Guia bombas - Apuntes unidad 1 PDF

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guia para examen de primer departamental de bombas...

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACÁN

GUÍA DE BOMBAS HIDRÁULICAS

MATERIA: BOMBAS HIDRÁULICAS PROFESOR:

Primer examen departamental – Unidades I y II. 1.- Explique el concepto de máquina hidráulica y su relación con las bombas centrífugas. Es una máquina de fluido es un sistema mecánico que intercambia energía mecánica con el fluido que está contenido o que circula a través de él. 2.- Explique el concepto de bomba de desplazamiento positivo y sus diferencias respecto: a) Partes constitutivas. b) Condiciones hidráulicas de trabajo. c) Condiciones de diseño. Las que el intercambio de energía es sobre todo en forma de presión mediante el paso del fluido a través de una cámara de trabajo, en la que entra y sale en un proceso alternativo. El órgano de trabajo es el elemento desplazador y no hay conexión simultánea a través del fluido entre la entrada y la salida. Existe una fuerza entre el fluido y otros órganos móviles que da lugar al intercambio de energía. Estas máquinas se pueden clasificar a su vez en alternativas (por ejemplo, de émbolo), que requieren válvulas de admisión y expulsión, y giratorias o rotativas (de engranajes, levas, tornillos). El distribuidor puede consistir únicamente en un tubo de entrada, o disponer de álabes guía que conducen el flujo hacia el rodete. En la salida se dispone a menudo de una corona de álabes fijos denominada difusor. Sus álabes pueden ser orientables, aunque esto es muy poco frecuente en bombas. Por su forma característica, la voluta también recibe la denominación de caracol, cuyo diseño evita la necesidad de colocar válvulas de paso a las cámaras. 3.- ¿Qué organismo define la clasificación, aplicaciones y de las bombas centrífugas y de desplazamiento positivo? 4.- ¿Qué organismo define la clasificación, aplicaciones de las bombas centrífugas usadas en la industria petrolera? 5.- ¿Que es el HIS, National Fluid Power Association y que información obtenemos de su página Web? 6.- ¿Que es el National Fire Protection Association, él API y que información obtenemos de su página Web?

7.- De acuerdo con el HIS, ¿Cómo se clasifican las bombas centrífugas en base a? a) Tipo de Impulsores b) Flujo manejado por los impulsores c) Por el tipo de voluta d) Por el tipo de Sellado e) Por el Cebamiento de la bomba d) El Flujo manejado

8.- Las partes de una bomba centrífuga horizontal son:

INDUCTOR También se le conoce como estator. Se trata de la parte fija que compone al motor, el cual se conforma por el armazón de acero que protege al núcleo magnético del inductor. Con este armazón de logra proteger los elementos que compone la bomba y a la vez se logra disipar el calor que se crea dentro del motor. ENTREHIERRO Se trata del espacio de aire que crea una separación entre el rótor y el estator CARCASA Parte que protege a todos los mecanismos internos que permiten el accionar de la bomba. Son elaboradas con variados materiales según su finalidad, como es en base a hierro fundido si se usará par bombear agua potable, o de acero inoxidable o de bronce si se pretende bombear un líquido que es muy corrosivo. COJINETE Esta parte llega a ser el soporte y a la vez la guía del eje de la bomba. Con este es que se crea la perfecta alineación de cada una de las partes rotatorias que compone a la bomba. ROTOr Se refiere a la parte móvil de la bomba, en donde se encuentran diversa barras conductoras en sus extremos constocircuitadas a través de anillos conductores. REFRIGERACIÓN Con este se logra enviar el calor producido por el motor hacia el exterior a través de la autoventilación.

