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Bombas Tecnología parte 1 - Monografía



 
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Tecnología. Tipología. Industria. Componentes. Instalación, operación y mantenimiento



INTRODUCCIÓN



Las bombas son de gran importancia en el trasiego de fluidos, debido a su capacidad de producir vacío, con lo cual se puede empujar el fluido hacia donde se desee transportar. Existe una infinidad de bombas las cuales tienen distintas funciones, todo depende del tipo de fluido de la temperatura a la cual se va a transportar y la presión que se soportará.
Así surgen las bombas centrífugas que fundamentalmente son máquinas de gran velocidad en comparación con las de movimiento alternativo, rotativas o de desplazamiento.  Funciona a altas velocidades, acopladas directamente al motor de accionamiento, con lo que consigue que las pérdidas por transmisión sean mínimas.
Una bomba o una máquina soplante centrífuga consta esencialmente de uno o más rodetes provistos de álabes, montados sobre un árbol giratorio y cerrados en el interior de una cámara de presión denominada cubierta


PRINCIPIO Y CLASIFICACION.



Un equipo de bombeo es un transformador de energía, mecánica que puede proceder de un motor eléctrico, térmico, etc.   Y la convierte en energía, que un fluido adquiere en forma de presión, de posición y de velocidad.
Así se tendrán bombas que funcionen para cambiar la posición de un cierto fluido.  Por ejemplo la bomba de pozo profundo, que adiciona energía para que el agua del subsuelo se eleve a la superficie.
Un ejemplo de bombas que adicionan energía de presión sería una bomba en un oleoducto, en donde  las cotas de altura así como los diámetros de tuberías y consecuentemente las velocidades fuesen iguales, en tanto que la presión fuesen iguales, en tanto que la presión fuese incrementada para poder vencer las perdidas de fricción que se tuviesen en la conducción.
Existen bombas que trabajan con presiones y alturas iguales que únicamente adicionan energía de velocidad.  Sin embargo a este respecto hay muchas confusiones en los términos presión y velocidad por la acepción que llevan implícita de las expresiones fuerza-tiempo. En la mayoría de las aplicaciones de energía conferida por la bomba es una mezcla de las tres.  Las cuales se comportan de acuerdo con las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos.
Lo inverso a lo que sucede en una bomba se tiene en una máquina llamada comúnmente turbina, la cual transforma la energía de un fluido> en sus diferentes componentes citadas en energía mecánica.
Para una mayor claridad, buscando una analogía con las máquinas eléctricas, y para el caso específico del agua, una bomba sería un generador hidráulico, en tanto que una turbina sería un motor hidráulico.
Normalmente un generador hidráulico (bomba) es accionado por un motor eléctrico, térmico, etc. mientras que un motor hidráulico (turbina) acciona un generador eléctrico.
Tratándose de fluidos compresibles el generador suele llamarse compresor y el motor puede ser una turbina de aire, gas o simplemente un motor térmico.
Antes de conocer los fundamentos de operación de las bombas es necesario distinguir las diferentes clases de bombas que existen, y para esto la clasificación dada por el “Hidraulic  Institute” de E.U.A. (1984) parece ser la más adecuada.
Existe una diversidad de clasificación de bombas que ocasionalmente puede causar confusión al intentar ubicarlas dentro de un cierto tipo, clave u otra distinción, sin embargo la más adecuada para propósitos de este trabajo es la proporcionada por el instituto de Hidráulica de los.E.U.U.
Esta clasificación toma en cuenta la forma cómo el fluido se desplaza dentro de los elementos de la bomba, así para aquellos en los que el fluido se desplaza a presión dentro de una carcasa cerrada, como resultados del movimiento suavizada de un pistón o embolo, se le denomina  “bombas de desplazamiento positivo”, mientras que las bombas en las cuales el fluido es desplazado por el movimiento circular de uno o varios impulsores provistos de alabe, se les denomina “Bombas Centrifugas”  y es en el presente trabajo a estas últimas a las que se hará referencia.
La clasificación anterior parece ser la más adecuada sin embargo, puede ser útil conocer dentro de esta clasificación algunas características o situaciones que ayudara a seleccionar la bomba más adecuada.  Si por ejemplo estás pueden ser clasificadas de la siguiente manera; según el sistema donde funcionarán o la forma física de ella.  Para la primera clasificación que es conocer el sistema donde la bomba tendrá su funcionamiento.
Consiste en saber si la bomba succionara del recipiente y con alturas variables o si la bomba se instalará en un sumidero o en una fosa.  Así mismo en necesario el liquido que la bomba manejará: si con volátiles, viscosos, calientes o pasta
s aguadas, que así se manejará el concepto de densidad y partículas que la bomba pueda impulsar.
Respecto a la forma física de la bomba se debe tener en cuenta que existen bombas de eje horizontal o vertical, ambas de empujes centros o de desplazamiento positivo, baja  o  alta velocidad , también la especificación  de los materiales deben ser compatibles con los líquidos que se bombearán.
Una practica común es definir la capacidad de una bomba con el número adimensional llamado velocidad específca.

