Clasificacion Y Tipos DE Bombas PDF

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Universidad Autónoma del Carmen Dependencia Académica de Ciencias Químicas y Petrolera Facultad de Química

PROCESO DE BOMBEO Y COMPRESIÓN DE HIDROCARBUROS

TRABAJO: CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE BOMBAS

PRESENTA: González Tolibia Karina Irlanda 110510

PROFESOR: Ing. Juan Almanza Mosqueda

CD. DEL CARMEN, CAMPECHE A 05 DE SEPTIEMBRE DEL 2016

ÍNDICE Página

INTRODUCCIÓN......................................................................................................................... 4

Tema I. CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE BOMBAS............................................................... 5 1. SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO............................................................................................ 5 1.1. Bombas Dinámicas............................................................................................................... 5 1.1.1 Bombas Centrífugas........................................................................................................... 5 1.1.2 Bombas Periféricas............................................................................................................ 5 1.2 Bombas de Desplazamiento Positivo o Volumétricas............................................................ 6 1.2.1 Bombas Reciprocantes....................................................................................................... 7 1.2.2 Bomba Rotatoria o Rotoestática......................................................................................... 7 1.2.2.1 Bomba Peristática........................................................................................................... 8 2

1.2.3 Bomba Centrífuga Completa............................................................................................. 8 1.2.3.1 Bomba Rotodinámica (Turbobomba) .............................................................................. 9 1.2.3.1.1 Bomba Centrífuga de Flujo Radial................................................................................ 10 1.2.3.1.2 Bomba Centrífuga de Flujo Mixto................................................................................. 10 1.2.3.1.3 Bomba Centrífuga de Flujo Axial.................................................................................. 10 1.2.3.2 Bomba Centrífuga para impulsión de aguas residuales................................................... 11 1.2.3.2.1 Bomba Centrífuga con impulsor en voladizo................................................................ 11 1.2.3.2.2 Bomba de Cámara Partida........................................................................................... 11 1.2.3.2.3 Bomba de Tornillo......................................................................................................... 12 2.SEGÚN EL TIPO DE ACCIONAMIENTO................................................................................. 14 2.1 Electrobombas....................................................................................................................... 14 2.2 Bombas Neumáticas............................................................................................................. 14 2.3 Bombas de Accionamiento Hidráulico................................................................................... 14 2.4 Bombas Manuales................................................................................................................. 14 3. BOMBAS DE ÉMBOLO.......................................................................................................... 14 3.1 Bomba Aspirante................................................................................................................... 14 3.2 Bomba Impelente.................................................................................................................. 15 3

4. BOMBAS HIDRÁULICAS....................................................................................................... 15 4.1 Bombas de Volumen Fijo o de Desplazamiento Fijo.............................................................. 17 4.1.1 Bombas de Engranes o Piñones........................................................................................ 17 4.1.1.1 Bombas de Engranes de Baja Presión........................................................................... 17 4.1.1.2 Bombas de Engranes de Alta Presión............................................................................. 18 4.1.1.3 Bombas de Engranes de 1500 Lb/in2 (Tándem).............................................................. 18 4.1.1.4 Bomba de Engranes de 200 Lb/in2.................................................................................. 19 4.1.1.5 Bomba de Engranes de 2000 Lb/in2 – Serie 37-X............................................................ 20 4.2 Bombas de Paletas............................................................................................................... 21 4.2.1 Bombas de Paletas Desequilibradas o de Eje Excéntrico.................................................. 21 4.2.2 Bombas de Paletas Equilibradas de 1000 Lb/in2 de presión (Vickers)............................... 22 4.2.3 Bombas de Paletas Equilibradas de 2000 Lb/in2 de presión (Denison)............................... 23 4.3 Bombas de Pistón................................................................................................................. 24 4.3.1 Bomba de Pistón Radial..................................................................................................... 24 4.3.2 Bomba de Pistón Axial........................................................................................................ 24 4.3.3 Bomba de Pistón por Barril Angular (Vickers).................................................................... 25 4.3.4 Bomba de Pistón de Placa de Empuje Angular (Denison).................................................. 25 4

