Campos, Diego Andrés Bombas Hidráulicas Industriales "Electiva V: Turbomáquinas"
1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
ESCUELA DE INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO MECÁNICO
ELECTIVA V “TURBOMÁQUINAS”
AUTOR:
CAMPOS, DIEGO ANDRÉS C.I. 28.095.140
ESTADO ANZOÁTEGUI, SEDE DE BARCELONA
DICIEMBRE, 2021
INSTITUTO UNIBRESITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
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Las bombas volumétricas o de desplazamiento positivo, son equipos
hidrostáticos los cuales bombean un volumen definido independientemente
de las revoluciones del motor pero de manera prácticamente independiente
de la presión. En estas bombas se cede energía de presión al fluido
mediante volúmenes confinados, produciendo un llenado y vaciado periódico
de una serie de cámaras y el trasiego de cantidades discretas de fluido
desde la aspiración hasta la impulsión.
Las bombas reciprocas son dispositivos mecánicos de
desplazamiento positivo, por ello estas reciben un volumen fijo
de líquido en condiciones casi de succión, lo comprime a la
presión de descarga y lo expulsa por la boquilla de descarga
Una bomba rotativa se compone de una cámara con uno o
dos anillos giratorios de distinto centro e impulsados por un
eje rotativo, los cuales poseen cavidades que van llenándose y
por ende empujando el fluido. Estos dispositivos son de poca
utilización y se caracterizan por no contar con válvulas de
entrada y salida separadas.
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También denominadas como bombas de émbolo, las bombas de pistón se basan en un control de
compresión de presión para llevar a cabo su principio de funcionamiento, por ello poseen como
elemento principal de trabajo un pistón que se mueve dentro de un cilindro, donde la succión del
pistón aspira el fluido y el empuje del mismo lo envía con más o menos presión por la tubería, por
lo que se requiere de válvulas que por el mismo empuje del agua cierran o abren las salidas. En
términos más concretos, esta variedad de bombas cuenta con un eje de accionamiento el cual va en
conjunto a un plato deflector que a su vez está unido a uno o diversos pistones, por lo que al
momento de accionarse el eje y el pistón de control (o pistones) comienza a girar en la misma
dirección, alterando el ángulo de la placa deflectora y permitiendo el paso del fluido al sistema, por
ello cuando la presión de descarga sube hasta el nivel predeterminado, se acciona una válvula
compresora para mantener el valor de la presión de descarga al nivel del valor de presión
determinada y accionar el pistón de control de caudal, reducido así el ángulo de la palca deflectora
para disminuir el caudal de salida y mantener constante la presión.
RECIPROCANTES BOMBAS DE PISTÓN O DE ÉMBOLO
En las maquinas hidráulicas son utilizada para
bombear el fluido hidráulico que después
accionará los diversos mecanismos de esta.
En el área industria de agua de alta presión, esta
bomba suele empelarse para hidrolimpiadoras,
equipos de corte por chorro de agua, en equipos
de chorreo de arena por agua a alta presión, entre
otros.
En la minera y construcciones normalmente se
usa como bomba de relleno de reservorios de
petróleo en los pozos petrolíferos, bombas de
hormigón, bombas de agua a alta presión para
perforadoras y tuneladoras, entre otros.
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Este tipo de bombas opera bajo los mismos principios de los cilindros de un motor automotriz,
las cuales están conformadas de dos cámaras con un diafragma o membrana de goma cada una y
válvulas esféricas que permiten el paso del agua, de tal forma que cuando una membrana
disminuye el volumen de su cámara respectiva, la otra membrana aumenta el volumen de la otra
cámara y viceversa, dándose la acción de bombeo. Generalmente para llevar a cabo su principio de
funcionamiento, las bombas de diafragma hacen uso de solo una de sus caras, donde la aspiración e
impulsión se produce por medio de dicho diafragma deformable que normalmente es de forma
circular, accionada por medios mecánicos o hidráulicos, la cual se encuentra sujeta fuertemente en
su periferia y empujado por su centro con movimientos axiales (arriba y abajo), generándose así un
cambio de presión. Por tanto, dicho cambio de presión genera que la válvula de succión se abra y
permita el paso del fluido, la diferencia de presión abre la válvula de impulsión y la membrana se
contrae, con lo cual el fluido sale de la bomba.
RECIPROCANTES
BOMBAS DE DIAFRAGMA
Poseen gran aplicación tanto al bombeo de aguas
residuales como para el tratamiento de aguas:
Bombeo de muestras, dosificación de ácidos y
bases para la corrección del pH. Trasvase de
floculantes, suspensiones, reactivos y lodos.
