UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI FACULTAD DE INGENIERIA AREA MECANICA ELECTRICA SISTEMAS HIDROMECÁNICOS A PROFESOR: Jonathan Alejandro Morales Espino. TAREA #1 INVESTIGACIÓN “BOMBAS” NOMBRE: José Larios Hernández. FECHA DE ENTREGA: 15/09/2023 INDICES: Contenido: 1. INTRODUCCIÓN:.............................................................................................................................. 2 2. FUNDAMENTOS DE ENERGÍA HIDRÁULICA: .................................................................................... 2 3. DEFINICIÓN: .................................................................................................................................... 3 4. CLASIFICACIÓN: ............................................................................................................................... 3 5. COMPONENTES: .............................................................................................................................. 9 6. 5 USOS DE BOMBAS: ..................................................................................................................... 10 7. PUNTO ÓPTIMO DE OPERACIÓN:.................................................................................................. 11 8. PLACA DE DATOS BOMBA:............................................................................................................. 12 9. CONCLUSIÓN: ................................................................................................................................ 14 10. BIBLIOGRAFÍA:........................................................................................................................... 14 1. INTRODUCCIÓN: Se realizó una investigación sobre las bombas, su clasificación, componentes y características de operación que muestran estas máquinas hidráulicas, Se utilizaron distintas fuentes de información entre ellas medios electrónicos y medios físicos. Se espera que el alumno amplié sus conocimientos sobre el estudio de las bombas en la materia de sistemas hidromecánicos A en la Facultad de Ingeniería de la UASLP. Siendo que las bombas serán de utilidad en situaciones durante la etapa escolar, ya que son dispositivos indispensables para el uso de ciertas máquinas que serán empleadas como por ejemplo en laboratorios. Además, posteriormente serán empleados los conocimientos en el tema en la industria cuando se labore en ella, el conocimiento ahora adquirido dará pie a una mayor facilitación del tema para analizar una bomba que posteriormente este en nuestro entorno laboral. 2. FUNDAMENTOS DE ENERGÍA HIDRÁULICA: La energía hidráulica es un tipo de energía proporcionada por un fluido que cuenta con energía cinética y potencial generalmente se necesita de otro dispositivo para transformar de energía mecánica a hidráulica. También es importante mencionar que la energía hidráulica se puede aplicar en distintos escenarios, actualmente este tipo de energía es ampliamente utilizado para la generación de energía eléctrica por medio de centrales hidroeléctricas y es considerada una fuente de energía limpia, también es utilizada para energizar sistemas electrohidráulicos. 3. DEFINICIÓN: Las bombas hidráulicas son dispositivos que transforman la energía mecánica del fluido con la que es accionada, generalmente es utilizada para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, con el propósito de transportar el líquido de una zona de baja presión a una zona de mayor presión. Es posible aludir a diferentes tipos de bombas hidráulicas de acuerdo a su accionamiento o funcionamiento. Existen las bombas manuales, como la bomba de balancín, en las cuales una persona debe realizar la fuerza. También las bombas de accionamiento hidráulico (como una noria), las bombas neumáticas (la energía la aporta el aire comprimido) y las electrobombas (un motor eléctrico se encarga de accionarlas). 