Bombas Rotodinamicas

Bombas

Rotodinmicas

Caractersticas:

El fluido las atraviesa de forma continua

Suministran caudales altos

Suministran presiones moderadas

Su rango de caudal de trabajo es amplio

Son de construccin sencilla, no requieren tolerancias estrictas

Son compactas y de poco peso

No tienen vlvulas, no tienen movimientos alternativos (silenciosas y con pocas

vibraciones)

Son de fcil mantenimiento y de vida prolongada

Tiene bajos rendimientos con caudales pequeos

No se autoceban (no aspiran cuando tienen aire en su interior)

Utilizacin:

Circuitos de bombeo: industriales, redes de subministro urbano,

sistemas de riego.

Generacin de electricidad: centrales hidroelctricas, centrales

trmicas.

Sistemas de aire acondicionado y calefaccin

Circuitos de refrigeracin en automocin

Electrodomsticos

Sistemas de achique

Grupos contraincendios

Partes:

El rodete o impulsor

Aspiracin

Carcasa o voluta, puede incluir un difusor

(sistema de labes fijos)

Empaquetaduras y cierres mecnicos

Rodetes:

Cerrados: el habitual, mejor rendimiento,

posibles problemas de obstruccin

Semiabiertos: sin problemas de

obstruccin, se emplean con fluidos

sucios

Abiertos: sin problemas de obstruccin,

muy malos rendimientos hidrulicos por

fugas internas

Doble aspiracin: compensa esfuerzos

axiales, para grandes caudales

La voluta:

La Curva caracterstica:

La Curva caracterstica II:

Cebado de una bomba:

Instalacin de una bomba: Se debe tener en cuenta:

Lugar accesible y con espacio para mantenimiento

Instalar vlvulas de cierre antes y despus (reparacin)

Fcil aspiracin (limitar codos, vlvulas, )

Preveer el cebado

Impulsin hacia arriba (facilitar la salida del aire)

Mantener la alineacin de las tuberas

Si tubera brida instalar conos difusores

Colocar uniones flexibles para evitar transmisin de vibraciones

Colocar elementos de medida (presin, T, caudal, )

Considerar el llenado y vaciado de la red

Instalar vlvulas de retencin

Instalacin de una bomba (lineal):

Las Vlvulas Antiretorno evitan reflujo por paro de una bomba

Puede funcionar con solo una bomba.

BOMBAS ROTODINAMICAS

Ej. Bomba funcionando a distintas velocidades de giro (III)

Aplicacin de las leyes de semejanza ( III )

Parabaolas de isorrendimiento (III) Colina de rendimientos

Aplicacin de las leyes de semejanza (IV)

Ej. Bomba funcionando a distintas velocidades de giro (IV)

Parabolas de isorrendimiento ( IV) Colinas de rendimientos

La justificacin radica en que cada rodete tiene un rendimiento mximo para una velocidad de giro determinada Los rendimientos reales para z labes sern tanto ms pequeos que los tericos (con labes) cuanto ms se aleje la velocidad de giro de la ptima correspondiente al rendimiento mximo de la bomba

Aplicacin de las leyes de semejanza (V)

A partir de las leyes de semejanza se puede determinar la curva caracterstica de la bomba semejante

La curva caracterstica es:

Aplicacin de las leyes de semejanza (VI)

Ej: Bomba semejantes a la misma velocidad de giro (II)

Aplicacin de las leyes de semejanza (VII)

Ej: Recorte del rodete con la misma velocidad de giro (I)

Se trata de un procedimiento muy til y ampliamente utilizado por los fabricantes para adaptar la bomba a un punto de funcionamiento determinado Consiste en limar la parte exterior del rodete para rebajarlo y as conferir a la bomba las caractersticas buscadas Todos los parmetros de la bomba se mantienen inalterados, excepto el dimetro exterior D2

Aplicando las relaciones de semejanza:

Ej: Recorte del rodete con la misma velocidad de giro (II)

Aplicacin de las leyes de semejanza ( VIII )

Ej: Recorte del rodete con la misma velocidad de giro (III)

Si de desea adaptar un rodete para que proporcione un caudal determinado, entonces:

Aplicacin de las leyes de semejanza ( IX )

Ej: Si de desea adaptar un rodete para que proporcione un caudal determinado, entonces (I):

Aplicacin de las leyes de semejanza ( XI )

Ej: Si de desea adaptar un rodete para que proporcione un caudal determinado, entonces (III):

Nmero Especfico de Revoluciones, ns (VIII)

Para predisear una bomba para una aplicacin:

Se parte del caudal Q, de la altura H y, normalmente, de la velocidad del accionamiento (p.e. sincronismo). Por lo tanto, se establece el valor de nq

Para caudales pequeos y alturas grandes (nq pequeo) la geometra radial es la que permite alcanzar mayores rendimientos

Para grandes caudales y alturas ms limitadas (nq grande) la geometra axial es la que mejores rendimientos consigue

Si se quiere dar gran altura y el caudal que se ha de proporcionar es moderado, nq ser pequeo, por lo que se est dentro del campo de aplicacin de las bombas centrfugas

Si el caudal es grande y la altura moderada o pequea, nq ser grande, por lo que nos situamos dentro del campo de las bombas axiales

Influencia del Nmero de

Alabes del Rodete

Si los rodetes de las bombas tuvieran un nmero de labes el flujo del agua en el

interior de los mismos sera

unidimensional.

