Funcionamiento y aplicaciones de las bombas centrífugas

La primera máquina que se caracterizó en una bomba centrífuga se denominó máquina de elevación de lodo. Esta máquina apareció en el año 1475 de la mano de Francesco di Giorgio Martini. Es un ingeniero italiano del Renacimiento. Sin embargo, las bombas centrífugas propiamente dichas no se pusieron en práctica hasta el siglo XVII, cuando Denis Papin diseñó la bomba con la ayuda de paletas rectas. En el año 1851, el inventor británico John Appold lanzó la pala curva.

Las bombas más utilizadas y populares son las bombas centrífugas, que se utilizan principalmente para el trasvase de líquidos. Estas bombas pueden estar dotadas de un impulsor giratorio para trasvasar agua o fluidos con la ayuda de la fuerza centrífuga de un lugar a otro dentro de varias industrias como la municipal, las plantas de generación de energía, la agricultura, la industria, la minería, el petróleo, la industria farmacéutica, etc.

¿Qué es una bomba centrífuga?

La definición de bomba centrífuga es que es una bomba que puede utilizarse para manipular grandes cantidades de líquidos y proporcionar caudales extremadamente altos, y que tiene la capacidad de regular su caudal de líquido en un amplio rango.

Generalmente, estas bombas están diseñadas para líquidos que tienen una viscosidad comparativamente baja que se transfiere como aceite ligero o agua. Algunos de los líquidos de viscosidad de 680F -700F requerirán una potencia adicional para hacer funcionar las bombas centrífugas. Los componentes de las bombas centrífugas incluyen principalmente tres partes: un impulsor, una carcasa, una tubería de aspiración mediante una válvula de pie y una tubería de impulsión con filtro.

Una bomba centrífuga utiliza la rotación para transmitir la velocidad en la dirección del fluido. Cada bomba centrífuga utiliza un componente hidráulico como un impulsor que gira para transmitir la velocidad hacia el fluido bombeado.

Esta bomba se utiliza principalmente para transformar la velocidad en flujo de líquido. Cada bomba utiliza un componente hidráulico como una carcasa que capta la velocidad informada por el impulsor y dirige el fluido empujado hacia el extremo de expulsión de la bomba.

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Principio de funcionamiento de las bombas centrífugas

El principio de funcionamiento de las bombas centrífugas depende principalmente del flujo de vórtice forzado, lo que significa que cuando se permite que una determinada acumulación de líquido o fluido gire con un par exterior, se producirá un aumento de la cabeza de presión del líquido en rotación.

bomba centrífuga

El aumento de la cabeza de presión puede utilizarse para transportar agua de un sitio a otro. Es la fuerza que se ejerce sobre el líquido que hace que se suministre en la carcasa.

La eficacia de la bomba centrífuga

El rendimiento de una bomba centrífuga puede definirse como la relación entre la potencia de salida (agua) y la potencia de entrada (eje). Se puede demostrar mediante la siguiente ecuación.

Ef = PW / PS

Dónde,

Ef es la eficiencia

Pw es la potencia del agua

Ps es la potencia del eje

En EE.UU., la potencia en el eje es la potencia que se da al eje de la bomba en BHP (caballos de potencia del freno), y la potencia del agua Pw es

Pw = (Q x H) / 3960

Donde «Q» es el caudal y «H» es la altura.

En la ecuación anterior, la constante (3,960) cambia el caudal del producto y la altura en BHP. Las ecuaciones anteriores calculan que una bomba genera 100 GPM con 30 pies de altura y necesita 1BHP. Esto tendrá un rendimiento total del 75,7% al final del caudal. La segunda expansión de la ecuación también permite calcular la BHP necesaria en un punto del acto de la curva característica de la bomba centrífuga si reconocemos su rendimiento hidráulico.

Cebado de la bomba centrífuga

El cebado de la bomba es el paso más importante al poner en marcha una bomba centrífuga. Porque estas bombas no son capaces de bombear vapores, sino aire. Es el único tipo de método en el que el impulsor de una bomba se obtiene totalmente sumergido dentro del fluido excluyendo alguna trampa de aire en su interior. Esto es especialmente necesario cuando hay un arranque primario.

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Los métodos de cebado se clasifican en cuatro tipos: manual, con bomba de vacío, con bomba de chorro y con separador.

Tipos de bombas centrífugas

La clasificación de una bomba centrífuga puede hacerse principalmente en función de factores como la construcción, el diseño, el servicio, la aplicación, el cumplimiento de una norma industrial, etc. Así, una misma bomba puede encajar en grupos distintos que se comentan a continuación. En función del número de impulsores utilizados en la bomba, éstas se clasifican en los siguientes tipos.

tipos de bombas centrífugas
tipos de bombas centrífugas

Bomba de una etapa

La bomba de una etapa es una bomba de un solo impulsor, y su diseño y mantenimiento son muy sencillos. Estas bombas son perfectas para grandes caudales y para la fijación de bajas presiones. Las bombas de una etapa se utilizan normalmente en servicios de bombeo como los de gran caudal y de baja a moderada altura dinámica total (TDH).

Bomba de dos etapas

La bomba de dos etapas puede construirse con dos impulsores que trabajan uno al lado del otro. Estas bombas se utilizan principalmente en aplicaciones de altura media.

Bomba multietapa

La bomba multietapa puede construirse con dos o tres impulsores conectados en serie. Estas bombas se utilizan para servicios de gran altura.

Ventajas de las bombas centrífugas

Las ventajas de las bombas centrífugas son las siguientes

  • Estas bombas no incluyen sellos de accionamiento que reducen el riesgo de fugas.
  • Estas bombas se utilizan para bombear fluidos nocivos y arriesgados.
  • Estas bombas tienen un acoplamiento magnético que puede dañarse simplemente en situaciones de sobrecarga, además de proteger la bomba de fuerzas externas.
  • El motor y la bomba están separados entre sí, por lo que es imposible la transferencia de calor del motor a la bomba.
  • Estas bombas generan poca fricción.

Desventajas de las bombas centrífugas

Las desventajas de las bombas centrífugas son las siguientes

  • La pérdida de energía puede producirse debido al acoplamiento que genera cierta resistencia magnética.
  • Una vez que se produce la carga intensa, hay posibilidades de que el acoplamiento caiga.
  • Si se bombean fluidos con partículas ferrosas, se produce óxido y con el tiempo la bomba deja de funcionar.
  • Cuando el flujo de líquido es menor a través de la bomba, puede producirse un sobrecalentamiento.
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Aplicaciones de las bombas centrífugas

Las aplicaciones de las bombas centrífugas son las siguientes

Las bombas centrífugas son las más utilizadas, y el flujo de fluido las hace útiles en varias aplicaciones como industrias, aumento de presión, suministro de agua, necesidades domésticas, apoyo a sistemas de defensa contra incendios, regulación de agua de calderas y drenaje de aguas residuales, etc. Algunas de las principales aplicaciones son las siguientes

  • Estas bombas se utilizan en las industrias del petróleo y la energía para el bombeo de petróleo, lodo, lodos y plantas de generación de energía.
  • Estas bombas se utilizan en la industria y la protección contra incendios para la ventilación y la calefacción, la alimentación de calderas, el aumento de presión, los sistemas de rociadores de seguridad contra incendios y el aire acondicionado.
  • Estas bombas se utilizan en la gestión de residuos, la agricultura y la fabricación para plantas de tratamiento de aguas residuales, procesamiento de gas, riego, drenaje, industria municipal y seguridad de desbordamiento.
  • Estas bombas se utilizan en la industria alimentaria, química y farmacéutica para hidrocarburos, pinturas, celulosa, petroquímica, producción de bebidas, refinado de azúcar y alimentos.

Por tanto, se trata de bombas centrífugas que funcionan mediante la transmisión de energía rotativa de varios impulsores. Cuando la acción del impulsor aumenta la velocidad y la presión del líquido, lo dirige en dirección a la salida de la bomba. Por su fácil diseño, el funcionamiento y el mantenimiento de la bomba pueden ser sencillos y bien entendidos. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la velocidad específica de la bomba centrífuga?

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