RODETE O IMPULSOR Parte compuesta por un grupo de álabes que se encargan del bombeo del fluido a través de sus constantes giros accionados por el motor. DIFUSOR Esta parte en combinación con el rodete se encuentra dentro de la carcasa. Con este se mejora el rendimiento de la bomba, ya que favorece a la correcta transformación de la energía cinética en energía de presión. EJES Se trata de los elementos de transmisión entre la bomba y el motor. Son elaborados con diferentes materiales como es en base a acero aleado, acero común, acero inoxidable y acero al carbono. SELLO MECÁNICO Con estos se crea un estado de estanqueidad entre la parte estructural y el eje rotativo de la bomba, el cual por lo general es fijo. JUNTAS O ANILLOS TÓRICOS Se trata de elementos de sellado que se presenta como un elastómero toroidal que puede ser fabricado con diversos materiales. JUNTAS ESPEJO Se trata de dos aros metálicos de igual forma y tamaño situado uno frente al otro, donde una es estática y la otra es giratoria. JUNTAS DEL LABERINTO Cumplen la función de dar protección a los rodamientos contra los elementos contaminantes y la suciedad, al igual benefician la lubricación. VOLUTA Es la parte fija de la bomba que en forma es similar a un caracol y que se encuentra rodeando el rodete en su salida. RODAMIENTOS Son piezas que hacen posible el giro entre dos piezas. Con estos la fricción que se crea entre las piezas y el eje llega a ser mínima. Estos rodamientos están compuestos por dos cilindros de igual forma y tamaño los cuales están separados por un conjunto de rodillos o bolas que cambian el rozamiento por el de rodaduras. 9.- Las partes de una bomba positiva de paletas deslizantes de caudal variable son: Las bombas de pal et as de despl az ami ent ov ar i abl e/ fi j os on bombas v ol umét r i c as y c ompues t asporunr ot or ,pal et asdes l i z ant esyunac ar c az a. Elpr i nci pi odef unci onami ent odelc ompens adordepr es i ónc ons i s t eenmant enerelani l l o t ór i c odelgr upodebombeoenposi c i ónex c ént r i c amedi ant eunmuel l er egul abl e.

Cuandol apr esi óndei mpul s i ónesi gualal apr esi óndecal i br adodelmuel l e,elani l l ot ór i c os e des pl az ahaci aelc ent r o, adec uandoelc audalbombeadoal osv al or esr equer i dosporl a i ns t al ac i ón. Lost i emposder es pues t adelc ompens adors onmuybr ev esyper mi t enel i mi narl av ál vul a l i mi t ador adepr es i ónmáxi ma.

Las bombas de paletas constan de varias partes    

Anillo excéntrico. Rotor. Paletas. Tapas o placas de extremo.

Las bombas de paletas son relativamente pequeñas en función de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.     

Abertura de entrada. Abertura de descarga. Lumbrera de aspiración. Lumbrera de impulsión. Distancia entre los ejes del rotor y estator.

10.- ¿Qué cuidados deberemos tener con las bombas positivas, en relación a su descarga? 11.- ¿A que se denomina “lado de succión y de descarga” para una bomba centrífuga?

12. ¿A que se denomina “Cebar” o “Purgar” una bomba hidráulica? Es un proceso que se le aplica a los conductos de la cámara de succión y de la carcasa misma con el líquido que se ha de bombear, a fin de asegurar una adecuada operación. El líquido reemplazara el aire, gas o vapor en los conductos de la bomba

13.- ¿Cuántas formas hay de Cebar una bomba hidráulica? Existen dos formas: Cuando se tiene una carga de succión positiva: Ello equivale que el nivel del líquido a bombear está por encima del eje de la bomba. Es necesario expulsar el aire que se encuentra en las tuberías y en la carcasa de la bomba al momento de ponerla en servicio, por eso se proveen válvulas y tapones de purga. El proceso de cebado es el siguiente:  Abrir todas las válvulas de succión para permitir que el líquido entre a la tubería de succión y carcaza de la bomba.  Abrir la válvula de alivio de aire ubicada en la parte superior de la carcasa.  Cuando el líquido empiece a salir de forma continua (sin burbujas de aire), significa que la bomba esta cebada.