CLASIFICACION DE BOMBAS



BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO



Las bombas de desplazamiento se suelen dividir en cuatro clases generales: 1) de potencia reciprocante, 2) de vapor 3) rotatorias y 4) sin pistones. Una bomba de potencia es una bomba reciprocante impulsada por una fuente de energía externa aplicada al cigüeñal de la bomba. una bomba de vapor es una bomba reciprocante y una máquina de vapor construidas como una sola unidad. la potencia para accionar la bomba la suministra la máquina de vapor. una bomba rotatoria es una bomba de desplazamiento positivo y consta de una carcasa fija en la cual están alojados engranes, excéntricas, tornillos, paletas, émbolos buzo o elementos similares, accionados por la rotación del árbol impulsor. Estas bombas se caracterizan por sus ajustadas holguras de funcionamiento y por la ausencia de válvulas de succión y de descarga. Frecuentemente, las bombas rotatorias sólo se lubrican con el fluido que se bombea. En las bombas sin pistones se utiliza la presión directa de aire, gas o vapor sobre el fluido que se bombea.

Bombas de potencia reciprocantes


Las bombas de potencia son máquinas de desplazamiento positivo que, a una velocidad constante entregan esencialmente la misma capacidad a cualquier presión dentro de la capacidad del impulsor y la resistencia mecánica de la bomba. La alta eficiencia inherente de estas bombas es casi independiente de la presión y la capacidad, y sólo es un poco más baja en una bomba pequeña que en una grande. Por ello, la bomba de potencia es de gran utilidad en donde se requieren alta presión y baja capacidad, donde su alta eficiencia compensa con creces su alto costo inicial. En algunas aplicaciones, la entrega constante con presión variable es una ventaja definida, ya que esta bomba de potencia también puede actuar como dispositivo dosificador. En algunas aplicaciones, esto crea un problema de control que debe resolverse si se varía la velocidad, se deriva a velocidad constante, o se carga y descarga la bomba en forma intermitente. Muchas bombas de potencia se disponen para poder cambiar con facilidad el tamaño del pistón o émbolo buzo, con lo cual se tiene una bomba adaptable para un considerable rango de presiones, en que la capacidad varía inversamente con la presión a una salida constante de potencia hidráulica. Las bombas de potencia se encuentran con dos, tres, cinco, siete y nueve émbolos y de acuerdo a esto se les llama dúplex. tríplex, quíntuplex, séptuplex y nónuplex respectivamente.
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Extremo tipico del fluido

Bombas verticales de potencia.

