bombas - fisica-2

FÍSICA II – INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
BOMBAS
TURBOMÁQUINAS
• Centrífugas
Son las más usadas en Ingeniería Civil. Cubren un amplio
rango de caudales y alturas de elevación.
• Axiales
Bajas alturas de elevación (menos que 12 m) y caudales
elevados (sobre 20 lts).
• Mixtas
BOMBAS CENTRÍFUGAS
CARACOL
(CARCASA)
RODETE
ÁLABES
ÁLABES
BOMBAS MIXTAS
DIÁMETRO DEL RODETE
CENTRÍFUGA
(RADIAL)
ALTURA DE
ELEVACIÓN
(PRESIÓN)
-
+
+
-
MIXTA
AXIAL
CAUDAL
BOMBAS CENTRÍFUGAS
CEBADO: Operación que consiste en
extraer el aire de la tubería de
aspiración y de la bomba para que
quede llena con líquido.
BOMBAS CENTRÍFUGAS
CEBADO
Las bombas centrífugas proporcionan una altura estática HE que
no depende d la densidad del fluido.
El incremento de presión SI depende de la densidad del fluido.
O sea:
Para aire:
Como
γ aire ≈
∆ paire
1000
=
γ aire
γ agua
HE
Para agua:
→ ∆ paire ≈
∆ pagua
=
γ agua
HE
0,001 ∆ pagua
El incremento de presión es muy pequeño para que pueda aspirar
Definiciones:
2
HIMP
ALTURA
ESTÁTICA DE
IMPULSIÓN
HE
ALTURA
ESTÁTICA DE
ELEVACIÓN
1
HASP
ALTURA ESTÁTICA
DE ASPIRACIÓN
Definiciones:
2
B1 + ∆ B = B 2 + Λ
HE
B 2 − B1 + Λ = ∆ B
1
HE + Λ = H d
Hd : ALTURA DINÁMICA DE ELEVACIÓN
Potencia de la bomba
γ QHd
= Pot η
es el rendimiento o
eficiencia de la bomba
η
CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA
Son relaciones entre la altura de elevación dinámica, la potencia y la
eficiencia de la bomba con el caudal. Es información suministrada por
el fabricante.
CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA
La relación entre la altura dinámica de elevación y el caudal se
aproxima a una parábola.
Hd
=
a + bQ
+
cQ
2
CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA
Debe elegirse la que mejor satisface las necesidades del proyecto
CAVITACIÓN
Si la presión es menor que la de vapor se generan
burbujas de vapor de agua, las que al colapsar
generan altas presiones, dañando los álabes.
Generación de burbujas en los álabes
debido a cavitación
Erosión de los álabes por cavitación
CARGA DE SUCCIÓN POSITIVA NETA
NPSH (Net Positive Suction Head)
Presión absoluta en exceso por sobre la presión de vapor requerida
en la aspiración de la bomba para evitar cavitación.
Es un dato suministrado por el fabricante.
Vapor pressure (Pa)
NPSH = Bsucción referido al eje de la bomba – pvapor/γ
v 2succión p succión pvapor
NPSH =
+
−
2g
γ
γ
8000
7000
6000
Bsucción
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
10
20
Temperature (C)
30
40
CARGA DE SUCCIÓN POSITIVA NETA
NPSH (Net Positive Suction Head)
pvapor
v 2succión p succión p vapor
NPSH =
+
−
2g
γ
γ
NPSH
N.R.
CARGA DE SUCCIÓN POSITIVA NETA
NPSH (Net Positive Suction Head)
El valor de NPSH suministrado por el fabricante
se denomina NPSH requerido (NPSHR) y el
existente en el sistema, a la entrada de la bomba,
es el NPSH disponible (NPSHD).
Para que no exista cavitación debe cumplirse que
NPSHD > NPSHR
CURVA DE CARGA DEL SISTEMA
2
B1 + Hd = B 2 + Λ
Hd = B 2 + Λ − B1
1
B 2 + Λ − B1 = f 1(Q)
Hd = f 2(Q)
CURVA DE CARGA DEL SISTEMA
CURVA DE OPERACIÓN DE LA BOMBA
PUNTO DE OPERACIÓN
f1 , f 2
HE + Λ
HOP
HE
Hd
QOP
Q