A bomba centrífuga Se puede definir como un dispositivo mecánico diseñado para mover fluidos o líquidos mediante la transferencia de energía rotacional desde uno o varios impulsores, también conocidos como rotores. En este caso, el líquido entra en el impulsor, que gira rápidamente sobre su eje y es expulsado por la fuerza centrífuga a lo largo de la circunferencia con las puntas de los álabes del impulsor.
Gracias al impulsor, la velocidad y la presión del fluido aumentan y se dirigen hacia la salida de la bomba. Por lo tanto, el diseño de la bomba comprime el líquido desde la entrada y lo dirige hacia el impulsor. Posteriormente, se reduce su velocidad para controlar el líquido antes de descargarlo.
En una bomba centrífuga, el componente clave es el impulsor. Este consta de varios álabes curvos. Estos álabes suelen estar intercalados entre dos discos que forman impulsores cerrados. Por lo tanto, un impulsor semiabierto o abierto es el más adecuado para fluidos con partículas sólidas.
El fluido entra en el impulsor por el ojo del eje y sale por la circunferencia entre los álabes. Por otro lado, el impulsor, situado en el lado opuesto del ojo, está conectado a un motor mediante un eje de transmisión. Cuando el motor gira a alta velocidad, casi entre 500 y 5000 RPM (revoluciones por minuto), el movimiento rotacional acelera el líquido a través del impulsor hasta la carcasa de la bomba.
En cuanto a la carcasa de una bomba, existen dos diseños básicos: difusor y voluta. El propósito de ambos diseños es convertir el flujo del líquido a presión en una descarga controlada. En el caso de una carcasa de voluta, el impulsor está descentrado, creando así un embudo curvo eficaz. Como resultado, su sección transversal aumenta hacia la salida de la bomba. Gracias a este diseño, la presión del líquido aumenta al llegar a la salida.
El mismo principio se aplica al diseño de difusión. En este caso, la presión del líquido aumenta al ser expulsado entre un par de álabes estacionarios alrededor del impulsor. Cabe destacar que un diseño de difusión puede personalizarse según la naturaleza de la aplicación. Por lo tanto, es más eficiente.
Una caja de voluta es más adecuada para sólidos arrastrados o líquidos de alta viscosidad, ya que es mejor evitar la constricción adicional de los álabes del difusor. Además, debido a la asimetría del diseño de la voluta, el impulsor puede sufrir un desgaste considerable en el eje de transmisión.
En cuanto a las bombas, existen dos familias principales. La primera es la bomba de desplazamiento positivo, mientras que la otra es la bomba centrífuga. En comparación con una bomba de desplazamiento positivo, una bomba centrífuga es mucho más eficaz para caudales elevados y para bombear fluidos de baja viscosidad (hasta 0,1 cP).
En la mayoría de las plantas, uno se encontraría con una bomba centrífugaCasi el 90 por ciento. Sin embargo, existen algunas aplicaciones en las que una bomba de desplazamiento positivo ofrece un mejor rendimiento.
Para que una bomba centrífuga funcione eficazmente, la rotación a alta velocidad del impulsor debe ser constante. Una bomba centrífuga puede ser cada vez más ineficiente si se alimenta con una viscosidad alta. La resistencia será mayor y se requerirá alta presión para mantener un caudal específico.
Por lo tanto, las bombas centrífugas son más adecuadas para fluidos a baja presión, pero también para aplicaciones de bombeo de alta capacidad con un rango de viscosidad de 0,1 a 200 cP. Los lodos, como el aceite y el lodo de alta viscosidad, pueden provocar un calentamiento y desgaste excesivos. Como resultado, pueden causar daños y fallas prematuras. Por otro lado, una bomba de desplazamiento positivo opera a velocidades considerablemente más bajas y es menos propensa a estos problemas.
Cualquier medio bombeado sensible a la separación de lodos, emulsiones o líquidos biológicos (cizallamiento) puede resultar dañado por la alta velocidad del impulsor de una bomba centrífuga. En estos casos, la baja velocidad de una bomba de desplazamiento positivo es más viable. Otra limitación, a diferencia de una bomba de desplazamiento positivo, es que una bomba centrífuga no puede funcionar bien en seco. Esto se debe a que debe cebarse inicialmente con el líquido que bombeará. Por lo tanto, las bombas centrífugas no son adecuadas para aplicaciones donde el suministro de líquido no sea constante.
Además, si la presión de alimentación varía demasiado, una bomba centrífuga puede producir un flujo inconsistente, a diferencia de una bomba de desplazamiento positivo que es insensible a las variaciones de presión y puede proporcionar una salida constante.
