UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZACARRERA: INGENIERIA
QUIMICA
MATERIA: LABORATORIO Y TALLER DE PROYECTOS
CATEDRATICO: CORNELIO FLORES HERNANDEZ
ALUMNO: RODRIGUEZ HERNANDEZ PLACIDO JAHIR
GRUPO: 4801 SEMESTRE: 8
TAREA # 4. BOMBAS Y COMPRESORES
2015-03-16
BOMBASBomba es una mquina que absorbe energa mecnica y restituye
al lquido que la atraviesa energa hidrulica.Las bombas se crean
para impulsar toda clase de lquidos (agua, aceite , combustibles ,
cidos, lquidos alimenticios). Tambin se emplean bombas para bombear
lquidos espesos con slidos en suspensin.
BOMBAS CENTRIFUGASUna bomba centrfuga transforma la energa
mecnica de un impulsor rotatorio en las energas cinticas y
potenciales requeridas. Aunque la fuerza centrfuga producida
depende tanto de la velocidad en la punta de los labes o periferia
del impulsor y de la densidad del lquido, la cantidad de energa que
se aplica por libra de lquido es independiente de la densidad del
lquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta
velocidad y-que maneje un volumen definido de lquido, la energa que
se aplica y transfiere al lquido, (en ft-lb/lb de lquido) es la
misma para cualquier lquido sin que importe su densidad. (La nica
salvedad es que la viscosidad del lquido influye en esta energa
como se ver ms adelante.) Por tanto, la carga o energa de la bomba
en ft-lb/lb se debe expresar en pies (ft).ELEMENTOS DE UNA BOMBA
CENTRIFUGA:
Una tubera de aspiracin: que concluye prcticamente en la brida
de aspiracin.
El impulsor o rodete: formado por una serie de labes de diversas
formas que giran dentro de una carcasa circular.Una tubera de
impulsin: La finalidad de la voluta es la de recoger el lquido a
gran velocidad, cambiar la direccin de su movimiento y encaminarle
hacia la brida de impulsin de la bomba.
VENTAJAS Son aparatos giratorios. No tienen rganos articulados y
los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos. La impulsin
elctrica del motor que la mueve es bastante sencilla. Para una
operacin definida, el gasto es constante y no se requiere
dispositivo regulador. Se adaptan con facilidad a muchas
circunstancias. Bajo mantenimiento. El precio de una bomba
centrfuga es aproximadamente del precio de la bomba de mbolo
equivalente.
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Las bombas de este tipo son bombas de desplazamiento que crean
la succin y la descarga, desplazando agua con un elemento mvil. El
espacio que ocupa el agua se llena y vaca alternativamente forzando
y extrayendo el lquido mediante movimiento mecnico.
El trmino positivo, significa que la presin desarrollada est
limitada solamente por la resistencia estructural de las distintas
partes de la bomba y la descarga no es afectada por la carga a
presin sino que est determinada por la velocidad de la bomba y la
medida del volumen desplazado.
CLASES DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Hay dos clases de bombas de desplazamiento positivo:
a) Las de pistn o reciprocantes, que desplazan el liquido por la
accin de un mbolo o pistn con movimiento rectilneo alternativo, o
con movimiento de oscilacin.b) Las rotatorias, en las cuales, el
desplazamiento se logra por el movimiento de rotacin de los
elementos de la bomba.
BOMBAS RECIPROCANTES.
Caractersticas de funcionamiento
En las bombas reciprocantes el pistn crea un vaco parcial dentro
del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presin
atmosfrica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para
que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio
de desplazamiento depender de la velocidad de la bomba, el tamao de
las vlvulas de entrada y la efectividad del material sellante de
las vlvulas y del pistn.
Las vlvulas de las bombas de pistn son de dos tipos las de
succin, que permiten la entrada al espacio de desplazamiento, y las
de descarga, que dejan que el agua pase hacia el tubo de descarga,
Estas vlvulas operan por la fuerza que ejerce sobre ellas el peso
del agua, o por la accin ejercida por elemento de
desplazamiento.
Ventajas y desventajas de las bombas reciprocantesLas ventajas
de las bombas reciprocantes de pozo llano son:- Alta presin
disponible- Autocebantes (dentro de ciertos lmites)- Flujo
constante para cargas a presin variable- Adaptabilidad a ser
movidas manualmente o por motorLas desventajas son:- Baja descarga-
Baja eficiencia comparada con las bombas centrifugas- Muchas partes
mviles- Requieren mantenimiento a intervalos frecuentes- Succin
limitada- Costo relativamente alto para la cantidad de agua
suministrada- Requieren un torque considerable para llevarlas a su
velocidad- Flujo pulsante en la descarga.
