Comprender la bomba centrífuga

En la industria actual, las bombas centrífugas son uno de los tipos más utilizados. Se utiliza para transportar fluidos mediante la conversión de energía cinética rotacional en energía hidrodinámica del flujo de fluido. Esta energía generalmente proviene de un motor o motor eléctrico.

Hoy conocerá la definición, funciones, aplicaciones, componentes, clasificaciones, tipos, historia, diagrama y cómo funciona la bomba centrífuga. También conocerá las ventajas y desventajas, así como los factores a considerar al seleccionar una bomba centrífuga.

¿Qué es una bomba centrífuga?

Tal como se mencionó en la introducción, una bomba centrífuga es un dispositivo mecánico diseñado para mover o transportar fluidos mediante la transferencia de energía rotacional de uno o más rotores accionados conocidos como impulsores.

Las bombas centrífugas son una subclase de turbomaquinaria dinámica de absorción de trabajo axisimétrica. El fluido ingresa al impulsor giratorio a lo largo de su eje y es expulsado por la fuerza centrífuga a lo largo de su circunferencia a través de las puntas de las paletas del impulsor. La efectividad del impulsor aumenta la velocidad y la presión del fluido, lo que también lo dirige hacia la salida de la bomba.

En el diseño de una bomba centrífuga, la carcasa es capaz de constreñir el fluido de la entrada de la bomba. Lo dirigirá hacia el impulsor y luego ralentizará y controlará el fluido antes de descargarlo.

La primera máquina considerada una bomba centrífuga fue diseñada para levantar lodo. Apareció a principios de 1475 en un tratado del ingeniero renacentista italiano. La verdadera bomba centrífuga se desarrolló a finales del siglo XVII ^th siglo cuando Denis Papin construyó uno con paletas rectas. En 1851, John Appold, un inventor británico, introdujo la versión de paleta curva. Esta es una breve historia de una bomba centrífuga.

La función de una bomba centrífuga se especifica para flujos más altos y bombeo de líquidos de menor viscosidad. Lo hace hasta 0,1 cP. en la mayoría de los productos químicos

Aplicaciones de bomba centrífuga

En la mayoría de las plantas químicas, el 90% de las bombas utilizadas son bombas centrífugas. Aunque hay una serie de aplicaciones para las que se prefieren las bombas de desplazamiento positivo. A continuación se presentan algunas aplicaciones de las bombas centrífugas.

1. La bomba centrífuga se usa a menudo en fábricas de petróleo y energía. Se utiliza para bombear petróleo crudo, lodos, lodos, etc. También se utiliza en refinerías y plantas generadoras de energía.
2. La industria de protección contra incendios también hace un buen uso de esta bomba en aplicaciones de alimentación de calderas y calefacción y ventilación. se utiliza en sistemas de rociadores de aumento de presión y protección contra incendios.
3. Las aplicaciones de una bomba centrífuga son muy amplias en la gestión de residuos, la agricultura y la fabricación. Plantas de procesamiento de aguas residuales, industria municipal, drenaje, procesamiento de gas, riego y protección contra inundaciones.
4. Las industrias farmacéutica, química y alimentaria también utilizaron esta bomba. Actúa en pinturas, hidrocarburos, petroquímica, refinación de azúcar, producción de alimentos y bebidas, celulosa.
5. Finalmente, varias industrias, incluidas la fabricación, la industria, la química, la farmacéutica, la producción de alimentos, la aeroespacial, etc., utilizan bombas centrífugas con fines criogénicos y refrigerantes.

Componentes principales de la bomba centrífuga

A continuación se muestran los componentes principales de una bomba centrífuga.

Impulsor

El siguiente diagrama muestra un diagrama completo de diferentes impulsores, incluidos impulsores abiertos, semicerrados y cerrados. Es una rueda o rotor que está diseñado con una serie de álabes o álabes curvados hacia atrás. Está montado sobre un eje alimentado por una fuente de energía externa. Esta fuente externa imparte la energía líquida al impulsor, lo que lo hace girar.

Carcasa

La carcasa es otra parte importante de una bomba centrífuga. Es un tubo que se conecta en el extremo superior a la entrada de la bomba hacia el centro del impulsor. Esta parte también se conoce como el ojo. En la bomba de reacción de doble extremo, dos tubos de succión están conectados al ojo desde ambos lados. El líquido se eleva a través del extremo inferior a medida que se sumerge en él. Este extremo inferior se ajusta a la válvula de pie y al filtro. Los tres tipos de carcasa comúnmente utilizados en las bombas centrífugas son la carcasa de voluta, la carcasa de vórtice y la carcasa con álabes guía.

Tubo de entrega

Se monta un tubo de suministro en el extremo inferior de la salida de la bomba. Entrega el líquido a la altura requerida. Hay una válvula cerca de la salida de la bomba en la tubería de suministro. Esta válvula controla el flujo de la bomba hacia la tubería de suministro.

Tubo de Succión con Válvula de Pie y Filtro

El tubo de succión se conecta con la entrada del impulsor mientras que el otro extremo se sumerge en la fuente de líquido. Al final de la tubería, hay una válvula de pie y un filtro. Esta válvula de pie es una válvula unidireccional que se abre hacia arriba. El filtro se utiliza para filtrar las partículas no deseadas presentes en el líquido para evitar que la bomba centrífuga se bloquee.

Diagrama de bomba centrífuga:

Clasificaciones y tipos de bomba centrífuga

A continuación se muestran las clasificaciones de la bomba centrífuga y sus tipos:

Clasificación basada en un número de impulsores en la bomba:

1. Bomba de una etapa
2. Bomba de dos etapas
3. Bomba multietapa

Según la orientación de la división de mayúsculas y minúsculas:

1. Bomba partida axial
2. Bomba partida radial

Basado en el tipo de diseño del impulsor

1. Bomba de succión simple
2. Bomba de doble succión

Según el tipo de voluta

1. Bomba de voluta única
2. Bomba de doble voluta

Basado en dónde se apoya el rodamiento

1. Sobresaliente
2. Entre cojinetes

Basado en la orientación del eje

1. Bomba Horizontal
2. Bomba vertical

Basado en el cumplimiento básico de los estándares de la industria

1. Bomba ANSI – (Instituto Nacional Estadounidense de Estándares)
2. Bomba API  – (Instituto Americano del Petróleo)
3. Bomba DIN:especificaciones DIN 24256
4. Bomba ISO: especificaciones ISO 2858, 5199
5. Bomba nuclear:especificaciones de ASME (Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos)

Principio de funcionamiento

Tal como se mencionó anteriormente, las bombas centrífugas se utilizan para inducir el flujo o elevar el líquido de un nivel bajo a uno alto. Su funcionamiento es muy sencillo y se puede entender fácilmente porque tiene un mecanismo muy simple. La bomba centrífuga convierte la energía de rotación que a menudo obtiene su energía del motor. Esta energía luego se usa para mover el fluido.

Hay dos partes importantes en la bomba centrífuga responsables de la conversión de energía. Estas partes son el impulsor y la carcasa. El impulsor se explicó anteriormente como una parte giratoria de la bomba y el pasaje hermético que rodea al impulsor.

En el funcionamiento de una bomba centrífuga, el fluido ingresa a la carcasa y luego cae sobre las palas del impulsor. El fluido cae en el ojo del impulsor. El impulsor se acciona girando tangencial y radialmente hacia afuera hasta que deja el impulsor en la parte difusora de la carcasa. A medida que el fluido pasa a través del impulsor, gana presión y velocidad.

Mire el video a continuación para obtener más información sobre el funcionamiento de la bomba centrífuga:

Factores que pueden afectar el rendimiento de una bomba centrífuga

Los siguientes son factores que pueden afectar el rendimiento de una bomba centrífuga. Estos factores deben tenerse en cuenta al seleccionar o elegir una bomba centrífuga.

Viscosidad del fluido de trabajo:

Esto se puede definir como la resistencia al corte cuando se aplica energía. Por lo general, las bombas centrífugas son adecuadas para fluidos de baja viscosidad porque la acción de bombeo crea una gran cizalladura del líquido.