Cuando se tiene carga o cabeza negativa de succión  Use un By pass o peso lateral sobre la válvula check de descarga, la cual permite el uso del líquido en la línea de descarga (Fig. A)  Use válvula de aspiración del tipo válvula de pie o alcachofa ubicada en el punto más bajo de la línea de succión. La válvula de pie retendrá el líquido de la tubería de succión y en la carcasa de la bomba, después que la bomba ha sido inicialmente cebada (Fig. B)

14.- ¿Qué se entiende por succión negativa?

Essucci ónnegat i v ac uandoelni v eldell í qui do abombeares t ápordebaj odel c ent r odel as ucc i óndel abomba,porl ot ant ol ac abezaest át i c adesuc ci ónser á menordec er oyc onv al ornegat i v o. Segener aporl ass i gui ent esc ar act er í s t i c as : 1.El ni v eldel l í qui doeneldeposi t oques ev aabombear ,est áporar r i badel al í nea decent r odel as ucci óndel abomba. 2.Porl ot ant ol ac abez aes t át i cadesuc ci óndeber ádet enerunv al orpos i t i v o.“ es s ucc i ónposi t i v acuandoelni v eldell í qui doabombeares t áar r i badelcent r odel a s ucc i óndel abomba,porl ot ant ol ac abez aes t át i cades ucci óns er ámay orde c er oyconv al orpos i t i v o. 15.- ¿Qué ventajas y desventajas tiene un impulsor cerrado con respecto a un impulsor abierto?

16. - ¿A que se denomina Carcamo Seco?

Sedenomi nanas iporl apr es enci adeunac ámar asec as i t uadaady ac ent eal ae s ucc i óndondes eal ber ganl asbombas ,l at uber í ades ucc i ónei mpul s i ónys us c or r espondi ent esv ál vul as ,al ol ar godel apar edquesepar al asc ámar ashayun c analdedr enaj equer ecogeyt r anspor t al asf ugasquepuedenpr oduc i r s e,as í c omoel aguapr ocedent edel dr enaj edel asbombasydel al i mpi ez adel ac ámar a s eca.

17. - ¿A que se denomina Carcamo Húmedo?

Lac ámar ades ucc i ónopoz odebombeos i r v epar aal mac enarel aguar es i dual ant esdesubombeo,s uv ol umendependedelt i podebombasqueseempl ean,y a

s eadev el oc i dadconst ant e,elv ol umendebedesert al queevi t ec i cl osde f unc i onami ent odemasi adocor t os . 18. - ¿Que diferencia hay entre un Carcamo Seco y un Carcamo Húmedo?

19.- ¿En qué rangos de Presión desarrollada, Caudal manejado y Potencias se encuentren las bombas Positivas? 20.- ¿En qué rangos de Presión desarrollada, Caudal manejado y Potencias se encuentren las bombas Centrífugas? 21.- ¿La función de la Carcasa en una bomba centrífuga es?

Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área. 22.- ¿A qué se define como una bomba de Carcaza dividida axialmente o también llamada caja bipartida axialmente?

Las bombas de cámara partida horizontalmente con doble aspiración tienen su hueco en la industria, se utilizan en aplicaciones en las que es necesario bombear caudales medios y grandes con presiones bajas y medias como por ejemplo en el abastecimiento de aguas, instalaciones contra incendios, plantas potabilizadoras, industria química y, por supuesto, en la industria del papel y cartón. En concreto tienen cabida en posiciones donde el caudal toma valores importantes como pueda ser la bomba de caudal de pasta de papel hacia la caja de entrada. En contra de las ventajas que supone el fácil y rápido acceso al interior de la bomba cabe mencionar que la presión de salida del líquido bombeado está limitado a un cierto valor, el motivo es que más allá de este valor se hace difícil mantener la estanqueidad entre ambas mitades de la carcasa, para ello sería necesario emplear espárragos y bridas de excesivo grosor 23.- ¿Cuál sería el máximo valor por pérdida por fricción para un sistema de tuberías real?

24.- ¿Qué son las tablas de pérdidas para el cálculo de fricción del Instituto de Hidráulica?