4. CLASIFICACIÓN: Las bombas son aquellas que se añaden energía continuamente para incrementar las velocidades de los fluidos dentro de la máquina, las cuales por el diseño de la carcasa y otras se transforman en presión. Estas bombas se dividen en: • Bombas centrífugas: son las más extensamente utilizadas en la industria por su versatilidad, fácil diseño, bajo costo y reducido mantenimiento. Estas máquinas disponen de un disco rotatorio denominado impulsor o rodete provisto de álabes que giran a gran velocidad dentro de la carcasa metálica. Para la impulsión de los líquidos se aprovecha de la fuerza centrífuga la cual aumenta la energía cinética del fluido y se transforma en energía de presión por efecto del diseño de la carcasa. Imagen 1: Bomba centrifuga. • Bombas centrífugas de voluta: la mayor parte de bombas centrífugas son de voluta. Están disponibles como bombas horizontales, verticales, simples o múltiples pasos para un amplio rango de flujos. La carcaza en forma de espiral o voluta convierte la energía de velocidad en presión estática. Imagen 2: Bomba centrifuga de voluta. • Bombas centrífugas de difusor: Son aquellas que poseen un juego de álabes estacionarios que rodean al impulsor de tal forma que orientan al líquido, convirtiendo la energía de velocidad en energía de presión. Imagen 3: Bomba centrifuga de difusor. • Bombas centrífugas de flujo mixto: Se caracteriza porque la descarga es una mezcla de flujo axial y radial. Imagen 4: Bomba centrifuga de flujo mixto. • Bomba centrífuga de flujo axial: En el flujo axial, desarrolla la mayor parte de su carga por acción de elevación de las aletas, son generalmente verticales. Son adecuados para cargas bajas y grandes capacidades. Imagen 5: Bomba centrifuga de flujo axial. • Bombas de turbina o regenerativa: Utilizada para líquidos claros, pueden ser horizontales o verticales, llenan una necesidad entre las bombas centrífugas. Son de baja y media capacidad y alta carga. El líquido debe pasar a través de la carcasa por la serie de álabes hasta que sea impulsado por la descarga. Imagen 6: Bomba de turbina o regenerativa. • Bombas de desplazamiento positivo: La principal característica de estas bombas es que exhiben una relación entre el movimiento de los elementos de bombeo y la cantidad de líquido movilizado. Estas bombas tienen un sello dinámico que separa la descarga del fluido con el lado de succión o entrada. Imagen 7: Bomba de desplazamiento positivo. • Bombas reciprocantes a vapor: Son aquellas en la que un émbolo o pistón desplaza un volumen dado de fluido en cada carrera. El principio básico de una bomba alternativa es que un sólido desplazará un volumen igual de líquido. Imagen 8: Bomba reciprocante a vapor. • Bombas reciprocantes de potencia: Es una máquina alternativa de velocidad constante, para motor constante y capacidad casi constante, cuyos émbolos o pistones se mueven por medio de un cigüeñal, a través de una fuente motriz externa. La capacidad de la bomba varía con el número de émbolos o pistones. En general, mientras mayor es el número, menor es la variación en capacidad, a un número dado de rpm. Pueden ser verticales u horizontales. Imagen 9: Bomba reciprocante de potencia. • Bombas de diafragma: La bomba de diafragma usa un elemento flexible como un elemento de desplazamiento. Este puede ser movido directamente por un movimiento excéntrico o un líquido de bombeo secundario. No requiere empaques o sellos dinámicos porque el mecanismo de impulsión está completamente aislado del fluido bombeado por el diafragma. Los diafragmas están fabricados por elastómeros, plásticos o metales. Imagen 10: Bomba de diafragma. • Bombas rotatorias: En ellas el desplazamiento del líquido se produce por rotación de una o más piezas móviles en el interior de una carcasa, determinando unas cavidades en la que se aloja el líquido que se desplaza desde de la entrada de la bomba hasta la zona de descarga. La velocidad de giro es del orden de 500 rpm, proporcionando al líquido presiones medias. Imagen 11: Bombas rotatorias. • Bomba de engranes: Son aquellas que constan de dos o más ruedas dentadas de igual diámetro que se engranan alojadas en una carcasa. Impulsan al líquido confinándolo entre los dientes de las ruedas y las paredes de la carcasa. Los dos tipos principales son las bombas de engranajes internos y externos. Imagen 12: Bomba de engranajes. • Bomba de lóbulos: Son semejantes a las bombas de engranes, los lóbulos cumplen la misma misión. Cuando los lóbulos son helicoidales son usadas para aplicaciones de bajas presiones. La bomba de lóbulo recibe su nombre de la forma redondeada de las superficies radiales del rotor que permite que los rotores estén continuamente en contacto entre sí, a medida que giran. Imagen 13: Bomba de lóbulos. • Bomba de tornillo: Constan de uno o más rotores cilíndricos en forma de tornillo que encierran al líquido entre sus estrías y las paredes de la cavidad donde se