Altura neta positiva de succión (NPSH) y cavitación:

El término NPSH se refiere a la presión de un fluido en el lado de succión de una bomba. Esto ayuda a determinar si la presión es lo suficientemente alta para evitar la cavitación. La cavitación es la formación de burbujas o cavidades en un líquido, que se desarrollan en áreas de presión relativamente baja alrededor de un impulsor. Esto puede causar daños graves al impulsor y provocar una disminución de las tasas de flujo/presión. El cabezal de succión positivo neto disponible (NPSHA) debe ser mayor que el cabezal de succión positivo neto requerido (NPSHR) de la bomba.

Presión de vapor del fluido de trabajo:

La palabra presión de vapor del fluido de trabajo significa la presión a una temperatura dada. Esa es la presión a la que un fluido cambiará a vapor. Esto debe determinarse para evitar la cavitación. Además, el daño de los rodamientos es causado por el funcionamiento en seco cuando el fluido se ha evaporado.

Temperatura y presión de funcionamiento:

Este es otro factor a considerar en la operación de bombeo. Por ejemplo, el bombeo a alta temperatura puede requerir juntas, sellos y diseños de montaje especiales. Además, es posible que se necesite una carcasa de retención de presión diseñada correctamente para condiciones de alta presión.

Densidad específica y gravedad del fluido de trabajo:

La densidad de un fluido está determinada por su masa por unidad de volumen. Entonces, la masa de un fluido por unidad de volumen y la gravedad de un fluido es la relación entre la densidad de un fluido y la densidad del agua. Esto afecta directamente la potencia de entrada necesaria para bombear un líquido en particular. Cuando se va a utilizar una bomba centrífuga con un fluido que no sea agua, se debe considerar la densidad específica y la gravedad. Esto se debe a que el peso afecta directamente la cantidad de trabajo realizado por la bomba.

Ventajas y desventajas de la bomba centrífuga

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios de las bombas centrífugas en sus diversas aplicaciones.

• Las bombas centrífugas funcionan bien con grandes volúmenes de transferencia de fluidos; es por eso que a menudo se usan para transferir agua, productos químicos y combustibles livianos. Esto se debe a que a menudo se transfiere una gran cantidad.
• Simplicidad en diseño, funcionamiento y mecanismo. La bomba centrífuga no requiere válvula ni pistón y sus partes móviles son mínimas.
• Las bombas centrífugas son comparativamente compactas. con este concepto, la bomba no ocupa mucho espacio. Creo que esta es una de las razones por las que la bomba centrífuga se usa ampliamente.

Desventajas:

A pesar de las grandes ventajas de las bombas centrífugas, aún existen algunas limitaciones. a continuación se presentan las desventajas de las bombas centrífugas en sus diversas aplicaciones.

• La cabeza de succión neta positiva (NPSH) del sistema es demasiado baja. Esto se conoce como cavitación.
• Desgaste del impulsor, que puede empeorar con los sólidos en suspensión.
• Las propiedades del fluido pueden causar corrosión dentro de la bomba.
• Un caudal bajo provocará un sobrecalentamiento.
• Fuga a lo largo del eje giratorio.
• La bomba centrífuga debe estar llena de fluido para ser una bomba para poder operar; de lo contrario, se produce una falta de cebado.
• No se puede usar fluido viscoso
• Oleada
• Para una aplicación de cabezal muy alto, una bomba centrífuga no es adecuada.

Conclusión

La bomba centrífuga es una gran bomba que se usa ampliamente en la actualidad, ofrece una variedad de ventajas a pesar de que todavía aparece alguna limitación. Sin embargo, la bomba sigue siendo la mejor opción para bombear en varios campos. funciona mediante carcasa e impulsor. En este artículo, hemos examinado la definición, las aplicaciones, la función, los componentes, las clasificaciones y los tipos de bombas centrífugas. También hemos examinado los factores a considerar antes de elegir esta bomba. También se discutieron las ventajas y desventajas de la bomba centrífuga.

Espero que hayas aprendido mucho de esta publicación, si es así, comparte amablemente con otros estudiantes técnicos. ¡Gracias por leer! Hasta la próxima.