25.- ¿Qué son los niveles de bombeo para bombas centrífugas?

26.- Indique porque son importantes las leyes de afinidad para bombas centrífugas.

Para emplear modelos a escala en el estudio experimental de máquinas hidráulicas, se requiere la semejanza geométrica, así como que los diagramas de velocidades en puntos homólogos sean geométricamente semejantes (semejanza cinemática). Las unidades cuyos impulsores son semejantes y trabajan con semejanza se llaman homólogas. 27.- ¿Cuál es la aplicación práctica de las leyes de afinidad para bombas centrífugas.

Las relaciones de semejanzas geométricas obtenidas experimentalmente, se expresan con los siguientes coeficientes: - Coeficiente de Caudal (CQ), es una constante que se expresa por la relación

- Coeficiente de Altura (CH), es una constante que se expresa por la relación

- Coeficiente de potencia (CP) es una constante que se expresa por la relación

Designando por λ la relación de las medidas lineales de dos bombas semejantes elevando un fluido dado y por k la relación de sus velocidades de rotación que dan lugar a diagramas de velocidades semejantes, se tiene:

de la ecuación de coeficiente de caudal se obtiene:

de la ecuación de coeficiente de altura se obtiene:

de la ecuación de coeficiente de potencia se obtiene:

En el caso de una misma bomba,

, los puntos homólogos son:

Si la velocidad de rotación es directamente proporcional a su diámetro y a su velocidad de giro, que es lo mismo:

Gráficamente:

Figura 7.18. Variación del caudal, altura y potencia, para variaciones de velocidad de rotación Representa la variación del caudal, altura y potencia, para variaciones de velocidad de rotación. 28.- ¿Cuál es la máxima altura de succión de una bomba centrífuga horizontal, de un paso simple succión? La altura de aspiración hace referencia a la presión (presión negativa) existente en el lado de aspiración de la bomba. La presión se puede medir desde la línea de centros de la parte hidráulica de la bomba hacia la superficie del agua en el lado de aspiración de la bomba. En teoría, sería posible aspirar agua desde una profundidad de 10,33 metros, sin embargo, esto exigiría un vacío absoluto. En la práctica, la altura máxima es mucho menor.   Para evitar cavitaciones (el fenómeno de formación de burbujas de vapor dentro de un líquido en movimiento, en las zonas en las que la presión del líquido caiga por debajo de su presión de vapor) es importante comparar la NPSH (Altura Neta de Aspiración Positiva) necesaria con la NPSH disponible. 29.- A que se denomina ¿velocidad especifica? y cuáles son sus unidades en sus formas adimensional, Sistema Inglés e Internacional.

Velocidad específica es un indicador excelente de las características de una bomba, y expresa la velocidad de una unidad de tamaño (D) tal que, en régimen de funcionamiento homólogo, eleva la unidad del caudal (m2/s) a la unidad de altura (m). 30.- ¿A que se denomina cavitación y presión de vaporización del líquido?

http://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/5476/isbn9788416325191.pdf

La altura de aspiración hace referencia a la presión (presión negativa) existente en el lado de aspiración de la bomba. La altura de aspiración hace referencia a la presión (presión negativa) existente en el lado de aspiración de la bomba. La presión se puede medir desde la línea de centros de la parte hidráulica de la bomba hacia la superficie del agua en el lado de aspiración de la bomba. En teoría, sería posible aspirar agua desde una profundidad de 10,33 metros, sin embargo, esto exigiría un vacío absoluto. En la práctica, la altura máxima es mucho menor.   Para evitar cavitaciones (el fenómeno de formación de burbujas de vapor dentro de un líquido en movimiento, en las zonas en las que la presión del líquido caiga por debajo de su presión de vapor) es importante comparar la NPSH (Altura Neta de Aspiración Positiva) necesaria con la NPSH disponible.

https://es.grundfos.com/Servicio_mantenimiento_bombas/buscar_enciclopedia/suctionlift.html Marcas de bombas

http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm...