1.2.- ¿Qué son las Bombas Centrífugas?

Las bombas centrífugas son el diseño más utilizado y difundido de las bombas dinámicas. Este tipo de bomba comprende una extensa familia de diseños, donde la generación de presión se realiza por la conversión de Cabezal de Velocidad en Cabezal Estático

En las bombas centrífugas el movimiento de rotación de uno o más impulsores entrega energía al fluido que se desea bombear, el cual incrementa su velocidad. La velocidad que suministra el impulsor al fluido es convertida en Cabezal Estático aprovechable o presión en la sección de difusión de la carcasa (sea voluta o difusor, dependiendo del diseño de la bomba).

Existen dibujos de Leonardo De Vinci del siglo XV, donde disertaba sobre la posibilidad de usar la fuerza centrífuga del agua para elevarla, mediante la aceleración en un canal curvilíneo.

Otros inventores europeos usaron este principio diseñaron algunas estructuras que utilizaban la fuerza centrífuga del agua para elevar líquidos, entre estos se destaca el científico y físico francés Denis Papin, quien en 1689 hizo grandes contribuciones al desarrollo del movimiento de fluidos con elementos centrífugos.

Desde la primera mitad del siglo XIX se produjo un desarrollo acelerado de las bombas centrífugas con el inicio de las operaciones de producción de la empresa “Massachusets Pump Factory”. La empresa abrió las puertas en 1818, en la ciudad de Boston-USA, producían bombas centrífugas en escala comercial, con diseños rudimentarios usando impulsores abiertos de alabes rectos (diseñados basándose en las teorías del físico Denis Papin) y carcasas de sección rectangular a manera de voluta. La figura N° 1-6 muestra el diagrama de una bomba centrífuga típica, de uso general, donde se observa la carcasa en forma de espiral.

La bomba centrífuga clásica de una rueda estructurada tal cual la conocemos en la actualidad fue desarrollada por el inventor norteamericano William Andrews en 1839, cuando introdujo la carcasa tipo voluta en forma de espiral. En 1846, mejoró el rendimiento de sus bombas al usar en uno de sus diseños un impulsor completamente cerrado.

Figura N° 1-6.- Diagrama de una bomba centrífuga típica, de uso general.
Figura N° 1-6.- Diagrama de una bomba centrífuga típica, de uso general.
Fuente: ANDRIZ Group em www.andritz.com/

Durante su vida W. Andrews recibió un total de 35 patentes, por diferentes inventos incluyendo patentes de bombas centrífugas. Otro inventor W. H. Jonson construyó en 1846 la primera bomba centrífuga multietapas, específicamente de tres etapas.

El desarrollo amplio de las bombas centrífugas fue impulsado por la introducción del motor eléctrico de corriente alterna desarrollado a finales del siglo XIX, debido a la iniciativa de varios inventores, pero el diseño del alemán Dobrowolsky de la firma AEG fue el primer diseño eficiente de motor eléctrico. El presentó en 1889 un patente para un motor eléctrico trifásico con jaula de ardilla de 80 Watts que tenía una Eficiencia aproximada del 80%.

Con el motor eléctrico fue posible desarrollar velocidades lo suficientemente altas en equipos relativamente compactos, lo que permitió desde este momento movilizar caudales importantes de agua con presiones medias y altas, usando equipos significativamente más compactos y económicos que los equipos antecesores.

Acerca del autor de este libro:

José Miguel Acosta Pérez

José Miguel Acosta Pérez, es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1982); Especialista en Equipos Rotativos, Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1990), Especialista en Gerencia de Proyectos, Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) (Venezuela-2001), Especialista en Equipos para Producción de Petróleo On and Offshore, Universidade de Iguazu (UNIG) (Brasil-2010). 

E-mail de contacto: jose.acosta_pumpbook.com.br

CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN

1.1.- ¿Qué es una Bomba?
1.2.- ¿Qué son las Bombas Centrífugas?

CAPÍTULO 2
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

2.1.- Impulsores
2.2.- Eje
2.3.- Carcasa
2.4.- Anillos de Desgaste
2.5.- Cojinetes
2.6.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 3
¿CÓMO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS TRANSMITEN LA ENERGÍA A LOS FLUIDOS?

3.1.- Cabezal Total de una Bomba Centrífuga
3.2.- Sistemas Asociados a las Bombas y sus Características
3.3.- Potencia y Eficiencia en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 4
CURVAS DE RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

4.1.- Forma de la Curva de Rendimiento
4.2.- Diseño Hidráulico de las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 5
CEBADO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1.- Cebado Manual con Válvula de Pie
5.2.- Cebado con Tanque de Cámara Simple
5.3.- Cebado por Succión Positiva
5.4.- Cebado con Eyectores
5.5.- Cebado con Bombas de Vacío

CAPÍTULO 6
CARACTERÍSTICAS DE SUCCIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

6.1.- Como se Determina el NPSHA
6.2.- Como se Determina el NPSHR
6.3.- Como Mejorar el NPSHA de un Sistema de Bombeo
6.4.- Fenómeno de Cavitación

CAPÍTULO 7
OPERACIÓN CON LÍQUIDOS VISCOSOS

CAPÍTULO 8
FLUJO MÍNIMO

8.1.- Flujo Mínimo Térmico
8.2.- Flujo Mínimo Continuo

CAPÍTULO 9
LEYES DE AFINIDAD

9.1.- Aplicación de las Leyes de Afinidad
9.2.- Ajustes en los Impulsores Luego del Corte

CAPÍTULO 10
OPERACIÓN CON MÁS DE UNA BOMBA

10.1.- Bombas Operando en Paralelo
10.2.- Bombas Operando en Serie

CAPÍTULO 11
PARTES Y SISTEMAS ACCESORIOS PARA LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

CAPÍTULO 12
COJINETES

12.1.- Cojinetes Radiales
12.2.- Cojinetes de Empuje

CAPÍTULO 13
LUBRICACIÓN

13.1.- Tipos de Lubricación
13.2.- Lubricación con Grasa
13.3.- Lubricación con Aceite

CAPÍTULO 14
ACOPLAMIENTO

14.1.- Acoplamientos de Engranajes
14.2.- Acoplamientos de Rejilla de Agarre Continuo
14.3.- Acoplamientos Elastoméricos
14.4.- Acoplamiento Flexible de Láminas Metálicas

CAPÍTULO 15
SELLADO DEL EJE

15.1.- Caja de Sellos
15.2.- Empaquetaduras
15.3.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 16
MATERIALES DE FABRICACIÓN

16.1.- Materiales de Acuerdo con el ASME B73.1
16.2.- Materiales de Acuerdo con el API 610
16.3.- Otras Consideraciones

CAPÍTULO 17
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

17.1.- Control por Regulación de Flujo
17.2.- Control por Recirculación
17.3.- Control por Variación de Velocidad
17.4.- Otras Consideraciones para el Control de Flujo

CAPÍTULO 18
MOTORES ELÉCTRICOS

CAPÍTULO 19
VIBRACIÓN MECÁNICA EN BOMBAS CENTRÍFUGAS

19.1.- Como se Miden las Vibraciones y Como son Interpretadas
19.2.- Que Dicen el Asme B73.1 Y el API 610 Sobre Vibración
19.3.- Causas de las Vibraciones en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 20
PRINCIPALES TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

20.1.- Bomba de Succión Frontal
20.2.- Bomba Vertical en Línea
20.3.- Bombas Horizontales Multietapas
20.4.- Bomba Doble Succión Axialmente Partida, Entre Cojinetes
20.5.- Bomba Vertical Tipo Turbina

CAPÍTULO 21
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

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