En cuanto a sus aplicaciones en las industrias
higiénicas alimentación, cosméticos y
farmacéuticas, estas son versátiles al momento
de transportar productos alimenticios como
sopas, nata, jarabe de glucosa, leche, yogurt,
saborizantes, alcohol, chocolate, azúcar glas,
pasta, cremas, masas, perfumes y cremas
dentales.
En la industria Mecánica, se utiliza para el manejo
de aceites, grasas, lubricantes, refrigerantes,
líquidos de lavado y limpieza, disolventes y fluidos
residuales, entre otros.
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Las bombas lobulares son bombas volumétricas rotativas, cuyo bombeo y principio de
funcionamiento esta generado por dos lóbulos que giran en sincronía y en sentido contrario sin
tocarse entre ellos, donde el lóbulo superior es impulsado por el eje conductor y el lóbulo inferior
está ubicado sobre el eje conducido, el cual esta accionado a través de un engranaje helicoidal,
generándose un vacío en el lado de aspiración determinado por el sentido de rotación del
accionamiento, trayendo como resultado de ello el líquido es arrastrado al compartimento de la
bomba. Por tanto, al cabo de unos cuantos giros más el líquido de bombeo desplazado por los
lóbulos, accede a lo largo de la pared de la bomba a la zona de presión, por lo que con cada rotación
del accionamiento se consiguen hasta seis llenados del compartimento en dependencia del tipo de
lóbulos,
ROTATIVAS BOMBAS DE LÓBULO
Debido a que admiten líquidos de gran viscosidad
(detergentes, glicerina, colas, pinturas), el rango
de aplicaciones de este tipo de bombas es muy
amplio, abarcando desde fangos, lodos, aguas
residuales o hasta residuos petrolíferos.
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Son un tipo de bomba de desplazamiento positivo, las cuales basan su funcionamiento por el
principio de desplazamiento y en el aprovechamiento de la fuerza de sus engranajes para transferir
fluidos. Para ello, los engranajes actúan dentro de la cámara de admisión de la bomba, donde un
piñón (engranaje) es impulsado por el eje principal y hace girar al otro en sentido contrario,
creando así una fuerza de succión en la entrada debido a la depresión creada al separarse los
dientes de uno respecto a los del otro engranaje que hace que el fluido sea aspirado para luego ser
transportado a través de los flancos de los dientes del engranaje, donde al juntarse los dientes del
eje conductor (piñón principal) con los del conducido, ocasiona que se reduzca el volumen para que
el fluido sea arrastrado y finalmente expulsado a una presión superior a la que ha entrado dentro
de la cavidad.
ROTATIVAS
BOMBAS DE ENGRANAJE
Como son bombas de industrial especialmente
utilizadas para el bombeo de fluidos con un
elevado grado de viscosidad, principalmente se
utilizan para el bombeo de productos corrosivos,
abrasivos, con alta viscosidad y peligrosos para el
medio ambiente.
El sector petroquímico es donde recurre a este
tipo de bomba con mayor frecuencia, ya que se
emplean para algunas tareas básicas, tales como:
la filtración, circulación, transferencia y
lubricación de líquidos viscosos, es decir, los
combustibles que después se distribuyen en las
poblaciones.
En cuanto a las aplicaciones en caucho, las
bombas de engranajes se usan para incrementar
la capacidad de las líneas existentes, mejorar la
estabilidad dimensional de los perfiles y generar
eficientemente una presión elevada requerida
para las recicladoras de caucho que proveen un
rápido retorno de inversión.
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Una bomba de tornillo es aquella variedad de bomba que se caracteriza por utilizar un tornillo
helicoidal excéntrico con movimiento rotativo dentro de una camisa como elemento principal para
hacer fluir el líquido entre dicho tornillo y la camisa. En función a lo antes mencionado, su principio
de funcionamiento está basado en el movimiento excéntrico del rotor o tornillo helicoidal dentro de
un estator o parte estática (camisa), en la cual se forman una serie de cavidades selladas en el
interior de la bomba debidos al conjunto tornillo/estator, ocasionando que cada una de estas
cavidades tengan el mismo tamaño y el mismo perfil. Por tanto, cuando la bomba se encuentra en
funcionamiento el rotor gira (alrededor de su propio eje) y las cavidades se mueven en espiral de
un extremo de la bomba al otro, desplazándose así el producto bombeado de una forma continuada
y constante hasta el punto de descarga de la bomba.
ROTATIVAS BOMBAS DE TORNILLO
Como esta variedad de bombas es
específicamente indicada para bombear fluidos
viscosos, una de sus principales aplicaciones que
tiene es la de bombear fangos de las distintas
etapas de las depuradoras, pudiendo incluso
bombear fangos deshidratados.