alojan, obligándolo a circular en dirección axial desde un extremo del tornillo al otro. En las versiones de tres rotores, el central es el que arrastra a los otros dos. Se utilizan principalmente para impulsar líquidos viscosos. Imagen 14: Bomba de tornillo. • Bomba peristáltica: Son aquellas que constan de una tubería flexible que al ser comprimida sucesivamente por unas ruedas que giran continuamente, obligan a circular el líquido en la dirección del giro. El efecto resultante es similar al movimiento peristáltico del aparato digestivo animal, del cual recibe su nombre. La ventaja sobre las de diafragma, de no ofrecer posibilidades de fugas, al no existir partes rígidas fijas y móviles en contacto, aunque presentan el mismo problema de la vida limitada del material elástico de la conducción. Imagen 15: Bomba peristáltica. 5. COMPONENTES: Imagen 16: Componentes de una bomba hidráulica. Todas las partes de una bomba hidráulica son esenciales, ya que operan de manera conjunta para alcanzar un funcionamiento eficiente, permitiendo así que los equipos realicen su tarea con precisión y efectividad. Existen distintos tipos de bombas, pero todas tiene piezas en conjunto comúnmente utilizadas para su funcionamiento, algunos de los componentes de las bombas son: Ejes: Los ejes se encargan de conectar el motor a otras partes de la bomba, asegurando así que la energía mecánica generada sea transferida de manera precisa y eficiente a la bomba hidráulica. Es importante mencionar que los ejes son una de las partes de una bomba hidráulica más importantes, pues mantienen correctamente conectados el motor y la bomba para garantizar un funcionamiento sin problemas. Rodete: El rodete, también conocido como impulsor, desempeña un papel central en el funcionamiento de las bombas hidráulicas al ser el componente responsable de guiar y bombear el fluido hidráulico a lo largo del sistema. Puerto de salida: El puerto de salida es el punto por el cual el fluido presurizado sale de la bomba y se dirige al sistema hidráulico, es aquí donde la energía hidráulica se libera para efectuar tareas útiles. Rotor: El rol principal del rotor radica en asegurar la transferencia uniforme del movimiento, esto de manera conjunta con el motor y los ejes, donde dichas partes suelen estar conectadas por anillos conductores. Cuerpo de la bomba: Esta es una de las partes de una bomba hidráulica que aloja el engranaje completo, la cual tiene como fin coordinar todas las partes internas para generar, canalizar y dirigir la energía hidráulica de manera precisa y efectiva. Cilindro: El funcionamiento del cilindro se centra en su capacidad de permitir el desplazamiento controlado del pistón, ya que a medida que la presión hidráulica se acumula, este es impulsado hacia delante, lo que comprime el fluido hidráulico en su interior. Estátor: El estator funciona como el armazón protector de la bomba hidráulica, su diseño está cuidadosamente pensado para albergar y salvaguardar las diversas partes que componen al sistema, además, actúa como un disipador del calor acumulado. Cojinete: El cojinete trabaja como guía y soporte, sumado a que asegura que las diferentes partes se mantengan alineadas de manera óptima, esto durante los distintos mecanismos que caracterizan al funcionamiento de la bomba hidráulica. 6. 5 USOS DE BOMBAS: Las bombas suministran un volumen fijo o variable de aceite o bien algún otro fluido, a los sistemas donde son instaladas, pero de acuerdo con el tipo de bomba que se trabaje. En industria del automóvil: En el sector del automóvil, se usan bombas hidráulicas en elevadores y gatos para la ayuda de manejar los vehículos, motores, en general para mover cargas pesadas. Procesos en fábricas: Este tipo de bombas se usan para los procesos de fabricación en trabajos pesados como puede ser giro de válvulas, accionamiento, apriete, entre otros. Instalaciones de riego: Las bombas hidráulicas se utilizan para mover agua desde una fuente de suministro, como un pozo o una fuente, a través de tuberías y a una presión adecuada para regar cultivos en áreas agrícolas. Estas bombas son esenciales para el riego por goteo, ya que permiten un suministro constante de agua a baja presión. Al uso de maquinaria pesada: Sin duda, la maquinaria de cargas pesadas como grúas o excavadoras, hacen uso de bombas hidráulicas para su funcionamiento. Equipos contra incendios: Las bombas hidráulicas se utilizan en sistemas de extinción