Se construyen con extremos de potencia totalmente encerrados y autolubricados, protegidos en forma eficaz contra infiltración de fluido bombeado o la entrada de polvo de la atmósfera circundante. Las velocidades del émbolo buzo hasta de 400 pie/min. (20 m/s), en las bombas de carrera corta con velocidades de rotación de 300 a 720 rpm. , permiten la conexión directa con el impulsor o con una transmisión de reducción sencilla, en lugar de las transmisiones de doble reducción que se suelen requerir con bombas antiguas de baja velocidad. En la figura  se ilustra una bomba invertida, típica, de 50 a 1500 bhp (37 a 1100 kW). El múltiple de succión (1) se comunica con las válvulas de succión (2) que dirigen el flujo hacia las cámaras individuales de los émbolos dentro del cilindro de trabajo (3). Válvulas similares de descarga (4), están alojadas en forma parcial en el múltiple de descarga (5) en el lado opuesto del cilindro. El prensaestopas (6) se extiende hacia arriba desde el cilindro y aloja el émbolo buzo (7), la empaquetadura del embolo (8) y los bujes de alineación (9). El collarín de prensaestopas (10) Y las tuercas y pernos del prensaestopas (11 y 12) mantienen a éste en su lugar. El émbolo está conectado a la cruceta superior y este conjunto, a su vez, se conecta a las crucetas del extremo de potencia (15) mediante varillas de tracción. El extremo de potencia está autocontenido y protegido contra la contaminación del aceite por medio de tapas de acceso con juntas (17) Y los tubos telescópicos (18) que rodean las varillas de tracción. La cruceta está conectada a las bielas (19) por medio del pasador de articulación (20). La biela traslada el movimiento rotatorio del cigüeñal (21) hacia el movimiento reciprocante de la cruceta y los émbolos buzos. El cigüeñal está soportado por cojinetes de rodillos o de manguito (22) y todas las piezas del extremo de potencia se lubrican a presión por conductos taladrados en el cigüeñal, las bielas y las crucetas.

El diseño de la bomba convencional de potencia

, incluye barrenos que se intersecan, en donde el barreno del émbolo buzo entra al paso entre las válvulas de succión y de descarga. Esta configuración conduce concentraciones de esfuerzos en los cilindros de trabajo, lo cual limita la presión máxima permisible de trabajo hasta aproximadamente 20lb/pulg2 (138 MPa), incluso con piezas forjadas de alta resistencia. Debido a estas cargas tan pesadas, el cigüeñal está soportado por cojinetes principales en cada lado del muñón con la chumacera formada sobre las caras o almas del cigüeñal. (Fig. 1)
Es posible encontrar estas bombas con diámetros diversos de émbolos y, con varios émbolos para cubrir amplios rangos de cilindradas, con carreras desde 2 ½  a 9 pulg (64 a 229 mm). Se utilizan prensaestopas separados para permitir el empleo de émbolos de diversos tamaños para cada cilindro de trabajo. Para presiones altas, los cilindros están seccionados con uno, dos o tres émbolos por cada pieza forjada del cilindro de trabajo. Se debe tener en cuenta que las únicas piezas del extremo de potencia que están cargadas a tensión son los pernos de los cojinetes principales, las bielas y las varillas de tracción. La fuerza del émbolo oprime el cilindro de trabajo contra la parte superior del bastidor, que de esta manera queda cargado a compresión.


Las bombas de potencia horizontales

se fabrican también en un rango semejante de tamaños para aproximadamente la misma velocidad con cilindros de fluido fundidos y forjados. Se encuentran como bombas tríplex y quíntuplex con émbolos de simple acción. Éstos están conectados en forma directa a las crucetas en el extremo de potencia con el prensaestopas entre el cilindro y el bastidor, con lo cual se elimina el yugo y las varillas de tracción características de la bomba vertical invertida. Las bombas de este tipo se emplean para inundaciones y para extraer agua salada en los campos petrolíferos, para la tubería de recolección y de producto, y en sistemas hidráulicos pequeños y pruebas hidráulicas. El extremo horizontal de potencia suele ser de autolubricación; con un arrojador (1) que se sumerge en el aceite y lo lleva hasta un sistema de distribución desde donde fluye por gravedad a todas las piezas móviles. Sin embargo, las bombas horizontales que funcionan a velocidades menores de 165 r/min requieren un sistema de lubricación a presión, similar al que se emplea en las bombas verticales.

