El presente documento contiene una descripción de las bombas y sus tipos, especialmente se indican las caracteristicas, operacion y control de las bombas cetrifugas

1. Trabajo Final de
Instrumentación
Industrial
OPERACIÓN Y CONTROL DE
BOMBAS CENTRIFUGAS

2. Bombas
• Las Bombas se usan para desplazar
líquidos
comunes desde agua hasta ácidos en procesos
químicos, en el campo petrolero es común
transportar varios derivados como benceno o nafta,
desde las bases de almacenamiento hacia los campos
finales de proceso, el caso es que todos estos líquidos
tienen propiedades distintas como su viscosidad,
densidad, partículas en suspensión, o incluso
corrosivos todos estos factores son analizadas antes
de escoger algún tipo de bomba.

3. Tipos de Bombas
La energía que consume una bomba depende de:
• La altura que tiene que atravesar el fluido.
• La presión que se necesita para descargar el fluido.
• Las propiedades físicas de la tubería (diámetro, longitud,
rugosidad)
• Rapidez del flujo.
• Propiedades Físicas del Fluido.

4. Tipos de Bombas
Cinéticas
Bombas Centrifugas
De Flujo
Axial
BOMBAS
Desplazamiento
Bomba Recipriocante
Bombas Rotativas
Mixto Radial De Diafragma De Pistón De Tornillo De engranaje
De lóbulo

5. Bombas Centrífugas de Flujo
• El funcionamiento consiste en succionar el
fluido con la ayuda del la fuerza
centrífuga del rotor (flecha) y desplazarlo
desde una posición inicial a una final con
la ayuda de un disco impulsor que tiene
unas aspas, el motor que acciona la
bomba puede ser de combustión interna o
eléctrico.

6. Bombas
Centrífugas de
Flujo
Características:
•Transportan
líquidos
fríos,
calientes,
contaminantes,
no
contaminantes, incluso químicos.
•Los
fluidos
muy
viscosos
perjudican el rendimiento.
•Presentan un bajo mantenimiento
y un rendimiento optimo para
caudales pequeños.

7. Partes de una Bomba Centrífuga de Flujo

8. Componentes principales y
auxiliares de una bomba centrifuga.
•Cojinetes: son elementos que permiten los giros y alineación de la flecha, también son conocidos
como rodamientos.
•Flecha: es una barra cilíndrica metálica, que como eje se encarga de transmitir el movimiento
giratorio del motor, la alineación de este elemento influye en el accionamiento del equipo.
•Cuerpo: es la cubierta del impulsor, dependiendo del servicio que presta la se realiza el diseño de
la caja.
•Impulsor: es el elemento que se conecta a la flecha por esto gira con la misma, la utilidad
principal es impulsar el agua, de acuerdo al servicio que presta depende sus múltiples diseños.
•Arrancador eléctrico: es el elemento que permite el paso de la energía eléctrica al motor.
•Válvula: se consideran como elementos auxiliares son esenciales para controlar el paso o salida de
los fluidos.
•Tablero de Control: en el tablero se encuentran todos los elementos de maniobra necesarios que
realizan distintas funciones, estos elementos eléctricos están programados para operar las bombas.
•Motor: puede ser eléctrico o de combustión interna que transmite el movimiento giratorio por
medio de la flecha.

9. TIPOS DE IMPULSORES
Bombas Centrifugas de flujo Radial: utilizadas
DE UNA BOMBA
para líquidos limpios que no contengan
sólidos en suspensión, los caudales que
CENTRIFUGA.
Impulsor Flujo
Impulsor Flujo
Axial
Radial
Impulsor Flujo
Mixto
manejan son pequeños usa impulsores
angostos para cargas altas.
Bombas Centrifugas de flujo Mixto: utilizadas
para líquidos con sólidos en suspensión, los
caudales son intermedios y usa impulsores
más anchos que los radiales además los alabes
tienen una doble curvatura, torciéndose en el
extremo de la succión, la velocidad especifica
aumenta.
Bombas Centrífugas de flujo Axial: utilizadas
para cargas pequeñas y grandes caudales,
tienen impulsores tipo propela, de flujo
completamente axial. Estos impulsores son los
de mayor velocidad específica y son
adecuadas para drenaje en ciudades.

