UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERA QUMICA INGENIERIA DE PLANTAS INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERA QUMICAINGENIERIA DE PLANTAS INDUSTRIALES Bombas y turbinas hidrulicas

Profesor: Ing. Sols H.Grupo N2Un cientfico descubre lo que existe.. Un ingeniero crea lo que nunca existi-Theodore von KrmnBOMBASDispositivo que suministra energa mecnica o altura de carga a un lquido para hacerlo fluir a travs de una tubera y vencer las prdidas generadas por la friccin y los accesorios.

PERDIDA DE CARGA POR ROZAMIETO

CARGA NETA POSITIVA DE ASPIRACION (CNPA)

Cada interna de presin que sufre un fluido cuando este ingresa al interior de una bomba. Parmetro importante en el diseo de un sistema de bombeo.

CNPA requerida.CNPA disponible

LEYES DE AFINIDAD

Son expresan la relacin matemtica que existe entre el caudal, la velocidad de la bomba (rpm), la altura y el consumo de energa para el caso de bombas centrfugas.

VELOCIDAD ESPECFICA

Ns, RPMPerfil o forma del rodete90Bomba de alta presin130Bomba de baja presin120300-400Bomba con rodete Francis400-600Bomba helicoidalPOTENCIACriterios y especificaciones de diseoConocimiento completo del sistema.

La bomba mas cara no es la mejor para desempear el trabajo y tampoco podremos descartar a la menos costosa.Caudales Caudal Normal.- Flujo al 100% de la capacidad

Caudal Nominal.- Margen de diseo (10-30)% del normal

-10% Trabajo Normal -20-30% Trabajo Crtico Carga neta positiva de succin (NPSH) CNPAEL objetivo es calcular el NPSH para determinar si tal, se puede lograr con una bomba del tamao deseado.Posterior modificacin de la bomba o de las instalaciones (NPSH) disponible > (NPSH) requeridoRecomendacin : 3 a 4 pies diferencia.

NOTAR QUE : -MIENTRAS MENOR SEA EL NPSH MAYOR ES SU COSTO -EL NPSH AUMENTA CON EL AUMENTO DE FLUJO

NPSHLquidos voltiles o asociados con gas

Problemas de cavitacin Flujos mnimos

Problemas de calentamiento

Para esto:-Estimar el flujo mnimo necesario en el proceso -Todo el caballaje se transforma en calor en condiciones de bloqueo -Estimar un flujo mnimo suficiente para arrastrar el calor con un aumento no mayor del 8 C en la temperatura del fluido Criterios de calidad y materiales de construccin Relaciones de costo No-ANSI servicios normales

ANSI servicios crticos

ANSI API servicios hidrocarburferosPasos para la especificacin de una bomba Datos bsicos -Presin de succin, descarga, caudales , temperaturasPropiedades fisicoqumicas del fluido a Temperatura de operacin Estimar el NPSH preliminarEspecificar ,materiales segn el fluido as como la demanda de sello Suministro elctrico Velocidad fija o accionamiento variable CLASIFICACIN DE BOMBASLas bombas se las puede clasificar en dos grandes grupos que son:

DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

DINMICAS

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOEstas bombas guan al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre est 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.CLASIFICACIN BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOBOMBAS RECIPROCANTES

El funcionamiento de una Bomba Reciprocante depende del llenado y vaciado sucesivo de receptculos de volumen fijo

Otra caracterstica importante es la velocidad del fluido en los conductos tanto de entrada como de salida llegando a los parmetros deLnea de ingreso 0,4 a 1,5 (m/s)Lnea de descarga 2 a 5 (m/s)

BOMBA DE PISTON (Embolo)

Durante la carrera de descenso del pistn, se abre la vlvula de admisin accionada por el vaco creado por el propio pistn, mientras la de descarga se aprieta contra su asiento, de esta forma se llena de lquido el espacio sobre l. Luego, cuando el pistn sube, el incremento de presin cierra la vlvula de admisin y empuja la de escape, abrindola, con lo que se produce la descarga. BOMBAS DE DIAFRAGMAEl elemento de bombeo, colocado dentro de un cuerpo cerrado que se acciona desde el exterior por un mecanismo Reciprocante. Este movimiento reciprocante hace aumentar y disminuir el volumen debajo del diafragma, 2 vlvulas colocadas a la entrada y la salida fuerzan el lquido a circular en la direccin de bombeo.

