapas.

Selección y Diseño:

Cuandose desee seleccionar una bomba hay que tener ciertos conceptos que son generales y deben estar claros. Debemos saber en concreto cual es el fluido que deseamos bombear. Además, seria de utilidad saber los caudales máximos y mínimos que se necesitan alcanzar y también la capacidad normal de trabajo. Tenemos que tener en cuenta detalles como el espacio disponible para la instalación (las bombas devarias etapas son en general mas grandes que las bombas comunes), así como los tipos de energía que se disponen para el accionamiento de la bomba. Otro dato valioso es saber si la bomba requerida es de uso continuo o intermitente. Por ultimo, es muy recomendable hacerse de una bomba cuyos repuestos sean de fácil acceso.

La forma de la curva de operación es también importante en la selección ydiseño de bombas, especialmente cuando estamos controlando una bomba multietapa usando control de velocidad. Por esto, cuando se intenta controlar la operación de una bomba basándonos en la presión del sistema, es mas fácil controlar una bomba con curva pronunciada (steep) a diferencia de una con curva plana (flat). Una bomba con curva pronunciada no tendrá un gran cambio en el flujo para unpequeño cambio en la presión.

Vemos en la gráfica del anexo 1, curvas de rendimiento de bombas multietapa; a medida que aumentan las etapas de la bomba, las curvas de rendimiento se pronuncian cada vez más, haciendo útil el análisis anteriormente expuesto.

Fig. 2 Ley de Afinidad

Si recordamos de las leyes de afinidad, el caballaje varia en el cubo de la relación de velocidades. Por tanto unabomba con una curva de rendimiento pronunciada puede tener mas ahorros energéticos cuando es controlada por velocidad, a diferencia de una curva mucho mas plana.

Manufactura:

Por lo general el ensamblaje de una bomba multietapa consta de un voluta, un eje coaxial con la voluta a su vez conectado a un motor eléctrico, y etapas activas de bombeo acopladas al eje, cada una de estas formada porun hélice, estas últimas están montadas sobre el eje y pueden moverse axialmente, al menos un soporte anular y un elemento de sellamiento para la hélice se interpone entre el anillo frontal de cada hélice y el elemento asociado en forma de tazón esta hecho de un material que es más resistente al desgaste que las hélices y es adecuado para aguantar el empuje axial de las diferentes etapas de...