10. TIPOS DE IMPULSORES
DE UNA BOMBA
CENTRIFUGA.
Impulsor Flujo Radial
Impulsor Flujo
Mixto
Impulsor Flujo Axial

11. Principio de Operación
Suponiendo que el líquido se
encuentra en el punto A, en este
nivel con las válvulas B y C
abiertas, el líquido se llenara en
toda la tubería y la bomba sin
necesitar
ningún
esfuerzo,
manteniéndose en el nivel E
(acción de vasos comunicantes).

12. Principio de Operación
Con el giro del rotor R en el sentido de la
figura, el paquete de liquido que se
encuentra en el conducto toma la velocidad
V que depende de la rapidez angular (w)
del rotor, al situarse a una distancia H del
centro de giro, actúa una fuerza F lo cual lo
hace alejarse del centro, entonces el
paquete de liquido de masa m con una
velocidad V, adquiere la energía cinética
suficiente para desplazarse por la tubería y
alejarse completamente, con la válvula B
abierta finalmente el liquido sale por el
punto S.

13. Principio de Operación
Si la válvula en B está cerrada, el giro del
rotor seguirá incrementando la energía
de los paquetes de líquido que hay en la
carcasa hasta que salgan de ella, se creará
un vacío dentro de la carcasa, así que si
en este preciso momento el nivel del
tanque de suministro se encuentra en A
entonces será el fenómeno de la presión
atmosférica
quién
lleve
nuevamente
líquido a la carcasa, continuando esta
sucesión de acontecimientos mientras el
rotor permanezca girando.

14. Operación de Bombas
Centrífugas
• Como el sistema cuenta con dos válvulas: la válvula de aspiración A
debe estar abierta, mientras que la válvula de salida (punto S) B
cerrada.
• Antes de comenzar el funcionamiento, la bomba debe ser llenada
con el líquido que se va a bombea junto con la cañería de aspiración.
• Sacar el aire que se encuentra en la caja del sello, retirando el
respectivo tapón de salida, haciendo girar el eje a mano un par de
vueltas, en caso de ser necesario llenar nuevamente de líquido.
• Si la bomba tiene prensaestopas con enfriamiento de agua, se debe
abrir la válvula de paso de la cañería de agua.

15. Operación de Bombas
Centrífugas
• Se debe controlar que la presión de entrada de la bomba es suficiente,
para evitar la formación de vapor en ella.
• El ajuste de la empaquetadura en caso del prensaestopas, es necesario
solo un tiempo de dos horas. Durante este período la empaquetadura
filtrará abundantemente; después se debe ajustar el prensaestopas de tal
modo que el agua salga gota a gota.
• No se debe regular ni mucho menos controlar la capacidad de la
bomba con la válvula ubicada en la tubería de aspiración, debido a que
debe estar abierta cuando la bomba este en funcionamiento.
• No se debe poner a funcionar la bomba en vacío (sin liquido).

16. Curva Característica de
una bomba
La altura de presión
H de una bomba es el
trabajo mecánico útil transmitido por la bomba
al líquido bombeado dividido por la fuerza
originada por el peso del líquido bombeado bajo
el efecto de la aceleración de la gravedad local.
En el eje vertical, la ordenada, se muestra
la altura de presión H de la bomba en
metros [m]. El eje horizontal, la abscisa,
está dividida en unidades del caudal Q de
la bomba en metros cúbicos por hora
[m3/h].