4.3.5 Bomba Diseño Dynex......................................................................................................... 26 4.4 Bombas de Volumen Variable................................................................................................ 26 5. OTROS TIPOS DE BOMBAS................................................................................................. 27 5.1 Bombas Sumergibles............................................................................................................ 27 5.2 Bombas Dilaceradoras.......................................................................................................... 28 5.3 Bombas de Tornillo Excéntricas............................................................................................. 28 5.4 Bombas de Emulsión por Aire (Air-Lift).................................................................................. 28 5.5 Eyectores Neumáticos........................................................................................................... 29 5.6 Bombas de Cristal................................................................................................................. 29 6. APLICACIONES DE BOMBAS EN LA INDUSTRIA............................................................... 30 6.1 Industria Textil........................................................................................................................ 30 6.2 Industria Siderúrgica ............................................................................................................. 31 6.3 Refrigeración ........................................................................................................................ 31 6.4 Bombeo de Gas .................................................................................................................... 32 6.5 Industria Alimenticia .............................................................................................................. 32 6.6 Industria Farmacéutica ......................................................................................................... 33 6.7 Industria Química.................................................................................................................. 33 5

6.8 Industria Petrolera................................................................................................................. 34 BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................... 36

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INTRODUCCIÓN Una bomba es un dispositivo mecánico cuya función es impulsar un fluido de un nivel más bajo a otro más alto o bien transportarlo de un medio de baja presión a otro de mayor presión. La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica que puede provenir de un motor eléctrico, térmico, etc., y la transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía hidráulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro, a un mismo nivel y/o a diferentes niveles y/o a diferentes velocidades.

Por otra parte, el bombeo es la adición de energía a un líquido por una bomba para ser desplazado de un punto a otro. En la clasificación de las bombas, se pueden considerar dos grandes grupos: Dinámicas (Centrífugas, Periféricas y Especiales) y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y Rotatorias).

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CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE BOMBAS 1. SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO Las bombas se clasifican en dos grupos principales atendiendo al principio de funcionamiento en el que se basan: Dinámicas (Centrífugas, Periféricas y Especiales) y de Desplazamiento Positivo (Reciprocantes y Rotatorias).

1.1

BOMBAS DINÁMICAS

1.1.1 BOMBAS CENTRIFUGAS Son aquellas en que el fluido ingresa a ésta por el eje y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangente.

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1.1.2 BOMBAS PERIFÉRICAS Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los alabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo, llamadas frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba periférica. La verdadera bomba turbina es la usada en centrales hidroeléctricas tipo embalse llamadas también de Acumulación y Bombeo, donde la bomba consume potencia; en determinado momento, puede actuar también como turbina para entregar potencia. 1.2 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO O VOLUMÉTRICAS

Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor). 9

Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina Volumétricas. En ellas se cede energía de presión al fluido mediante volúmenes confinados. Se produce un llenado y vaciado periódico de una serie de cámaras, produciéndose el trasiego de cantidades discretas de fluido desde la aspiración hasta la impulsión. Pueden a su vez subdividirse en alternativas y rotativas. Dentro del primer grupo se encuentran las bombas de pistones y émbolos; al segundo pertenecen las bombas de engranajes, tornillo, lóbulos, paletas, etc

1.2.1 BOMBAS RECIPROCANTES Llamadas también de émbolo alternativo, en estas

máquinas,

el

elemento

que

proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La característica de funcionamiento es sencilla. En estas que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido es 10

discontínuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial. 1.2.2 BOMBA ROTATORIA O ROTOESTÁTICA Llamadas

también

rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo,

provistas

de

movimiento rotatorio, y son diferentes a las rotodinámicas. Estas bombas tienen muchas aplicaciones

según

el

elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede manejar líquidos que contengan aire o vapor. Su principal aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de carga. En ellas, una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica. 1.2.2.1 BOMBA PERISTÁTICA Una bomba peristáltica es un tipo de bomba de desplazamiento

positivo

usada

para

bombear

una

variedad de fluidos. El fluido es contenido dentro de un tubo flexible empotrado dentro de una cubierta circular de la bomba (aunque se han hecho bombas peristálticas lineales). Un rotor con un número de 'rodillos', 'zapatos' o 'limpiadores' unidos a la circunferencia externa comprimen el tubo flexible. 11

Mientras que el rotor da vuelta, la parte del tubo bajo compresión se cierra (o se ocluye) forzando, de esta manera, el fluido a ser bombeado para moverse a través del tubo. Adicionalmente, mientras el tubo se vuelve a abrir a su estado natural después del paso de la leva ('restitución'), el flujo del fluido es inducido a la bomba. Este proceso es llamado peristalsis y es usado en muchos sistemas biológicos como el aparato digestivo. 1.2.3 BOMBA CENTRIFUGA Es una máquina que sirve para transportar líquidos y cosiste de una pieza rotatoria llamada impulsor dispuesto dentro de una carcasa, el cual imparte energía al fluido por la fuerza centrífuga. Esta máquina consta dedos elementos principales: Un elemento giratorio incluyendo un impulsor y una flecha y un elemento estacionario compuesto por una carcasa, estoperol y chumaceras. Una bomba centrífuga transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas. Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de líquido, la energía que se aplica y transfiere al líquido, (en pie-lb/lb de líquido) es la misma para cualquier líquido sin que importe su densidad. Por tanto, la carga o energía de la bomba en pielb/lb se debe expresar en pies o en metros y es por eso por lo que se denomina genéricamente como "altura". Las bombas centrifugas (turbobombas) se dividen en tres clases: de flujo radial, flujo mixto y flujo axial.