Una bomba centrífuga funciona mejor cuando se utiliza para bombear aceites, ácidos, bases, compuestos orgánicos, disolventes, agua o líquidos. No importa si se trata de una aplicación doméstica, agrícola o industrial. De hecho, el diseño de una bomba centrífuga es adecuado para prácticamente cualquier aplicación relacionada con fluidos de baja viscosidad.
Una bomba de motor encapsulado se utiliza para productos químicos, hidrocarburos y otros materiales sin fugas. Esta bomba no tiene sellos, tiene un impulsor conectado directamente al rotor y cuenta con un contrapeso dentro de un encapsulado.
Una bomba trituradora se utiliza para fines industriales, como el tratamiento de aguas residuales, aguas residuales, el procesamiento de alimentos y productos químicos. Esta bomba cuenta con un impulsor con dientes de molienda para la molienda de materiales sólidos.
Una bomba circuladora se utiliza principalmente para ventilación, calefacción y aire acondicionado. La característica más destacada de este sistema es su diseño compacto en línea.
Una bomba multietapa funciona mejor en aplicaciones de alta presión. Consta de varios impulsores para lograr una mayor presión de descarga.
Una bomba criogénica es ideal para refrigerantes y gas natural líquido con arena. Estas bombas están fabricadas con materiales especiales para funcionar a bajas temperaturas.
Una bomba de aguas residuales se utiliza principalmente en pozos, obras de construcción y minas de drenaje. Este tipo de bomba está especialmente diseñada para bombear agua con residuos sólidos.
A bomba de lodos Son ideales para lodos industriales, procesamiento de minerales y minería. Estas bombas están diseñadas específicamente para soportar y manipular lodos altamente abrasivos.
Si está familiarizado con el funcionamiento, el mantenimiento o las especificaciones de una bomba centrífuga, seguramente habrá oído hablar de la curva de la bomba. En pocas palabras, da una idea del caudal o la salida que se puede esperar de la bomba a una presión específica.
A medida que aumenta la presión de una bomba centrífuga, el caudal disminuye hasta el punto de detenerse y dejar de suministrar agua. Por otro lado, si no hay presión en el sistema, la bomba puede suministrar el máximo caudal posible. En un gráfico, se puede observar que estos puntos generan la denominada curva de rendimiento de la bomba.
Para comprenderlo mejor, tomemos el ejemplo de un automóvil. Un automóvil tiene varias marchas. La primera puede proporcionar una aceleración de 0 a 40 km/h; no sería bueno para el motor mantener esa velocidad durante el primer año. De igual manera, no sería bueno para el motor conducirlo a 10 km/h en tercera, aunque el motor esté diseñado para esa velocidad.
Siguiendo la misma lógica, aunque la curva de una bomba muestra las distintas presiones y caudales a los que puede operar, no indica que pueda funcionar en todos los puntos de su curva. Por lo tanto, la pregunta clave es: ¿en qué punto debería funcionar la bomba?
Como lo indica el término, BEP, o el punto de mejor eficiencia de una bomba, se refiere a las condiciones especificadas por el fabricante en las que la bomba funciona de manera más eficiente, prolongando la vida útil más larga posible y requiriendo el menor mantenimiento.
Cuando el bomba Si la bomba opera a una capacidad inferior a la BEP, se denomina operación "a la izquierda de la curva". De igual manera, si opera a una capacidad superior, se denomina operación "a la derecha de la curva".
Aunque no es prácticamente posible alcanzar el BEP preciso en todas las ocasiones, se recomienda que la bomba se encuentre dentro del 10 % del valor. Todos los operadores y especificadores de bombas han determinado que el punto óptimo de eficiencia se encuentra en términos de costo y consumo de energía. Sin embargo, cabe destacar que un exceso de presión durante un período prolongado puede generar problemas de costos y averías, además del desperdicio de energía.
Si la bomba funciona a baja presión durante un período prolongado, el fluido no fluye correctamente a través de la bomba, lo que genera recirculación en los puntos de succión y descarga.
Cuando el caudal de una bomba centrífuga supera su BEP, se produce un fenómeno llamado cavitación. El fluido bombeado desciende por debajo de la presión de vapor, formándose burbujas que estallan al volver a una región de alta presión.
Una bomba centrífuga funciona cuando la energía rotacional se transfiere desde uno o varios impulsores o rotores. El impulsor aumenta la velocidad y la presión del fluido, dirigiéndolo hacia la salida de la bomba. Su diseño es simple y su operación y mantenimiento son fáciles.
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