17. Operación de bombas en serie o en paralelo
Bombas en serie
• Con esta configuración se puede lograr una
mayor altura de elevación, manteniendo
constante el caudal, el caudal que descarga la
primera bomba es captado por la segunda y el
que ésta descargando es impulsado por la
siguiente, con el propósito de aumentar la altura
de elevación.
Bombas en paralelo
• Con esta configuración se logra aumentar el
caudal de entrega. Consiste básicamente en
colocar 2 o más bombas a aspirar desde un
mismo lugar, con el propósito de aumentar el
caudal elevado.

18. Rendimiento de bombas en serie o en paralelo
Bombas en serie
El rendimiento de una bomba esta dado por:
El rendimiento de las bombas conectadas en serie está dado por:
Bombas en paralelo
El rendimiento de las bombas conectadas en serie está dado por:
Donde:
• H= altura de Presión
• p = densidad del fluido
Q = Caudal del Fluido
Pm= potencia en el eje
g = gravedad.

19. Control de Bombas Centrifugas
Control de
velocidad Variable
El control de velocidad variable es económico y el rendimiento
no se ve afectado, se trata de adaptar con datos específicos a
la regulación de caudal pero con velocidad variable.
Un sistema de bombeo controlado por presostatos o fujostatos
incrementa la presión hasta ubicarse en un nuevo de trabajo
(punto 2) siempre y cuando la demanda cambia de caudal
inicial a uno final Q (1 – 2) a velocidad nominal.
Variación de Velocidad
Con un variador de velocidad se pasa a suministrar el caudal
reduciendo la velocidad de la bomba, situándola en el punto
(2’), conservando la presión constante y reduciendo la potencia
consumida.
El ajuste de velocidad con la ayuda de un variador, se adapta a
la demanda necesaria, lo que significa la velocidad promedio
menor que la nominal esto quiere decir que se tiene un ahorro
en consumo considerable.

20. Control de Bombas Centrifugas
Control de Velocidad
Constante
Se trata en estrangular de la tubería de impulsión para
regular el caudal deseado pero sufre una disminución en el
rendimiento aunque es un método simple y fácil de adoptar.
Una bomba que suministra un caudal Q, a una altura H,
vertiendo el líquido a través de una tubería cuya característica
resistente esté representada por la curva R1
Si por requerimientos especiales de servicio se desea que a esa
misma altura H1 entregue un caudal menor Q2 , se debe
crear una pérdida adicional que
haga pasar la curva
resistente de la tubería R1, a R2.
Regulación de Bombas
Centrífugas
Esta pérdida suplementaria será igual a H2–H3, y la tendrá
que producir la válvula de estrangulación, puesto que la tubería
instalada par el caudal deseado Q2 solo puede producir una
perdida equivalente a H3, sobre la curva resistente R1 .

21. Control de Bombas Centrifugas
Adaptación de una bomba a las
condiciones del sistema, recorte del
rodete
Se puede influenciar en una parte mecánica de
la bomba específicamente reduciendo el
diámetro exterior del impulsor.
Recorte del Rodete del
0% al 15% máximo
La curva característica de una bomba dada y
el punto de funcionamiento (2) demandado
por la instalación. Para calcular el nuevo
diámetro del rodete adecuado que modifique la
curva característica original de la bomba y
conseguir que pasar por el punto de trabajo
deseado 2, se debe trazar una recta desde el
origen hasta el punto 2, para que corte la
curva característica de la bomba se sitúa el
punto 1 similar al punto 2.

22. Control de Bombas Centrifugas
Adaptación de una bomba a las condiciones del sistema, recorte del rodete
El diámetro a buscar se obtiene a partir del diámetro inicial D1 correspondiente al
punto 1 aplicando las relaciones de semejanza siguientes:
Ahora se puede conocer el diámetro D2 , que en teoría será el necesario para que la
curva de funcionamiento de la bomba se adapte a los datos de funcionamiento
requeridos por el sistema.
Cuando el recorte es grande se tiende alejarse de las condiciones requeridas en teoría
lo que afecta en gran manera al rendimiento.

23. FIN