Bomba Centrifuga

1. Introducción

Puede decirse que la mayoría de los procesos en la industria química incluyen el transporte de líquido en de todos los tipos, y hacia cualquier sitio a través de ciertos equipos y dispositivos empleados para suministrarle la energía mecánica necesaria para realizar un trabajo.

El medio más común de comunicar energía es mediante un mecanismo de desplazamiento positivo o una acción centrifuga suministrada por fuerzas externas. En general se utilizan bombas para elevar la presión del fluido, subir el fluido desde un depósito aun destino que está a mayor altura, incrementar la carga de velocidad y suplir cualquier pérdida de energía que se de en el sistema debido a la fricción y accesorios; es por esto que la clasificación más ajustada a sus condiciones de operación dependen de

la forma como transfieren el fluido en su interior desde la succión hasta la descarga. Sin embargo de las diferentes clases de bombas, la bomba centrifuga es la más utilizada a nivel industrial por su sencillez, bajo costo y maneja más cantidad de líquido.

2. Hipótesis

El caudal de la bomba es una función lineal de las revoluciones del motor [1].

3. Objetivo

Objetivo General

Analizar el funcionamiento de la bomba centrífuga mediante la construcción de su curva característica y determinación del NPSH del sistema.

Objetivos Específicos

Comprender el funcionamiento de una bomba centrífuga y las variables que influyen en su funcionamiento.

Construir la curva característica de una bomba centrífuga y comprender su utilidad e importancia.

Determinar las variables y parámetros de operación de una bomba centrífuga.

4. Marco Teórico

Una bomba centrífuga es un dispositivo que transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio en la energía cinética y potencial requerida. En una bomba centrífuga, el líquido por medio de presión atmosférica u otra presión de proceso, se ve pasado a pasar por un conjunto de alabes en movimiento. Estos alabes constituyen un impulsor que imprime velocidad, la cual se convierte en presión al descargar el líquido sobre el espacio disponible en la carcasa de la bomba.

Figura 1: Vista lateral y frontal de una bomba centrífuga típica. El fluido ingresa en forma axial en el punto medio de la bomba ( el ojo), es lanzado hacia la parte exterior de los álabes del rotor (impulsor o rodete), luego pasa al difuso de expansión (voluta) y se descarga por un lado de la bomba, se define r1 y r2 como las ubicaciones radiales de los álabes del rotor en la entrada y la salida, respectivamente; b1 y b2 son los anchos de los álabes en la entrada y la salida del rotor, respectivamente.

Teorema de Bernoulli: relaciona presión, velocidad y altura de los diferentes puntos situados a lo largo de una línea de proceso. El teorema expresa que:

H= Z_1+ P_1/γ+ (V_1^2)/2g= P_2/γ (V_2^2)/γ (1)

NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD)

Se refiere a las condiciones mínimas que debe existir en la aspiración de una bomba para evita cavitación. Puede ser:

NPSH requerida de la bomba:

Es una característica propia de la bomba, se define como la energía necesaria para llenar la parte de aspiración y vencer las perdidas por rozamiento y aumentar la velocidad. Es la energía del líquido que una bomba necesita para funcionar satisfactoriamente sin cavitación, este valor lo determina el diseño de la bomba

〖NSHP〗_R≅ V^2/2g (2)

NPSH disponible del sistema:

Se define como la energía que tiene un líquido en la toma de aspiración de la bomba (independientemente del tipo) por encima de la energía del líquido debida a su presión de vapor. Debe cuidarse que la NPSHD tiene que ser mayor que la NPSHR.

〖NSHP〗_D= (P_atm- P_V)/ρg- ( Z_s- Z_1 )- ∑▒h_L (3)

Cavitación:

La cavitación o aspiraciones en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli. Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión y hacen explosión (el vapor regresa

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