de incendios para suministrar agua a alta presión a través de mangueras y boquillas para extinguir el fuego. Por lo que pueden estar montadas en camiones de bomberos o en estaciones de bombeo fijas. Sistemas de calefacción central: Impulsan el agua caliente a través de los sistemas de calefacción central en edificios comerciales y residenciales. La bomba impulsa el agua a través de los radiadores o las bobinas de calefacción, proporcionando calefacción en todo el edificio. Tratamiento de aguas. Sus rasgos técnicos las sitúan como un recurso altamente efectivo para todos aquellos procesos que están vinculados de forma directa o indirecta con la depuración. Son muy habituales, por tanto, dentro de estaciones depuradoras de aguas residuales o en infraestructuras destinadas a la desalación del agua de mar y la gestión de residuos. 7. PUNTO ÓPTIMO DE OPERACIÓN: Para obtener este parámetro es indispensable contar con los datos de la altura hidráulica en metros que es capaz de impulsar la bomba y también está en función del caudal de la bomba, también es importante contar con la curva del sistema hidráulico donde se va a utilizar la Bombay esto dependerá de las características geométricas del sistema. El punto de operación de la bomba es la intersección entre ambas curvas y se ubicara en el valor de caudal necesario para alcanzar este punto. Imagen 17: Punto óptimo de operación de una bomba hidráulica. 8. PLACA DE DATOS BOMBA: Imagen 18: Componentes de la placa de datos de una bomba hidráulica. El tablero o la placa de datos de una bomba centrífuga es importante porque indica los rangos máximos de trabajo a los que se puede exponer una bomba, y las diferentes clasificaciones para su manipulación. Independientemente de la información que el fabricante haya decidido poner en esta placa, lo realmente importante es que quien manipule la bomba sepa reconocer e interpretar la información allí contenida. La información usualmente contenida en una placa de datos y las unidades pueden cambiar. -Marca del fabricante -Modelo y numero -Potencia: KW/HP -Revoluciones por minuto: rpm -Capacidad eléctrica: µF -Clase de aislamiento I.C.L.: indica -Caudal máximo: m³/h / L/min temperatura máxima de resistencia, tipo de aislante, barniz y aplicaciones -Altura máxima: m -Índice de protección IP: indica el grado de -Certificaciones protección contra sólidos (primer valor) y -Altura o distancia de succión: m contra agua (segundo valor). -Tamaño de diámetros de entrada y salida: ̎- -Porcentaje de eficiencia: ƞ pulgadas -Corriente: A -Tensión de alimentación: V -Factor de potencia: PF -Frecuencia: HZ -Tipo de motor: monofásico, trifásico. Imagen 19: Placa de datos de una bomba hidráulica. 9. CONCLUSIÓN: En esta se investigación y estudio de las bombas desde un enfoque más sencillo en el que se incluye su definición, clasificación, componentes, curvas características, puntos de operación y los distintos tipos de bombas, con esto se espera que resulte de utilidad para los estudiantes de ingeniería que estén lleven un curso formal de máquinas hidráulicas, también resulta de utilidad para personal técnico que labore en centros de trabajo donde se tenga que hacer mantenimiento a sistemas con bombas centrifugas. Se mostró las curvas características y punto óptimo de operación de la bomba ya que se explica la interacción de las 2 variables más importantes en el diseño y selección de una bomba que es información indispensable para el ingeniero que diseñe un sistema hidráulico. 10. BIBLIOGRAFÍA: Mataix, C. (2005). Mecanica de Fluidos y Maquinas Hidraulicas - 2b: Edicion. Alfaomega Grupo Editor. Hicks, T. G. (1994). Bombas, su seleccion y aplicacion. Mexico, DF: C.E.C.S.A. Cundiff, J. S., & Kocher, M. F. (2019). Fluid Power Circuits and Controls: Fundamentals and Applications, Second Edition. Amsterdam University Press. McNaugthon, K. (1998). Bombas, seleccion, uso y mantenimiento. Mexico: Mc Graw Hill. https://inducom.com.bo/placa-de-datos-de-una-bomba-centrifuga-que-informacion-contiene/ Esposito, A. (2008). Fluid Power with Applications (7th ed.). Pearson https://blog.sutec.es/bomba-hidraulica/ https://www.tecnoaqua.es/articulos/20221102/steknos-procesos-sistemas-usos-aplicacionesbombas-industriales https://1library.co/article/clasificaci%C3%B3n-de-las-bombas-hidr%C3%A1ulicas-bombashidr%C3%A1ulicas.zp0w0w4q Distintas fuentes (Títulos, cuerpo, imágenes) Texto justificado, Interlineado 1.5