Son bombas ampliamente utilizadas en la
industria petrolera a nivel mundial, generalmente
destinadas al bombeo de crudos altamente
viscosos y con contenidos apreciables de sólidos.
En industrias tales como: pinturas y lacas, papel y
materiales de celulosa, productos alimenticios,
entre otros, se suelen aplicar para la impulsión de
pinturas, lacas, resinas , barnices y bombeos de
pasta celulósica, glucosa, aceites vegetales,
crema, pastas de chocolate, entre otros.
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Debido a su conjunto de aletas con cinemática radial, las bombas de aletas son máquinas
rotativas de desplazamiento positivo, donde dichas aletas deslizan u oscilan en un cilindro hueco
con ranuras radiales en el rotor. Estas bombas consisten de una carcasa cilíndrica, un rotor en
posición excéntrica y varias paletas de movimiento libre, las cuales se ubican en las ranuras del
rotor y a medida que el rotor gira la fuerza centrífuga las lanza contra la pared cilíndrica mientras
que crea una cámara entre el rotor y el cilindro. Posterior a esto el volumen de la cámara cambia a
medida que el rotor gira, mientras que desde el puerto de entrada el volumen de la cámara se
agranda y luego disminuye hacia el puerto de salida, luego cuando el aire entra por el puerto de
entrada y la cámara se agranda, las aletas crean un vacío. Por último, cuando se empuja al aire a
través de la cámara y se comprime, se produce presión en el puerto de salida, dándose el bombeo
deseado.
ROTATIVAS
BOMBAS DE PALETAS
Esta variedad de bombas se aplican en diversas
áreas de la industria y procesos, en las que
destacan: Transferencia de producto en el sector
petrolero, transferencia de productos químicos,
transferencia de productos para la industria textil,
limpieza de aceite en circuitos cerrados,
transferencia de agua en instalaciones de
refrigeración, vaciado de freidoras industriales,
lubricación de máquinas herramientas,
lubrificación de equipo ferroviario, transferencia
de productos alimenticios para cría de colmenas,
transferencia de agua en instalaciones de
refrigeración, lubricación de máquinas de obras
públicas, entre otros.
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Las bombas dinámicas, rotodinámicas o turbobombas, son máquinas
hidráulicas que cede energía al fluido mediante la variación del momento
cinético producido en el impulsor o rodete. En estas bombas se añade
energía continuamente para incrementar la velocidad y presión del fluido
dentro de dicha bomba, en la medida que éste fluido se desplaza por el
impulsor (el cual gira a altas revoluciones) convirtiendo así la velocidad del
fluido en energía de presión. Por tanto, el principio de funcionamiento de
estas bombas está fundamentado en la transferencia de energía centrífuga.
También denominadas en algunos casos como rotativas, son un tipo
de bomba hidráulica que poseen la capacidad de aumentar la
velocidad de los fluidos para que estos puedan desplazarse grandes
distancias. Dichas bombas están compuestas por un rotor de paletas
giratorio sumergido en el líquido, por lo que cuando el fluido entra en
la bomba cerca del eje del rotor y las paletas lo arrastran hacia sus
extremos a alta presión, el rotor también proporciona al líquido una
velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión en
una parte estacionaria de la bomba conocida como difusor.
Conocidas como bombas tipo turbina, de vértice o regenerativas, son una
variedad de bombas que se caracterizan por producir remolinos en el líquido
por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular
donde gira el impulsor. Cabe mencionar, que estas poseen una turbina más
pequeña que las bombas centrífugas.
Son aquellas que se utilizan en aplicaciones
en donde las bombas normales no son lo
suficientemente robustas y fiables o cuando se
deben cumplir requisitos especiales
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En el caso de las bombas radiales el flujo circula de forma paralela al eje de rotación,
empleando principalmente la fuerza centrífuga para impartir energía al fluido impulsado mediante
una envolvente helicoidal que se denomina voluta, la cual se encarga de guiar el flujo desde el
impulsor hasta el tubo de descarga.
CENTRÍFUGAS BOMBAS CENTRÍFUGAS DE FLUJO RADIAL
Las bombas de tipo flujo radial son de suma importancia y son ampliamente utilizadas en
procesos donde se requiere el transporte de una cantidad significativa de flujo a un alto nivel
de cabeza para así poder vencer grandes alturas y distancias muy largas, por ello son
empleadas en aplicaciones mineras, acueductos, industrias químicas, oleoductos y
aplicaciones domésticas.
BOMBA CENTRÍFUGA
DE FLIUJO RADIAL
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En las bombas centrifugas de flujo axial, dicho flujo circula de forma paralela al eje de rotación
cuyo funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el
fluido, donde este tipo de flujo continuo se da cuando el fluido pasa por los canales de los álabes
siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.