BOMBAS ROTATORIASCaracteres generales de su funcionamientoLas
bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, que
consisten en una caja fija que contiene engranes, aspas u otros
dispositivos que rotan, y que actan sobre el lquido atrapndolo en
pequeos volmenes entre las paredes de la caja y el dispositivo que
rota, desplazando de este modo el lquido de manera similar a como
lo hace el pistn de una bomba reciprocante.Pero las bombas
rotatorias en vez de suministrar un flujo pulsante como sucede con
las bombas reciprocantes, descargan un flujo uniforme, por el
movimiento de rotacin de los engranes que es bastante rpido.Las
bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones
especiales, con lquidos viscosos, pero realmente pueden bombear
cualquier clase de lquidos, siempre que no contengan slidos en
suspensin. No obstante, debido a su construccin, su uso ms comn, es
como bombas de circulacin o transferencia de lquidos.Caractersticas
principales:- Son de accin positiva- Desplazamiento rotativo- Flujo
uniforme- Construccin compacta- Carga alta- Descarga relativamente
baja- Velocidades de operacin de moderadas a altas- Pocas partes
mviles- Requieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de
operacin- Flujo constante dentro de ciertos lmites para carga
variable- Aspiracin limitada.
Distintos tipos de bombas rotatoriasLas bombas ms comunes y ms
efectivas de este tipo son las de engranes externos. Segn los
dientes se separan en el lado de succin de la bomba, el espacio
entre dos dientes consecutivos se llena de lquido y de esta forma
es arrastrado hasta quedar atrapado entre estos y la pared de la
caja de la bomba; el movimiento de rotacin del engrane lleva
entonces el lquido atrapado hasta el lado de descarga, en donde al
quedar libre es impulsado hacia afuera por la llegada constante de
nuevas cantidades de liquido. Las bombas rotatorias son
generalmente fabricadas para capacidades que no exceden de 500 gpm
(31.54 l/s) y cargas que no sobrepasan 500 pies (152.4 m).
USOS MS CORRIENTES DE LAS BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO-
Bombeo en pozos llanos- Bombeo en pozos profundos- Para niveles de
agua variable- Bombas de incendio- Bombas de transferencia y
circulacin- Operacin por molinos de viento- Altas cargas a presin-
Alimentacin de calderas- Bombeo de aceite y gasolina- Fumigadores
de cosechas
BOMBAS DE LOBULOSLas bombas de lbulos estn constituidas
esencialmente por dos rotores o engranajes exteriores, de forma
lobular encerrados en un cuerpo. El movimiento relativo de estos
rotores, es el de un par de engranajes que giran a la misma
velocidad perifrica, aunque esta propiedad sea impuesta por un
mecanismo exterior al cuerpo de la bomba. De la precisin con que se
efecta este movimiento se consigue que los rotores no se rocen
entre s, ni con el cuerpo, lo cual permite que las bombas puedan
girar en ambos sentidos, sin rozamiento metal - metal evitando as
cualquier desgaste y alcanzando, por otra parte, excelentes alturas
de aspiracin, aunque esta caracterstica estar en funcin de la
viscosidad del fluido que se bombee y de la velocidad de
accionamiento.Varios millares de protectores de bombas estn en
servicio, despus de 25 aos.Las aplicaciones de las bombas son muy
diversas: refineras, fbricas de golosinas, las papeleras, las
petroqumicas, las fbricas de agro-comida, la industria farmacutica,
centrales nucleares, estaciones depuradores de agua...
BOMBAS DE LOBULOS.Unabomba de tornilloes un tipo de bomba
hidrulica que se diferencia de las habituales. Esta bomba utiliza
un tornillo helicoidal excntrico que se mueve dentro de una camisa
y hace fluir el lquido entre el tornillo y la camisa.Est
especficamente indicada para bombear lquidos viscosos y que no
necesiten removerse o que formen espumas si se agitan. Como la
bomba de tornillo desplaza el lquido, este no sufre movimientos
bruscos, pudiendo incluso bombear uvas enteras.El principal uso que
se le da es bombear fangos de las distintas etapas de las
depuradoras, pudiendo incluso bombear fangos deshidratados
procedentes de filtros prensa con un 22-25% de sequedad.
