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