CENTRÍFUGAS
BOMBAS CENTRÍFUGAS DE FLUJO AXIAL
Las bombas del tipo flujo axial, se caracterizan por ser utilizadas para bombear grandes
caudales a poca altura, por ello con frecuencia se emplean para el bombeo del efluente tratado
de una estación depuradora o aguas pluviales sometidas a un desbaste previo.
BOMBA CENTRÍFUGA
DE FLIUJO AXIAL
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También conocidas como diagonal o semiaxiales, combinan las bombas de flujo axial con las
bombas de flujo radial. Por tanto, son aquellas en las que la carga de presión es desarrollada
parcialmente por la acción de la fuerza centrífuga y en parte por la propulsión axial, como resultado
de la combinación de estas dos fuerzas el fluido entra al centro del impulsor axialmente y es
descargado en una dirección axial y radial.
CENTRÍFUGAS BOMBAS CENTRÍFUGAS DE FLUJO MIXTO
Las bombas centrífugas del tipo flujo mixto, se utilizan para aplicaciones iguales o similares
a las de flujo axial y radial, por ello suelen empelarse en áreas de control de inundación,
plantas de tratamiento de aguas y control de polución.
BOMBA CENTRÍFUGA
DE FLIUJO MIXTO
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PERIFÉRICAS
BOMBAS
PERIFÉRICAS
UNI-PASO
BOMBAS
PERIFÉRICAS
MULTI-PASO
Son aquellas que poseen un solo impulsor, es decir,
una única turbina.
A diferencia de las bombas de uni-paso, las bombas
multi-paso son aquellas que están compuestas por
dos o mas turbinas.
Las bombas periféricas son ideales para instalaciones donde se requieras presiones
elevadas para caudales reducidos, por tanto estas bombas tienen amplias aplicaciones tanto
industriales como domésticas, ya que se puede usar para transportar aguas limpias serie
ideales para pequeños grupos de presión industriales o aplicaciones agrícolas.
Al ser bombas ideales para construcciones donde se requieren presiones elevadas del fluido
a transportar, suele utilizarse para edificaciones de gran tamaño, domésticas y sobretodo
piscinas.
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Son aquellas bombas basadas en la alta conductividad eléctrica de los fluidos que transporta,
por ello las corrientes eléctricas inducidas en el metal por un inductor dispuesto exteriormente al
circuito por donde discurre, producen (por acción conjunta con el campo magnético) la fuerza
necesaria para la circulación.
ESPECIALES BOMBAS ELECTROMAGNÉTICAS
Son bombas aplicadas únicamente a nivel industrial, con el fin de bombear metales líquidos
de alta conductividad eléctrica, ejerce una fuerza de bombeo que se desarrolla en los
metales cuando están confinados en un ducto o canal, estando el material sometido a
un campo magnético y una corriente eléctrica por un inductor dispuesto exteriormente
al circuito por donde transita. Por tanto, las bombas electromagnéticas también pueden
ser usadas para sistemas automáticos de soldadura, la cual forma una columna de estaño
con un caudal constante.
En la bomba electromagnética, el conductor es el metal líquido, que
circula por un conducto situado entre los polos de un electroimán.
Procedente de una fuente externa, se hace pasar a través del metal
liquido una corriente eléctrica, en dirección normal al campo
magnético y a la dirección que la corriente vaya a tener. La fuerza
ejercida sobre el conductor por el campo magnético provoca una
circulación del metal líquido.
REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE UNA
BOMBA ELECTROMAGNÉTICA
16. Navarra.es. Bombas hidráulicas. Extraído el 9 de diciembre de 2021 desde:
https://www.navarra.es/nr/rdonlyres/4f8a02b4-a60a-42ea-9017-
7c19f8722fa2/305689/bombas2.pdf
Uco.es. Bombas hidráulicas, noria árabe, edad media, Córdoba . Extraído el 9 de diciembre
de 2021 desde: http://www.uco.es/termodinamica/ppt/pdf/fluidos%2012.pdf
Fnmt.es. Sección 1: clasificación y tipos de bomba. Extraído el 9 de diciembre de 2021 desde:
https://www.fnmt.es/documents/10179/10666378/Clasificaci%C3%B3n+y+tipos+de+bom
bas.pdf/9eb9b616-ea47-0841-566b-3b49a93e83bf
Carrasco, S. (S/F). Bomba centrífuga de flujo mixto simple succión. Extraído el 9 de
diciembre de 2021 desde: https://es.scribd.com/document/352556226/Bomba-
Centrifuga-de-Flujo-Mixto-Simple-Succion