MAQUINAS HIDRAULICAS: BOMBAS

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Josefina Bustos Blázquez
hace 7 años
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1 MAQUINAS HIDRAULICAS: BOMBAS UNA MAQUINA HIDRAULICA ES AQUELLA EN QUE EL FLUIDO QUE INTERCAMBIA ENERGIA CON LA MISMA NO MODIFICA SU DENSIDAD A SU PASO POR LA MAQUINA Y POR ENDE EN SU DISEÑO Y SU ESTUDIO SE CONSIDERA QUE ρ = CTE CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS CONVERTIDOR DE PAR: TRANSFIEREN ENERGIA MEDIANTE UN FLUIDO BOMBAS: TRANSFIEREN ENERGIA MECANICA A UN FLUIDO (LIQUIDO O GAS) TURBINAS: RECIBEN ENERGIA MECANICA DE UN FLUIDO (LIQUIDO O GAS)

CTE CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS HIDRAULICAS CONVERTIDOR DE PAR: TRANSFIEREN ENERGIA MEDIANTE UN FLUIDO BOMBAS:

2 CLASIFICACION DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS DINAMICAS ESPECIALES PERIFERICAS BOMBAS RECIPROCANTES DESPLAZAMIENTO POSITIVO ROTATORIAS

3 EJEMPLOS DE BOMBAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON DE DOBLE EFECTO O RECIPROCANTE

4 EJEMPLOS DE BOMBAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE DIAFRAGMA

5 EJEMPLOS DE BOMBAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE ROTOR

6 EJEMPLOS DE BOMBAS DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE ROTOR INTERNO

7 EJEMPLOS DE BOMBAS JET

8 BOMBAS CENTRIFUGAS BOMBA CENTRIFUGA (CORTE)

12 EJEMPLOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

14 EJEMPLOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

15 Radial flow pumps

16 TRIANGULOS DE VELOCIDADES FORMULA DE EULER

21 GRADO DE REACCION DE LA BOMBA ε = Hp/Hu POTENCIA DE LA BOMBA P = ENERGIA /TIEMPO = (ENERGIA /PESO) * ( PESO/TIEMPO) P = H * G = H γ Q

22 RENDIMIENTO DE LA BOMBA

24 INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β 1 Q = C 1m *π* r 1 *b 1 = C1m*π* D1*b1 U1 = ω1 r1 como ω y r son ctes por lo tanto U1 = cte además C m1 = cte (Q = cte, D 1 = cte, b 1 = cte) R 1 R 1 b 1 D 1 D b c 1 w 1 c 1m α 1 β 1 a) β1 es tal que α1 < 90 H t = (C u U C u1 U 1 )/g c 1u u 1

25 INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β 1 c α = c 1m w 1 C 1u = 0 β 1 b) β1 es tal que α1 = 90 H t = (C u U )/g u 1 c) β1 es tal que α1 > 90 c 1 w 1 c 1m C 1u < 0 H t = (C u U + C u1 U 1 )/g β 1 c 1u α 1 u 1 Conviene un β 1 tal que α 1 > 90 pero tengo un álabe muy largo

26 INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β β 1 es tal que α1 = 90 c w c m H t = (C u U )/g C u = U -X = U - C m /tg β α c u x β H t = ((U - C m /tg β ) U )/g u H t = U (1 - C m /(tg β U ) /g H d = (C C 1 )/g = (C u + C m C u )/g Cm1 = Cm = C1por que la veloc radial del impulsor es cte H d = (C u )/g = (U -X) /g = (U C m /(U tg β )) = f(β ) ε = 1 H d /H t = ½ + ½ * (C m /(U tg β )) H p = H t -H d = (U /g)* (1- C m /(U tg β ))

27 INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β Consideremos un valor de β que anule H t H t = U (1 - C m /(tg β U ) /g = 0 tg β = C m / U β min H t =0 H p = H d ε = 1 β = π/ tg β = infinito H t = U /g H d = U /g ε = 1/ Finalmente Ht tendrá un máximo cuando H t = U /g(1-(-1)) Esto implica que C m /(tg β U ) = -1 tg β = - C m / U H t = U /g = H d H p = 0 y ε =0