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Bomba triplex horizontal

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Las bombas de potencia de pistón horizontal

son otro tipo de bomba reciprocante que se ilustran en la figura 3. Esta bomba suele funcionar a velocidades que van de 50 a 200 r/min. Las unidades construidas con engranes de una sola reducción encerradas en el cárter tienen el árbol del piñón y el cigüeñal montados en cojinetes de rodillos o antifricción; y en algunos diseños se emplean cojinetes de rodillos en los dos extremos de las bielas. En algunos diseños se emplean cojinetes de manguito, pero sin engranaje interno. El cilindro de líquido, con pistón de “vaso lateral”, está equipado con camisas y pistones fáciles de quitar, con lo cual se pueden lograr diversas presiones y capacidad de la bomba con el cambio de tamaño de las camisas y pistones. Estos tipos de bombas utilizan pistones de acción simple y doble.

Para servicio general, se emplea la bomba horizontal de pistón en tamaños de 10 a 100 hp (7.4 a 74 kW) con presiones hasta de 1000 lb/pulg2 (6.9 MPa).En el servicio para los campos petrolíferos, a estas unidades las llaman bombas para Iodos, y se emplean para ayudar a la perforación de pozos. Se construyen en tamaños de 100 a 1750 bhp (74 a 1310 kW) con presiones hasta de 5000 lb/pulg2 (34.5 MPa).
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Bomba horizontal de piston.

Bombas para presión muy alta.

Conforme aumentan sustancial mente las presiones por arriba de 15 000 a 20 000 lb/pulg2 (104 a 138 MPa), hay que reducir de modo drástico la velocidad del pistón o émbolo a fin de obtener una duración aceptable de la empaquetadura y disminuir el número de inversiones de presión y esfuerzos cíclicos que favorecen las fallas por fatiga.

Esto conduce a cargas y tamaños de émbolos que hacen imprácticas las bombas impulsadas por cigüeñal, debido al gran tamaño, alto par motor, baja velocidad y empuje lateral sobre las crucetas. El intensificador de simple acción se ha utilizado hace mucho tiempo para producir presiones altas en extremo con fines de investigación a escala de laboratorio. Con base en el principio del intensificador, se pueden impulsar bombas de dos y de cuatro émbolos mediante cilindros hidráulicos de aceite de doble acción para presiones de 10 000 a 200 000 lb/pulg2 (69 a 1380 MPa). En la figura 4 se presenta una sección a través de uno de los extremos de una bomba de este tipo con la construcción compound utilizada para presiones de más de 50000 lb/pulg2 (345 MPa).

El cilindro impulsor o de baja presión es un cilindro hidráulico convencional de doble acción, con dimensiones para desarrollar el empuje deseado con una presión del aceite de no más de 2000 Ib/pulg2 (13.9 MPa). Se utilizan cuatro tamaños diferentes de cilindros de aceite para abarcar un rango de 15 a 100 hp (11 a 75 kW) y cada uno se ajusta a tamaños de émbolos y cilindros de fluido adecuados para cubrir el rango deseado de presiones, con las capacidades correspondientes. Se utilizan interruptores limitadores eléctricos y control de fluido para controlar las válvulas inversoras hidráulicas conectadas a los cilindros del aceite.

