EQUIPOS DE BOMBEO Y TURBINAS República Bolivariana de Venezuela Universidad Nueva Esparta Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Cátedra: Mecánica de los Fluidos II EQUIPOS DE BOMBEO Y TURBINAS Prof. Frederick Flores Caracas; Mayo de 2015

Equipos de Bombeo Un equipo de bombeo es un transformador de energía. Recibe energía mecánica y la convierte en energía que un fluido adquiere en forma de presión, de posición o de velocidad.

CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS BOMBAS Las bombas se clasifican con base en una gran cantidad de criterios, que van desde sus aplicaciones, materiales de construcción, hasta su configuración mecánica. Un criterio básico que incluye una clasificación general, es el que se basa en el principio por el cual se adiciona energía al fluido. Bajo este criterio las bombas pueden dividirse en dos grandes grupos; Dinámicas y de Desplazamiento positivo.

CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS BOMBAS Dinámicas: bombas a las que se agrega energía continuamente, para incrementar la velocidad del fluido dentro de la bomba a valores mayores de los que existen en la succión, de manera que la subsecuente reducción de velocidad dentro ó más allá de la bomba, produce un incremento en la presión. De desplazamiento positivo. Bombas en las cuales se agrega energía periódicamente mediante la aplicación de fuerza a uno o más elementos móvil es para desplazar un número deseado de volúmenes de fluido, lo que resulta en un incremento directo en la 

Tipos de Bombas Dentro de la clasificación de los tipos de bombas, las más comúnmente utilizadas son las llamadas: Centrífugas Rotatorias Reciprocantes. Siendo las bombas centrífugas las que se usan generalmente para el bombeo de agua potable.

Bombas Centrífugas Una bomba centrífuga consiste en un rodete que produce una carga de presión por la rotación del mismo dentro de una cubierta. El diseño del rodete puede ser para flujo radial o axial.

Clasificación de las Bombas Centrífugas Por la dirección del flujo en: Radial, Axial y Mixto. Por la posición del eje de rotación o flecha en: Horizontales, Verticales e Inclinados. Por el diseño de la coraza (forma) en: Voluta y las de Turbina. Por el diseño de la mecánico coraza en: Axialmente Bipartidas y las Radialmente Bipartidas. Por la forma de succión en: Sencilla y Doble.

Bombas Rotatorias Las bombas rotatorias que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mínimo, su principio de operación está basado en un transporte directo del fluido de un lugar a otro.

Clasificación de las Bombas Rotatoria Los tipos de bombas rotatorias más comunes son las llamadas de engranes, tanto externos como internos, bombas de lóbulos y bombas de tornillo.

Bombas Reciprocantes Como su nombre lo indica, producen el bombeo de fluidos con base a un movimiento reciprocante de uno o varios pistones, siendo por ello también bombas de desplazamiento positivo.

Características de las Bombas Tipos de Bombas Centrífugas Rotativas Reciprocantes Descarga de flujo continuo, sin pulsaciones. Puede bombear todo tipo de líquidos, sucios abrasivos, con sólidos, etc. Altura de succión máxima del orden de 4.5 metros de columna de agua. Rangos de presión de descarga hasta de 150 kg/cm2. Rangos de volúmenes a manejar hasta de 20,000 m3/hr. Producen flujo continuo, sin pulsaciones. Su capacidad de succión es de 0.65 atmósferas (6.5 m de col. de agua). Su capacidad de flujo es generalmente de bajo rango. Su rango de presión de descarga es medio, del orden de 20 kg/cm2 máximo. Produce un flujo pulsante en función del movimiento de su(s) pistón(es). Su capacidad máxima de succión recomendada es de 0.65 atmósferas (6.5 metros de columna de agua) (aunque teóricamente pueden succionar a 1 atmósfera), y pueden construirse para trabajar a presiones hasta de 1,000 kg/cm2.

Turbinas Una Turbina hidráulica es una turbomáquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica.

Cambio de Presión en el Rodete Clasificación Clasificación Cambio de Presión en el Rodete Turbinas de Acción Turbinas de Reacción Diseño del Rodete Turbina Kaplan Turbina de Hélice Turbina Pelton Turbina Francis

Potencia Hidráulica 𝑷 𝒃 =𝝆.𝒈.𝑸. 𝒉 𝒃 La potencia (Pb) de una bomba hidráulica es la relación entre la energía de flujo proporcionada por la bomba y el tiempo que la misma ha estado en funcionamiento para comunicar dicha energía. 𝑷 𝒃 =𝝆.𝒈.𝑸. 𝒉 𝒃 Donde: Pb : Potencia teórica de la Bomba. (1 Hp= 745,7 Vatios) ρ: Densidad del Fluido (Kg/m3) g: Aceleración de Gravedad = 10 m/s2 Q: Caudal (m3/s) hb: Altura dinámica de la bomba (m)

Potencia Hidráulica 𝑷 𝒃 =𝜸.𝑸. 𝒉 𝒃 𝑷 𝒓𝒆𝒂𝒍 = 𝑷 𝒃 𝝁 Donde: 𝑷 𝒃 =𝜸.𝑸. 𝒉 𝒃 Donde: Pb : Potencia teórica de la Bomba. (1 Hp= 745,7 Vatios) γ: Peso Específico del fluido (Kg/m3) Q: Caudal (m3/s) hb: Altura dinámica de la bomba (m) Potencia real de una Bomba μ: Eficiencia de la Bomba 𝑷 𝒓𝒆𝒂𝒍 = 𝑷 𝒃 𝝁

Ejercicio Una bomba está instalada en un pozo a seis metros sobre el nivel del agua y tiene las siguientes características: Tiempo: 10 min Diámetro del Pozo 120 cm. Profundidad del pozo 300 cm. Calcula: a) El caudal suministrado por la bomba. b) Potencia real de la bomba, suponiendo un rendimiento del 0,6

Curvas Características El comportamiento hidráulico de una bomba viene especificado en sus curvas características que representan una relación entre los distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otros parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la potencia requerida y la altura de aspiración, que están en función del tamaño, diseño y construcción de la bomba. Se representan gráficamente, colocando en el eje de abscisas los caudales y en el eje de ordenadas las alturas, rendimientos, potencias y alturas de aspiración.

CURVAS CARACTERÍSTICAS