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1.2.3.1 BOMBAS ROTODINÁMICAS (TURBOBOMBAS) La turbobomba es una máquina hidráulica que cede energía al fluido mediante la variación del momento cinético producido en el impulsor o rodete. En ellas, el principio de funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando la hidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con álabes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido es continuo. Estas turbomáquinas hidráulicas generadoras pueden subdividirse según la dirección del flujo a la salida del rodete, en: o Radiales o centrífugas: Cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor. (Flujo radial). o Axiales: Cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro. (Flujo axial). o Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete. (Flujo mixto). La forma del rodete y de la carcasa son variables según el tipo de bomba centrífuga. En las bombas de flujo radial el líquido entra axialmente en el rodete por la boquilla de aspiración y se descarga radialmente hacia la carcasa. En las bombas de flujo mixto el líquido entra axialmente en el rodete y se descarga en una dirección entre la radial y la axial. En las bombas de flujo axial el líquido entra y sale del rodete axialmente.

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1.2.3.1.1 BOMBAS CENTRIFUGAS DE FLUJO RADIAL. En estas bombas el líquido entra por el centro del impulsor y fluye radialmente a la periferia, la carga se desarrolla por la acción de la fuerza centrífuga del impulsor. Para bombas con impulsores de simple succión tienen una velocidad especifica menor de 4,200 y con impulsores de doble succión una velocidad especifica menor de 6,000. 1.2.3.1.2 BOMBAS CENTRIFUGAS DE FLUJO MIXTO. En estas bombas el líquido entra axialmente y descarga en dos direcciones axial y radial, la carga se desarrolla en parte por la acción de la fuerza centrífuga y en parte por la acción de la carcasa tipo voluta, que tiene como objeto reducir la velocidad del líquido por un aumento gradual del área. Estas bombas tienen generalmente impulsores de simple succión aunque también los hay con doble, tienen una velocidad específica de 4,200 a 9,000. 1.2.3.1.3 BOMBAS CENTRIFUGAS DE FLUJO AXIAL. En estas bombas el líquido entra axialmente y descarga axialmente, la carga se desarrolla por la acción impelente de golpeo de las aspas del impulsor sobre el líquido. Estas bombas tienen un impulsor de simple succión con una velocidad específica mayor de 9,000. Las bombas centrifugas se subdividen en tipos de acuerdo al número de pasos: 

Bombas de un paso; en este tipo la carga total la desarrolla un impulsor.



Bombas de paso múltiple, las de este tipo tienen dos o más impulsores actuando en serie en una misma flecha en la carcasa.

1.2.3.2 BOMBAS CENTRÍFUGAS PARA IMPULSIÓN DE AGUAS RESIDUALES 1.2.3.2.1 BOMBAS CENTRÍFUGAS CON IMPULSOR EN VOLADIZO

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Se caracterizan por tener los cojinetes a un lado del impulsor de manera que éste queda en voladizo. La aspiración se produce en dirección axial, esto es, en la dirección del eje, mientras que la brida de descarga se sitúa por encima de la voluta. Las de menor tamaño pueden compartir eje con el motor, formando un conjunto único. Por el contrario, en las de tamaño medio y grande, la bomba y el motor son independientes. Ambos se unen por medio de un acoplamiento, lo que permite que bomba y motor puedan ser seleccionados independientemente uno de otro. La disposición puede ser horizontal o vertical. La opción vertical presenta la ventaja de ocupar menos espacio que la horizontal. Admite distintos tipos de impulsores en función de las características del fluido a impulsar (tamaño de los sólidos en suspensión, viscosidad, etc.).

1.2.3.2.2 BOMBAS DE CÁMARA PARTIDA En las bombas de cámara partida, el cuerpo de la bomba se encuentra dividido por un plano horizontal a la altura del eje. Ello supone una indudable ventaja en el mantenimiento y reparación, pues esta disposición constructiva permite acceder a los elementos internos de la bomba (eje, impulsor, coji...