28 ε INFLUENCIA DE LOS ANGULOS DE LOS ALABES: β 1 U /g Hb 1/ Hd U /g ε H D =1/ /g β = 90 Hp 0 β = 5 β = 60 β max 0 β β min

29 LEYES DE SEMEJANZA DE LAS BOMBAS Dos bombas son semejantes si existe: Semejanza Geométrica (relación entre: dimensiones, formas, etc.) Semejanza Cinemática (cuando el triángulo de velocidad es semejante) Semejanza Dinámica (en puntos homólogos, tienen igual Reynold) Las 3 primeras leyes se refieren a bombas semejantes funcionando en iguales condiciones. Q= A. Cm = Cm.π.D.b pero Cm = fn (n,d) y b = fn (D) entonces Q=fn (n,d 3 ) donde Cm es el caudal másico, D es el diámetro del rodete, n es la velocidad de rotación, Q 1 = Q n. D n 1. D Ley 1 de semejanza (1) Si n1= n entonces Q 1 = Q D D (1`)

30 Por Euler vimos que: Ht= C u. U g C u = fn (n, D) y U Ht= fn ( = fn (n, D), entonces n, D ) H 1 = H n n 1. D. D 1 Ley de semejanza () Si n1= n entonces H 1 = H D D 1 (`) Potencia N = H.Q. γ 75. η por lo tanto N= fn (Q,H) de lo visto en los dos puntos anteriores decimos que: Q=fn (n,d 3 ) y Ht = fn (n, D ) entonces

31 N = fn( n, 3 D 5 ) N 1 = N n n D. D Ley 3 de semejanza Si n1= n entonces N 1 = N D D (3`) Las 3 siguientes son para una misma bomba (D=cte) que funciona en condiciones distintas: Q 1 n = Q n H n 3 = N 1 n1 H n = 3 N n (4) (5) (6)

32 De la ecuación despejamos D 1 H1. n = 1/ por lo tanto D 1 H1. n D H. n = 1/ 1 D H. n1 (7) Reemplazamos (7) en (1): 3/ 4 Q 1 H1. n = Q 1/ 3/ 1 H1. n 3/ saco raíz cuadrada = Q 1/ 3/ 4 H. n1 Q H. n1 Por lo tanto reordenando la ecuación anterior: 1/ 1/ 1/ 1. n1 Q. n Q. = =... = 3/ 4 3/ 4 3/ 4 1 H H Q H n Número específico de revoluciones. Constante para una serie de bombas semejantes

33 Q Flujo radial Flujo Mixto Flujo axial

34 CURVAS CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS H = f1(q) P = f(q) η = f3(q)

35 Radial Radial Radial

36 Flujo radial Flujo mixto Flujo mixto Flujo axial

38 CURVAS CARACTERISTICAS (CATALOGO KSB)

39 SELECCIÓN DE BOMBAS CONSIDERACIONES 1- LOS GRÁFICOS BASICOS DE LOS CATÁLOGOS Y SOFTWARE ESTAN DISEÑADOS PARA AGUA - SE HACE NECESARIO OBTENER LOS EQUIVALENTES PARA AGUA (CAUDAL, ETC) DE LOS FLUIDOS QUE SE VAN A BOMBEAR 3- A PARTIR DE ESTE PUNTO SE DEFINE EL GRUPO DE BOMBAS EN FUNCION DE CAUDAL Y ALTURA MANOMETRICA 4- EN LAS CURVAS DEL GRUPO DE BOMBAS SE SELECCIONA LA QUE POSEE MEJOR COMPORTAMIENTO EN NUESTRAS CONDICIONES DE TRABAJO (MAYOR RENDIMIENTO Y MAYOR ESTABILIDAD DE FUNCIONAMIENTO

40 SELECCIÓN DE BOMBAS

46 ALTURA DE ELEVACION DE LA BOMBA COMPONENTES DE UNA INSTALACION Válvula de pie con filtro

49 CAVITACION Válvula de pie con filtro

50 CAVITACION ANPA nes Flujo radial Flujo mixto Flujo axial ANPA nes

54 GOLPE DE ARIETE

55 COMO EVITARLO

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