La disposición en línea de estas bombas minimiza el empuje lateral, y los cilindros sencillos simétricos aseguran la distribución favorable del esfuerzo, tan importante con altas cargas de trabajo. El choque hidráulico queda eliminado casi por completo con la elevación controlada de presión que se puede lograr con la impulsión hidráulica, lo cual ayuda a tener mayor duración incluso con presiones muy altas. La carencia casi completa de efectos de inercia en la bomba de alta presión, hace que esta bomba sea muy sensible a los controles, y contribuya a la seguridad de la operación.
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bomba de presion muy alta

Las bombas de potencia de capacidad variable

se emplean en aplicaciones donde se requiere un gasto variable de fluido. El gasto variable se puede lograr 1) al variar la velocidad de la bomba; 2) al derivar la salida de la bomba de regreso hacia los sistemas de succión o, 3) al variar la longitud de la carrera de la bomba. Las velocidades de la bomba se pueden modificar con el uso de transmisiones de velocidad variable.

En la figura se ilustra un sistema de descarga de válvula de succión sincronizada, utilizado en los sistemas hidráulicos del tipo acumulador. Este aparato mantiene abierta mecánicamente la válvula de succión durante la carrera de descarga de la bomba, lo cual evita que ésta genere suficiente presión como para abrir la válvula de descarga; por tanto, la salida de la bomba es cero. Un descargador de la válvula de succión permite que la bomba opere de modo continuo a una velocidad, iniciándose o deteniéndose el gasto según se requiera. El flujo no se puede variar ni estrangular con una válvula de succión descargada, sólo se puede iniciar o detener.

En la figura  se ilustra el extremo de potencia de una bomba de carrera variable. Ésta tiene un yugo ajustable que, cuando se mueve, hace variar la longitud de la carrera de la bomba. Ya que la salida de la bomba está relacionada directamente con la carrera de la bomba, se cambia el gasto siempre que varíe la carrera. Las bombas de carrera variable se pueden emplear para producir una gran variedad de gastos a una velocidad constante de la bomba.
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Descargador de la válvula de succion.
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Extremo de potencia de una bomba de carrera variable. Izq.) carrera 0 der.) carrera total

Bombas para pastas aguadas

Hay un gran interés en el empleo de bombas para transportar pastas aguadas por tuberías. En la situación actual del ramo, las bombas de potencia se usan como el medio más eficiente para bombear dichas pastas. Se bombean pastas aguadas de carbón, mineral de hierro y cobre de hasta 65% en peso a centenares de millas de distancia utilizando bombas de potencia. La tecnología para este bombeo es relativamente nueva y se ha mejorado con la experiencia. Ya se están estableciendo la nomenclatura y las normas para esta tecnología.

Se utilizan bombas de potencia tanto verticales como horizontales de pistón para bombear diversas pastas aguadas. Cuando se emplean bombas de émbolo buzo para ese servicio, hay que modificar el prensaestopas y se necesita un sistema para lavar a chorro el émbolo a fin de evitar que la pasta aguada contamine la empaquetadura. La relación entre la razón de desgaste de las piezas respecto a las velocidades del fluido y a la abrasividad no ha sido establecida con firmeza y se debe determinar para cada pasta aguada que se bombee. Se menciona el número de Miller como indicador de la abrasividad de las pastas aguadas. En general, la razón del desgaste varía proporcionalmente al cuadrado o al cubo de la velocidad. La velocidad de las bombas para pastas aguadas es de 60 a 120 r/min con las velocidades del fluido mantenidas a 2 o 3 pie/s (0.6 a 1 m/s) por encima de la velocidad de sedimentación de la pasta aguada. Estas bombas tienen caballaje desde 200 a 3500 bhp (150 a 2620 kW).

Carga o altura de succión

El líquido fluye hacia el lado de succión de una bomba como resultado de la presión ejercida sobre él. Si el líquido está expuesto a la atmósfera, esta presión será la atmosférica; si el líquido está en un recipiente cerrado [como es el caso de agua a más de 212 °F (100 °C) o líquidos volátiles como el amoniaco o el butano], la presión será la de saturación correspondiente a la temperatura del líquido. A estas presiones se les debe sumar una carga hidrostática positiva siempre que la superficie libre del líquido esté a mayor nivel que la válvula de succión de la bomba.

