Bombas de desplazamiento positivo

ÍNDICE Introducción………………………………………………………………………………2 Objetivo…………………………………………………………………………………….2 Marco Teórico…………………………………………………………………..……2-13 Bibliografía………………………………………………………………………………..13 Introducción El presente trabajo tiene como propósito anexar información sobre el tema de “bombas de desplazamiento positivo” el cual se le habrá sido expuesto durante la clase de “Sistemas y máquinas de fluidos” Objetivo Información obtenida acerca de las bombas de desplazamiento positivo Marco Teórico Las bombas de desplazamiento positivo son equipos hidrostáticos. Bombean un volumen definido independientemente de las revoluciones del motor, pero de manera prácticamente independiente de la presión. Se trata de bombas de bombeo forzado que, a pesar de sus distintos principios constructivos, a menudo son capaces de dominar tareas de bombeo similares. Los tipos de bombas de desplazamiento positivo mundialmente más extendidos son las bombas de rueda dentada, con émbolos giratorios y rotativos así como las bombas con paleta celular. La mayor parte de estas bombas se han diseñado de tal forma que puedan dominar un gran número de tareas de bombeo. Las bombas de émbolo rotatorio son capaces de bombear medios con partículas considerablemente más grandes que otros tipos de bombas de desplazamiento positivo. Por otro lado, las distancias entre los expulsadores son mayores, lo que hace que el rendimiento de estas bombas merme en cuanto decrezca la viscosidad. No soportan tanto esfuerzo como, por ejemplo, las bombas helicoidales de husillo o las bombas con émbolos giratorios, y sus características succionadoras se sitúan también detrás de los tipos de bombas de desplazamiento positivo antes citados. De todo ello se deduce que algunos principios constructivos resultan más adecuados que otros para determinadas aplicaciones. Las bombas de desplazamiento positivo demuestran sus puntos fuertes, en comparación con las bombas centrífugas, esencialmente en el movimiento de medios de bombeo viscosos. También son la primera opción cuando el producto deba transportarse de un punto a otro con sumo cuidado. Clasificación Hay dos clases de bombas de desplazamiento positivo: a)  Las de pistón o reciprocantes, que desplazan el líquido por la acción de un émbolo o pistón con movimiento rectilíneo alternativo, o con movimiento de oscilación. b)  Las rotatorias, en las cuales, el desplazamiento se logra por el movimiento de rotación de los elementos de la bomba 1 Bombas reciprocantes Características de funcionamiento En las bombas reciprocantes el pistón crea un vacío parcial dentro del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presión atmosférica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio de desplazamiento dependerá de la velocidad de la bomba, el tamaño de las válvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las válvulas y del pistón. Como se muestra en la figura 7.2. Debido a la resistencia friccional que se desarrolla en sus partes en movimiento, las bombas reciprocantes tienen una eficiencia relativamente baja; las pérdidas en las correas, los engranes y las chumaceras se añaden a la resistencia de las partes móviles para dar un rendimiento bajo en proporción a la potencia suministrada por la unidad motriz. Las válvulas de las bombas de pistón son de dos tipos las de succión, que permiten la entrada al espacio de desplazamiento, y las de descarga, que dejan que el agua pase hacia el tubo de descarga, Estas válvulas operan por la fuerza que ejerce sobre ellas el peso del agua, o por la acción ejercida por elemento de desplazamiento Las foto 7.1 y figura 7.3 nos muestran modelos típicos de bombas reciprocantes. FOTO 7.1 BOMBA RECIPROCANTE O DE PISTON HORIZONTAL   FIG. 7.2 ESQUEMA DE BOMBA RECIPROCANTE  DE EFECTO SIMPLE FIG. 7.3 BOMBA RECIPROCANTE HORIZONTAL DE TRANSMISIÓN DE DOBLE EFECTO 2 Bombas rotatorias Caracteres generales de su funcionamiento Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, que consisten en una caja fija que contiene engranes, aspas u otros dispositivos que rotan, y que actúan sobre el líquido atrapándolo en pequeños volúmenes entre las paredes de la caja y el dispositivo que rota, desplazando de este modo el líquido de manera similar a como lo hace el pistón de una bomba reciprocante. Como se muestra en la figura 7.4. 