Pero tienen un nmero finito de labes, y esto hace que

entre cada dos labes

consecutivos se creen zonas

de presiones relativas:

La cara anterior del labe comunica sobrepresin.

La cara posterior produce una depresin. (II)

(I)

Esta velocidad (positiva en las proximidades de la cara

posterior del labe, y negativa

en las de la cara anterior) crea

remolinos relativos con sentido

de giro contrario al del rodete

(III)

El resultado final de la velocidad de las partculas

es una superposicin de la

velocidad terica, y la

creada por el remolino

relativo

Esto hace que en cada punto la velocidad sea distinta, y

por lo tanto tambin el

tringulo de velocidades, que

se compone de dos

Las dos velocidades (terica y de remolino) ofrecen dos

tringulos de velocidades

cuya suma es el tringulo

real considerando Z labes

Por lo tanto:

El n finito de labes hace que el tringulo de velocidades tenga una desviacin sobre el terico.

En el nuevo tringulo se reduce la componente tangencial de la velocidad de salida del fluido

Esto provoca que se reduzca la altura suministrada por la bomba

Htz: Altura creada por una bomba con Z labes

Ht: Altura creada por una bomba con infinitos labes

: Coeficiente de influencia del nmero de labes

El coeficiente no depende del rgimen de trabajo de la bomba, sino de la forma geomtrica del rodete. Es decir, es cte

para un determinado rodete.

La forma ms habitual de determinar es la propuesta por Eckert:

Para determinar el nmero de labes de un impulsor, Z, se puede utilizar la siguiente expresin:

Grado de Reaccin del Rodete

La altura total que adquiere el fluido en su paso por el rodete se expresa como:

Si toda la energa suministrada por los labes al lquido se transforma en energa dinmica Hd

(aumento de sta a presin constante), la bomba

sera de accin

Si toda la energa suministrada por los labes al lquido se transforma en energa de presin Hp

(aumento de sta a velocidad constante), la

bomba sera de reaccin

En la prctica se tienen tipos intermedios en los que la energa se comunica al lquido, parte como aumento de

Hd y parte como Hp

Se define el grado de reaccin, , de un rodete como la relacin entre la energa o altura de presin Hp y la total

Ht ganada por el lquido.

A medida que aumenta 2, aumenta Ht y disminuye

Que aumente Ht supone una ventaja, ya que con una bomba pequea se pueden conseguir importantes

alturas

Que disminuya supone una desventaja, ya que se crea una mayor altura cintica en el rodete

Las prdidas por friccin son proporcionales al cuadrado de la velocidad, por lo que no interesa que disminuya excesivamente. En tal caso, sera necesario

transformar el exceso de energa cintica en energa

de presin, a travs de la voluta o el difusor, con las

prdidas que ello supone

Escoger un 2 de compromiso, del orden de 20 a 25


Con frecuencia, las exigencias de servicio de una bomba no son

siempre las mismas

El punto de funcionamiento de la bomba viene dado por la

interseccin de su curva caracterstica con la curva del circuito

hidrulico.

Por lo tanto, para variar el punto de funcionamiento se pueden

hacer 3 cosas:

Variar la curva caracterstica del circuito hidrulico

Variar la curva caracterstica de la bomba (acoplamientos de bombas y variacin de la velocidad de giro)

Variar ambas curvas simultneamente

Punto de Funcionamiento

Cambiando la curva del Cto: con una vlvula en la

impulsin

A medida que se cierra se aumenta la curva resistente

del cto


Cambiando la curva del Cto: con una vlvula en

paralelo

A medida que se abre disminuye la curva resistente del

cto al abrir un bypass con poca prdida de carga, y la bomba manda ms caudal


Cambiando la curva caracterstica de la bomba con:

Utilizacin de tanques de acumulacin en paralelo para hacer frente a las puntas de demanda

Utilizacin de corona directriz a la entrada, originando una prerrotacin con lo que se cambian los ngulos de entrada a

la bomba

Variacin del ngulo de calado de los labes (turbomquinas axiales)

Acoplando bombas en serie

Acoplando bombas en paralelo

Variando la velocidad de giro (convertidor electrnico, acelerador, poleas y engranajes, )


El pto de corte con la curva del cto hidrulico y el sistema

de control del Q determina si es Q cte o variable (I)



El pto de corte con la curva del cto hidrulico y el sistema

de control del Q determina si es Q cte o variable (lI)

El consumo energtico es funcin del rea encerrada bajo la curva



Inicialmente se realiz con vlvulas en la impulsin


En el control de la bombas:


Seguidamente se trat de regular con variacin de la

velocidad




Seguidamente se trat de regular con variacin de la velocidad

Seguidamente se trat de regular el caudal manteniendo la presin suministrada cte (por requisito del algn

elemento del cto hidrulico)




Seguidamente se trat de regular con variacin de la velocidad

Seguidamente se trat de regular el caudal manteniendo la presin

suministrada cte (por requisito del algn elemento del cto hidrulico)




Seguidamente se trat de regular el caudal manteniendo la presin

suministrada cte (por requisito del algn elemento del cto hidrulico)

Bombas Rotodinamicas

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