La presión ejercida debe, ser al menos igual a la suma de las resistencias al flujo: 1) la presión de vapor del líquido en la cámara de la bomba; 2) la altura de succión si el nivel del líquido está debajo del nivel de la bomba; 3) la presión requerida para elevar la válvula de succión y vencer la resistencia de su resorte; 4) la fricción del líquido en la tubería de succión; 5) las fuerzas requeridas para acelerar el líquido en la tubería de succión; 6) las pérdidas hidráulicas en la bomba. Todas estas cantidades se expresan en pies del líquido.

Las bombas de potencia de pistón de baja velocidad y las bombas de vapor,

por lo general, operarán satisfactoriamente con una altura considerable de succión. En la figura  se da la variación con la temperatura de las alturas permisibles de succión para agua. T, N Y M son respectivamente la altura teórica de succión, la altura normal de succión y la máxima posible en condiciones favorables, todas a nivel del mar. La distancia horizontal entre T y M representa una carga de 8 pie (2.45 m) y, entre Ty N representa una carga de 12 pie (3.7 m), que son tolerancias para cubrir los conceptos 3 a 6 anteriores. Si el total de los conceptos de 3 a 6 excede de 12 pie (3.7 m), dedúzcase el exceso de la elevación posible altura de succión.

La altura estática de succión es la distancia vertical desde el agua en donde se toma la succión hasta la línea de centros del múltiple de admisión. Para temperaturas de agua mayores de 212°F (100°C), se debe sumar la misma diferencia de 12 pie (3.7 m) entre T y N. Las líneas discontinuas muestran las alturas estáticas de succión normales a las altitudes señaladas.

Para un líquido como el amoniaco anhidro, cuya temperatura es muy inferior a la temperatura ambiente, es importante tener aislamiento térmico en la tubería de succión. Con el amoniaco a 32°F (O 0C), un aumento en la temperatura de 1 °F (0.56 °C) requeriría una carga estática adicional de 4.75 pie (1.45 m), para compensar la presión incrementada del vapor en la bomba. En forma semejante, cuando se bombea desde un tanque de almacenamiento cerrado, la evaporación en éste reducirá la temperatura allí, con lo cual se reduce la presión de saturación y se demanda una carga estática aumentada en la bomba, para mantener la presión efectiva en ella.

En las bombas para agua, en que ésta arrastra una cantidad considerable de aire, debe haber un receptor grande en la línea de succión cerca de la bomba. El aire se debe extraer por la parte superior del receptor por medio de una bomba independiente de vacío.

La línea de succión debe ser corta, con un número mínimo de codos y accesorios y cualquier válvula en ella debe ser de compuerta. El tubo de succión se debe inclinar hacia arriba en dirección a la bomba con una pendiente ascendente uniforme de, cuando menos, 6 pulg en 100 pie (15 cm en 30 m) para evitar las bolsas de aire o de gas. Si el tubo de succión baja desde un tanque elevado, primero debe descender hasta más abajo el nivel de la bomba y, luego, ascender hacia ella. En donde se cambie el tamaño del tubo, se deben emplear reductores excéntricos de modo que la capa superior del tubo sea continua sin bolsas de aire o de gas.

