BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

BOMBAS DE
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
CLASIFICACIÓN
FUNCIONAMIENTO
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
CÁLCULO DE CILINDRADAS
FLUCTUACIONES DE CAUDAL
BOMBAS DE
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
CLASIFICACIÓN
„
BOMBAS ROTATIVAS
… Engranajes
„
„
BOMBAS
ALTERNATIVAS
… Pistones
Axiales
… Pistones Radiales
… Membrana
(Diafragma)
„
Exteriores
Interiores
…
…
Sin cuña
Con cuña
… Paletas
„
„
„
„
… De
Deslizantes
Giratorias
Flexibles
Oscilantes
husillo
… Lobulares
… Peristálticas
BOMBA DE PISTON DE
SIMPLE EFECTO
FUNCIONAMIENTO
PRESTACIONES
Caudal proporcionado por pistón simple
Caudal instantáneo
1
0.8
Qmed
0.6
0.4
0.2
0
-0.2 0
45
90
135 180 225 270 315 360 405 450 495 540
Q =ω
1
π
Qmed =
L
S E ⋅ senϕ
2
1
2π
∫
2π
0
Q(ϕ ) ⋅ dϕ
-0.4
Qmed = V ⋅ n = S E ⋅ L ⋅ n
-0.6
-0.8
-1
Angulo (º)
BOMBA DE PISTON DE
DOBLE EFECTO
FUNCIONAMIENTO
PRESTACIONES
pistónsimple
simple
Caudal proporcionado por doble
doble
1
+ω
0.8
Caudal instantáneo
Q =ω
0.6
L
S E ⋅ senϕ +
2
L
( S E − SV ) ⋅ sen (ϕ + π )
2
0.4
0.2
0
-0.2 0
45
90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675 720
-0.4
-0.6
Qmed =
1
2π
∫
2π
0
Q(ϕ ) ⋅ dϕ
Qmed = ( S E L + ( S E − SV ) L ) n
-0.8
-1
Angulo (º)
BOMBA DE PISTONES
EN LÍNEA
ESQUEMA GENERAL
FUNCIONAMIENTO
BOMBA DE PISTONES
AXIALES
FUNCIONAMIENTO
ESQUEMA GENERAL
L
L = D ⋅ tg β
σ=
GRADO IRREGULARIDAD
Qmax − Qmin
Qmed
Qmed =
Nº PISTONES
Z=3
Z=4
Z=5
Z=6
Z=7
Z=8
Z=9
Z=10
Grado
irregularidad (%)
14.1
32.37
4.98
14.10
2.42
7.72
1.52
4.98
π
1
π
Qmed = Z
β
D
Z
∫ Q (ϕ )dϕ
T
Z
0
πd2
4
D ⋅ tg β ⋅ n
V
BOMBA DE PISTONES
AXIALES
IRREGULARIDADES DE CAUDAL
Z=5
Fluctuacione s de caudal
2
2
1.8
1.8
1.6
1.6
1.4
1.4
Caudal instantáneo
Caudal instantáneo
Fluctuaciones de caudal
1.2
1
0.8
1.2
1
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
Z=6
0
0
36
72
108
144
180
216
252
288
324
Angulo (º)
360
0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360
Angulo (º)
Caudal medio: 1.589
Caudal máximo: 1.618
Caudal mínimo: 1.538
Caudal medio: 1.900
Caudal máximo: 2
Caudal mínimo: 1.732
INDICE IRREG: 4.98 %
INDICE IRREG: 14.1 %
ESQUEMA GENERAL
FUNCIONAMIENTO
BOMBA DE PISTONES
RADIALES
Principio de
funcionamiento
de los pistones
CILINDRADA Y CAUDAL
Tma. coseno
BOMBA DE PISTONES
RADIALES
R 2 = e 2 + x 2 + 2ex cos ϕ
x = −e cos ϕ − R 1 − λ 2 sen 2ϕ
c = x − ( R − e) = e(1 − cos ϕ ) − R
x
Para
Q=
ϕ
R-e
dV
dV
dc
=ω
= ω ⋅ SE ⋅
dt
dϕ
dϕ
e
R


λ
1
Q = ω ⋅ S E ⋅ e ⋅  senϕ − sen 2ϕ ⋅

2
2
2
1 − λ sen ϕ 

e R → λ 1→
λ


Q = ω ⋅ S E ⋅ e ⋅  senϕ − sen 2ϕ 
2


Como en
pistones axiales
Simplificando:
)
1 − λ 2 sen 2ϕ − 1
λ=
e
R
(
Q =V ⋅n =
πd2
4
⋅C ⋅ Z ⋅n
1 solo pistón
Término extra
C = Cmax = 2e (ϕ = 180º )
ESQUEMA GENERAL
BOMBA DE ENGRANAJES
EXTERNOS
Simplificando:
• Ruedas con el mismo número de dientes
• Se aproxima S3 por S2 (se libera todo el
espacio señalado en rojo)
V=
π
4
b ( De2 − Di2 )
• Como hay 2 ruedas, entonces:
FUNCIONAMIENTO
V = 2⋅
π
4
b ( De2 − Di2 )
Q =V ⋅n = 2⋅
π
4
b ( De2 − Di2 ) ⋅ n
S3
S2
De
Di
Ancho b
BOMBA DE ENGRANAJES
INTERNOS
SIN CUÑA (tipo I)
Q = F ⋅b ⋅ n
F, sección libre entre anillo exterior y rueda dentada.
b, ancho del diente.
n, velocidad de giro en rpm.
CON CUÑA (tipo II)
BOMBA DE PALETAS
ESQUEMA GENERAL
Principio de
funcionamiento de las
paletas
FUNCIONAMIENTO
No Reversible
Reversible
BOMBA DE PALETAS
CILINDRADA Y CAUDAL
Simplificando:
• La cilindrada se calcula como la diferencia de
secciones (área azul). Por tanto:
Re
e
V = b⋅
Ri
π
(D
4
2
e
 D D    D D 
− Di2 ) = b ⋅  e − i  π  e + i  
2   2
2 
 2
Línea media
• En realidad hay que restar el ancho de paletas:
V = b⋅
π
(D
4
2
e

 D D   D D 
− Di2 ) = b ⋅  e − i  π  e + i  − ez ⋅ Z 
2   2
2 
 2

ez, ancho de paletas y Z, nº de paletas
Método exacto:
integrando como en pistones radiales
OTRAS BOMBAS
BOMBAS LOBULARES
BOMBAS DE MEMBRANA
(DIAFRAGMA)
BOMBAS PERISTÁLTICAS
OTRAS BOMBAS
BOMBAS DE HUSILLO
SIMPLE (Tornillo Arquímedes)
BOMBAS DE
HUSILLO DOBLE
BOMBAS DE HUSILLO TRIPLE