3.2.- Sistemas Asociados a las Bombas y sus Características

Cuando se aplica una bomba en un servicio específico de inmediato pasa a estar asociada a un sistema particular por el cual circulan los fluidos que ella maneja.

La función fundamental de las bombas es suministrar el Cabezal Total (H) que es la energía necesaria para superar la resistencia de la tubería de los accesorios como son las válvulas, juntas, recipientes. Adicionalmente esta energía debe vencer la elevación y el Cabezal de Presión (si los recipientes de succión y descarga son presurizados). La figura 3-2 muestra un sistema de tuberías. En la figura 3-2 se observa el esquema básico de un sistema de bombeo compuesto por un recipiente de succión abierto a la atmósfera, designado con el punto N° 1, y un recipiente de descarga, abierto también a la atmósfera, designado con el punto N° 2, la bomba B, y el sistema de tuberías de succión, de descarga y accesorios como válvulas de succión, descarga, codos, conexiones etc.

Figura N° 3-2.- Sistema de bombeo, con recipien-tes de succión y descarga al mis-mo nivel.
Figura N° 3-2.- Sistema de bombeo, con recipientes de succión y descarga al mismo nivel.
Fuente: Pump and System Troubleshooting Handbook- Performance Curve vs. System Curve-By Phil Mayleben

Los recipientes de succión y descarga están al mismo nivel, ambos a presión atmosférica, por lo que se puede asumir que en los puntos de referencia de la superficie de los fluidos la velocidad es cero. Esto quiere decir que la energía que debe suministrar la bomba B para mover el fluido será utilizada solamente a vencer las perdidas por fricción en las tuberías y accesorios, ya que la diferencia de altura o elevación que define el Cabezal Estático es cero.

Las pérdidas por fricción en los sistemas de tuberías varían con el cuadrado de la velocidad del fluido manejado, cuando el flujo es completamente turbulento. Para determinar el valor de estas pérdidas se han desarrollado tablas que permiten determinar el factor K del accesorio para luego multiplicarlo por V2/2g y determinar el valor de Hf. El Cabezal Estático es cero debido a que los niveles de líquido en los tanques son iguales.

La figura 3-3 muestra la curva del sistema, que representa el Cabezal de Fricción (Hf).

Ahora cuando existe Cabezal Estático (h), que no es más que la diferencia de altura entre el líquido en la superficie del recipiente de succión y la superficie de líquido en el recipiente de descarga, cambia el nivel de energía que la bomba debe suministrar para impulsar al fluido hasta el recipiente de descarga, resultando que el sistema ahora se hace más complejo.

Figura N° 3-3.- Curva del sistema mostrando la perdida por Fricción.
Figura N° 3-3.- Curva del sistema mostrando la perdida por Fricción.
Fuente: Dibujado por el autor.

Esta curva se genera con las perdidas por fricción y perdidas hidráulicas en las tuberías y accesorios. En este caso como los recipientes están abiertos a la atmósfera el Cabezal de Presión es cero y como las referencias de los líquidos es la superficie del recipiente de succión y del recipiente de descarga que están en reposo el Cabezal de Velocidad también es cero.

En la figura N° 3-4 se muestra un diagrama del sistema de bombeo que muestra el Cabezal Estático (h).

Figura N° 3-4.- Sistema de bombeo que incluye el Cabezal Estático.
Figura N° 3-4.- Sistema de bombeo que incluye el Cabezal Estático.
Fuente: Dibujado por el autor.

En la ecuación de la energía a las perdidas por fricción de la figura anterior  se deben sumar el Cabezal Estático (h) del sistema; la suma de los dos términos de la ecuación representa el Cabezal Total (H) que debe suministrar la bomba para llevar el fluido al tanque de descarga, tal como se indicó en la sección 3.1.-, el Cabezal Estático no es más que la diferencia de altura entre la superficie de los líquidos en los recipientes de succión y descarga.

Las bombas también pueden descargar a recipientes presurizados, que no se encuentran a la presión atmosférica. En la figura 3-5 se observa un sistema con recipiente presurizado.

Figura N° 3-5.- Diagrama del sistema mostrando un recipiente presurizado.
Figura N° 3-5.- Diagrama del sistema mostrando un recipiente presurizado.
Fuente: Dibujado por el autor.

En este caso el sistema descarga en un recipiente presurizado, es decir que el Cabezal que debe vencer la bomba está definido por las pérdidas por fricción o Cabezal de Fricción (Hf) en el sistema, el Cabezal Estático (h) entre la bomba y el recipiente y la presión interna del recipiente (Po). Para esta aplicación la bomba debe suministrar energía adicional al fluido para vencer la presión del recipiente.

Por el contrario, las bombas pueden succionar o aspirar de un recipiente que posea presiones superiores a la atmosférica, es decir, que están presurizados, en esta condición las bombas se ven favorecidas por la entrada de una energía positiva al balance de energía total.  Existen otras posibles combinaciones de pérdidas en el sistema, Cabezales Estáticos o Cabezales de Presión que pueden estar presentes en un sistema de bombeo las cuales deben ser analizadas en cada caso en particular.

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

Suscríbete a Predictiva21

×

Hola

Haz clic en nuestro representante para hablar por WhatsApp o escríbenos al correo contacto@predictiva21.com

× ¿Cómo podemos ayudarte?