Las bombas de émbolo buzo de alta velocidad

requieren considerablemente una carga neta positiva de succión mayor que las de baja velocidad y. a menudo, no funcionarán con cualquier altura de succión, ni siquiera con agua fria. Además, el concepto 5. la carga requerida para acelerar el líquido en la tubería de succión es un factor mucho mayor a velocidades de rotación más altas. Con la ecuación H = LVnC/gK, se da una aproximación empírica de esta cantidad para las bombas con cigüeñal. en donde L es la longitud del tubo, pie (m); n son las revoluciones por minuto del cigüeñal de la bomba; H es la carga del líquido bombeado para producir la aceleración requerida, pie (m); Ves la velocidad media del flujo en la línea de succión. pie/s (mis), g es la aceleración gravitacional, pie/s2 (m/s2) y e es un factor para el tipo de bomba. e tiene los siguientes valores: símplex de doble acción, 0.20; dúplex de doble acción. 0.115; tríplex de doble o de simple acción, 0.066; quíntuplex, de simple acción. 0.040; séptuplex. de simple acción. 0.28; nónuplex, de simple acción. 0.022. Un aumento en la velocidad de la bomba con una línea de succión existente. aumenta H en razón directa al cuadrado de la velocidad porque V y n aumentan en proporción con la velocidad.

El valor de K es 2.5 para aceite caliente. 2.0 para la mayor parte de los hidrocarburos, 1.5 para aminas, glicol y agua, 1.4 para agua desaireada y 1.0 para urea y líquidos con una pequeña cantidad de gas arrastrado. Para estos valores, se suponen líneas de succión cortas y no elásticas.

Flujo y aceleración

En la figura se muestra la variación teórica del flujo para diversos tipos de bombas según se enlistan. Las bombas con un número impar de manivelas tienen la misma variación de flujo para los extremos de líquido. de simple y doble acción. Las curvas de flujo para las bombas séptuplex y nónuplex son semejantes a la curva de las quíntuplex, con más variaciones. pero más pequeñas como se indica en la tabulación. Los valores tabulados variarán ligeramente con los cambios en la relación de manivela a biela. Las curvas son teóricas. habiéndose basado en una velocidad del pasador de la cruceta. para velocidad constante de rotación y no representan el gasto real.

Éste se apartará mucho del ideal, en particular en las bombas de alta velocidad. en donde la válvula que cierra y abre puede ir atrasada con respecto a la rotación del cigüeñal hasta en 10 a 15. (0.018 a 0.027 rad) y a presiones altas. en donde la compresión del líquido puede provocar un atraso adicional hasta de 5 a lO. (0.009 a 0.018 rad) o todavía más si el volumen del espaciamiento es relativamente grande.

Con frecuencia estas curvas teóricas de flujo se consideran como una indicación directa de la pulsación de presión que se puede esperar en la operación de bombas de diversos tipos. No obstante. ias curvas de flujo sólo indican el cambio en porcentaje en el gasto en diversas posiciones del cigüeñal y en ninguna manera se tienen en cuenta en ellas la razón de cambio o las desviaciones respecto de la curva ideal. Para la mayor parte de las condiciones de operación. la razón de cambio en el flujo o en la aceleración es el factor principal en la pulsación de la presión. La constante e en la fórmula de aceleración-carga para diversos tipos de bombas, es un índice de la pulsación relativa de presión de las bombas con la misma velocidad de rotación.

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AMORTIGUADORES DE PULSACIONES (CÁMARAS AMORTIGUADORAS)



A fin de compensar las irregularidades e inducir un flujo uniforme en las líneas de succión y de descarga. con mucha frecuencia es necesario emplear amortiguadores de pulsaciones. Su utilización es deseable en particular en bombas sencillas y en las de alta velocidad. El volumen de un amortiguador de aire para una bomba símplex debe ser de seis a ocho la cilindrada de un émbolo por carrera; en las bombas dúplex o tríplex, de tres o cuatro veces. Para bombas múltiplex de alta velocidad. el tamaño del amortiguador puede ser menor que el indicado para una bomba tríplex del mismo tamaño de émbolo, pero es de máxima importancia hacer que la conexión entre el amortiguador y la bomba, sea lo más corta y lo más grande ‘posible. Un amortiguador simple de aire por lo común es satisfactorio en la entrada del lado de succión de las bombas, pero con mayores presiones de entrega, la carga de aire o gas se pierde pronto al disolverse en el fluido bombeado. En este caso, se necesita un amortiguador que tenga alguna forma de diafragma o bolsa para mantener la carga; ésta es alrededor de dos tercios de la presión del sistema.