DIAFRAGMALas bombas de diafragma son un tipo de bombas de
desplazamiento positivo (generalmente alternativo) que utilizan
paredes elsticas (membranas o diafragmas) en combinacin con vlvulas
de retencin (check) para introducir y sacar fluido de una cmara de
bombeo. Existen modelos sumergibles y no sumergibles. Son muy
verstiles Estas bombas son capaces de manejar inclusive materiales
crticos de una manera confiable y segura. Trabajo libre de aceite y
funcionan sin obstculos. Funcionamiento en seco. Caudal y altura de
elevacin regulables. Regulacin final de velocidad y de
presin.COMPRESORES
COMPRESOR TIPO PISTONSon mquinas rotativas en las cuales agua u
otro liquido hace las veces de pistn para comprimir y desplazar el
gas que se maneja.
El compresor de pistn lquido utiliza un rotor con paletas
curvadas hacia delante alrededor de un cuerpo central que tiene
aberturas de admisin y de descarga; las paletas actan sobre un
anillo de lquido atrapado en el interior de la carcasa elptica. Los
elementos bsicos son la carcasa, las tapas y el ensamble del
rotor.
El principio de operacin es que las paredes de lquido son las
que se mueven y hacen que el volumen de las cmaras que se forman
entre dos paletas consecutivas, disminuyan al pasar de la abertura
de admisin a la descarga. El lquido en movimiento reciprocante
ejerce un efecto de pistn sobre el aire atrapado en las cmaras, las
aberturas de admisin y descarga en el centro son fijas y no hay
vlvulas. En cada revolucin se completan dos ciclos de compresin en
cada cmara del compresor.
Funcionamiento
Diagrama A La cmara del lbulo A est llena de gas a la presin de
admisin y la entrada de gas est a punto de terminar. El lbulo B est
entregando gas a la presin de descarga.
Diagrama B El lbulo A ha cerrado la admisin pero an no ha pasado
el bord de la abertura de descarga. El lbulo B an est
descargando.
Diagrama C El lbulo A ha pasado la abertura de descarga
permitiendo que el gas fluya a la cmara, comprimiendo el gas que
all se encuentra. El otro lado del lbulo A est empezando el ciclo
de admisin. El lbulo B an est descargando.
Diagrama D El lbulo A an est descargando en un lado y llenando
su otra cmara con gas de admisin. El lbulo B ha completado la
admisin para su segunda cmara y est a punto de pasar por la
abertura de descarga.
COMPRESOR TIPO TORNILLO
Est maquina es una unidad rotativa de desplazamiento positivo
con dos rotores helicoidales que comprimen el gas en las cmaras que
se forman entre las caras de los lbulos Helicoidales encajados y la
carcasa.
El elemento bsico es la carcasa con un ensamble de rotores. Los
lbulos en los rotores no son idnticos.
El rotor macho o gua tiene una forma que coincide en la cavidad
del rotor hembra o guiado. Alrededor del 85 al 90 % de la potencia
es utilizada por el rotor principal; el guiado requiere entre 10 y
15 por ciento a lo sumo.
Hay dos tipos de mecanismo de tornillo rotativo: Uno utiliza
piones acoplados para mantener los dos rotores en fase todo el
tiempo; esta clase no requiere lubricacin y el sello se consigue
mediante tolerancias ajustada.
El segundo tipo usa un bao de aceite a lo largo de la mquina
para lubricar, sellar y refrigerar el gas comprimido; este tipo de
mecanismos los piones acoplados generalmente son omitidos.
Funcionamiento
La cmara del rotor guiado est totalmente abierta y llena con el
gas de admisin. La cmara del rotor principal est abierta hacia la
admisin, pero todava no est llena en su totalidad. La cmara del
rotor guiado se ha cerrado y la cmara del rotor principal se ha
llenado aunque an est abierta hacia la admisin. Los lbulos se han
entrelazado, las cmaras que casan se juntan y comienzan a disminuir
su volumen. Las cmaras espirales se hacen ms pequeas. El gas se
comprime a medida que es llevado en direccin axial hacia el extremo
de descarga. A lo largo de la secuencia de 1 a 4 la cubierta del
extremo de descarga ha estado sellando la cmara. La abertura de
descarga se descubre y el gas comprimido es entregado al sistema.
Mientras esto ocurre con una cmara, las dems estn siguiendo el
mismo ciclo.
BIBLIOGRAFIA
GREENE, W. Richard. Compresores. Seleccin, uso y
mantenimiento