BOMBAS ROTATORIAS

BOMBA DE TORNILO Trabajan a grandes velocidades, a pesar de ello es una bomba silenciosa. Tambin se le conoce como bomba helicoidal. El tornillo central tiene rosca de derechas y es el eje del motorLas velocidades que puede llegar a alcanzar oscila entre los 3000 y los 5000 r.p.m.

BOMBA DE ENGRANAJE

Son utilizadas en caudales grandes, pero con presiones bajas, el funcionamiento es simple, uno de los engranajes hace de conductor y mueve al otro engranaje

Principales caractersticas-Puede proporcionar un caudal de 1 a 600 (l/min.)-Velocidad de 500 a 3000 (rpm)-Temperatura mxima de trabajo 70C

BOMBA DE LOBULOSEstas bombas se asemejan al funcionamiento de una bomba de engranajes de dientes externos los cuales giran en sentidos opuestos con lo que logran aumentar el volumen y disminuir la presin y con ello conseguir la aspiracin del fluido.

BOMBAS DE PALETASLa bomba de paletas consta de un rotor ranurado que gira dentro de una cmara conformada por un anillo de forma ovalada que sirve de pista para las paletas que van dentro de las ranuras del rotor, entrando y saliendo con el movimiento, y los platos de presin, en los cuales est el orificio de entrada en uno y de salida en el opuesto

FALLAS MS COMUNES EN ACTUADORES, BOMBAS Y VALVULAS

RuidoAumento de temperatura Falla de presin Poco caudal Fugas

BOMBAS DINMICAS

En las cuales se aade energa continuamente, para incrementar las velocidades de los fluidos dentro de la mquina a valores mayores de los que existen en la descarga, de manera que la subsecuente reduccin en velocidad dentro, o ms all de la bomba, produce un incremento en la presin. Las bombas dinmicas pueden, a su vez, subdividirse en otras variedades

BOMBAS CENTRFUGAS

Los elementos constructivos de que constan son:

CLASIFICACIN DE BOMBAS CENTRFUGAS

- FLUJO RADIAL- FLUJO AXIAL- FLUJO MIXTO

APLICACIONES DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS

PLANTAS TERMOELCTRICASPLANTAS DE ALMACENAMIENTOPLANTAS DE ENERGA NUCLEARSERVICIO PARA LA MARINAAERONUTICAINDUSTRIA QUMICAINDUSTRIA PETROLERAREFINACININDUSTRIA PAPELERAINDUSTRIA DEL HULEMINERIA Y CONSTRUCCININDUSTRIA SIDERRGICASISTEMAS DE SUMINISTRO DE AGUA POTABLE

BOMBAS TIPO TURBINA

Es una bomba vertical para servicio en pozos o crcamos, donde el nivel del lquido sobrepasa la altura de succin de las bombas horizontales.

BOMBAS PERIFRICAS

Son tambin conocidas como bombas tipo turbina, de vrtice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el lquido por medio de los labes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor.

BOMBAS ELECTROMAGNTICAS

Las caractersticas generales de una bomba de accionamiento magntico incluyen un impulsor giratorio situado en una carcasa cerrada accionada por un campo magntico giratorio producido por imanes individuales. La rotacin del impulsor produce una fuerza que impulsa el lquido a travs de y hacia afuera de la carcasa de la bomba.

TURBINAS HIDRULICASElementos ConstitutivosCanal de Llegada Debe tener una vlvula de cierre lento para evitar el golpe de arieteCaja EspiralTransforma presin en velocidad teniendo como funcin distribuir uniformemente el fluido en la entrada del rodeteEl DistribuidorEs un rgano constituido por labes mviles directores

El RodeteAbsorbe energa del fluido y la convierte en energa mecnicaTubo de AspiracinEs el rgano de desage y su funcin es crear una succin a la salida de la turbina labes Van fijos al rodete, y tienen la finalidad de recibir directamente el impacto del chorro de fluido para mover el rodete

Conceptos de AlturaCLASIFICACION DE TURBINAS Turbinas de Accin Turbinas de ReaccinTurbina Pelton

DIMENSIONAMIENTOCriteriosAltura de salto netoCaudales Velocidad de rotacinProblemas de cavitacinVelocidad de embalamientoCosto

Altura de Salto Neto

CaudalesVelocidad especfica

Velocidad de Rotacin Problemas de CavitacinVelocidad de EmbalamientoCuando, trabajando a plena potencia hidrulica, desaparece sbitamente la carga exterior, bien sea por corte del interruptor o por fallo del alternador

Diseo de Turbina

Diseo de Turbina

Diseo de Turbinas

Diseo de Turbinas

Diseo de Turbinas

Gracias..