Con agua desaereada para la alimentación de calderas, una cámara de succión en que se emplee vapor como medio amortiguador resulta sencilla y eficaz. Este “cojín” de vapor se mantiene al cubrir la cámara con camisas que contengan vapor a una presión un paco. más alta que la presión máxima de succión. Las cámaras amortiguadoras en la succión resultan convenientes en particular en las casas en que el líquido. llega a la bamba bajo. una carga estática o. la línea de succión es relativamente larga.

VELOCIDADES DE LAS BOMBAS DE POTENCIA



En la tabla  se dan los datos sobre bombas estándar y de diseño. convencional. Las velocidades más bajas se usan para líquidas viscosos calientes, servicio. en las refinerías de petróleo., pastas aguadas y servicio con urea. Las velocidades más altas se emplean cuando el peso es importante, cama en el servicio. marino y también en prensas hidráulicas de alta presión, en donde el volumen de líquido bombeado es comparativamente pequeño., par lo. que las efectos inerciales no. san de tanta importancia. La velocidad es un factor limitante en la separación del líquido desde el émbolo. Además, se deben tener en cuenta las limitaciones de baja velocidad de las cojinetes de manguito debido a la falta de lubricación y a la formación de películas características de aceite.
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CARGA SOBRE ÉMBOLO BUZO



La bomba de potencia se diseña para un límite de carga en el émbolo, CE, y no para un caballaje específico. Se trata de la carga en libras que se aplica al émbolo o al pistón y al sistema de cojinetes.

CE = A x lb/pulg2 (MPa) en donde lb/pulg2 (MPa) es la presión diferencial y A es el área del émbolo o pistón, pulg2 (rnrn2) sobre los pistones de doble acción; el área a de la biela se resta en la carrera hacia el frente.

Al sistema de cojinetes se le asigna una capacidad nominal para una carga específica a velocidad de diseño; las cargas en el émbolo mayores que las nominales, reducirán la duración de los cojinetes. En los cojinetes de manguito, las altas cargas en el émbolo a baja velocidad destruirán la película de lubricación y, con el tiempo, los cojinetes.

La carga adicional sobre los cojinetes, proveniente del momento de inercia de piezas reciprocantes y rotatorias no balanceadas, es aproximadamente igual a de 10% a 25% de la carga nominal sobre el émbolo


BOMBAS A VAPOR DE ACCiÓN DIRECTA



En la bomba a vapor de acción directa, el pistón del vapor se conecta al pistón de la bomba por medio de una varilla sin movimiento de manivela. No hay corte ni expansión del vapor, ya que se admite a una razón constante en toda la carrera. Las piezas en movimiento son amortiguadas y llevadas hasta el reposo por el vapor atrapado en el extremo del cilindro de vapor al final de cada carrera, con la presión plena del vapor sobre el lado opuesto del pistón. La velocidad real del pistón en movimiento es prácticamente constante durante el 80 al 90% de la carrera. En las bombas sencillas y dúplex, se tiene una pausa definida al final de cada carrera, lo que es importante para el cierre de las válvulas del extremo del fluido. En la figura se ilustra el extremo de vapor de una bomba dúplex. El pistón del vapor en cada lado está conectado mecánicamente a la válvula de vapor del lado opuesto. Dado que hay cierta superposición de las carreras, una bomba dúplex entregará un flujo continuo de fluido sin fluctuación marcada de presión. Una bomba dúplex realizará de manera incorrecta una carrera corta al bombear un fluido volátil si la carga de succión no es la suficiente como para evitar la vaporización instantánea en el cilindro del fluido.
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Extremo de vapor de una bomba duplex





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