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 rotación de los engranes que es bastante rápido. Las bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones especiales, con líquidos viscosos, pero realmente pueden bombear cualquier clase de líquidos, siempre que no contengan sólidos en suspensión. No obstante, debido a su construcción, su uso más común, es como bombas de circulación o transferencia de líquidos. Características principales: -          Son de acción positiva -          Desplazamiento rotativo -          Flujo uniforme -          Construcción compacta -          Carga alta -          Descarga relativamente baja -          Velocidades de operación de moderadas a altas -          Pocas partes móviles -          Requieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de operación -          Flujo constante dentro de ciertos límites para carga variable -          Aspiración limitada Como las piezas que originan el desplazamiento son de metal y rotan, el contacto metálico entre  las  partes  móviles  origina  desgastes  que  posibilitan  los  resbalamientos  a  altas presiones, es por eso que la efectividad de las bombas rotatorias disminuye con el uso. Distintos tipos de bombas rotatorias Las bombas más comunes y más efectivas de este tipo son las de engranes externos (figura 7.4). Según los dientes se separan en el lado de succión de la bomba, el espacio entre dos dientes consecutivos se llena de líquido y de esta forma es arrastrado hasta quedar atrapado entre estos y la pared de la caja de la bomba; el movimiento de rotación del engrane lleva entonces  el  líquido  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). Existen bombas rotatorias de engranes internos, de levas, lobulares de tornillo, de paletas, etc. En las figuras 7.4 a 7.7 se muestran distintos tipos de bombas rotatorias.  FIG. 7.4 BOMBA ROTATORIA DE ENGRANES EXTERNOS  FIG. 7.5 BOMBA ROTATORIA DE DOS TORNILLOS    FIG. 7.6 BOMBA ROTATORIA DE PALETAS DESLIZANTES FIG. 7.7 BOMBA ROTATORIA DE LEVA Y PISTON Principio fundamental de las bombas de desplazamiento positivo En las bombas de desplazamiento positivo, la transferencia de energía al fluido es hidrostática. En la transferencia de energía hidrostática, un cuerpo de desplazamiento reduce el espacio de trabajo lleno de fluido y bombea el fluido a la tubería. El cuerpo de desplazamiento ejerce una presión sobre el fluido. Al aumentar el espacio de trabajo, este se vuelve a llenar con fluido de la tubería. El trabajo realizado Ws es el resultado del producto de la fuerza de desplazamiento F y la distancia de desplazamiento s. Esta ecuación también puede expresarse como el producto de la cilindrada Vs y la presión de elevación p Ws = F · s = A · p · s = Vs · p La potencia transmitida al fluido se calcula a partir del caudal volumétrico Q y la presión de elevación p. P = Q · p Ventajas de las bombas de desplazamiento positivo • El caudal depende escasamente de la altura de elevación; ideales, por tanto, para bombas de inyección y dosificadoras • apropiadas para presiones altas y máximas; solo se requiere una etapa • Excelente capacidad de aspiración, también con contenido de gas • adecuadas para viscosidad alta (pastas) • Caudal ajustable con gran exactitud y reproducibilidad mediante carrera y número de carreras • Posibilidad de transporte cíclico • Ideales para bajos números de revoluciones de funcionamiento • En las bombas oscilantes es posible el funcionamiento neumático, hidráulico o electromagnético Inconvenientes de las bombas de desplazamiento positivo • El principio de funcionamiento no incluye ningún límite de presión, por tanto, se requiere una válvula de seguridad o limitadora de presión • En las bombas de desplazamiento positivo oscilantes, el funcionamiento libre de vibraciones es posible solamente con un equilibrio de masas complejo • Las bombas de desplazamiento positivo oscilantes son poco apropiadas para números de revoluciones altos • En las bombas de desplazamiento positivo oscilante se requiere caudal pulsante así como un amortiguador de pulsaciones • En algunos tipos de construcción complicados, montaje propenso a averías con válvulas • Mayor número de piezas de desgaste que en las bombas centrífugas Bibliografía http://www.gunt.de/images/download/positive-displacement-pumps_spanish.pdf http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/11/bombas-de-desplazamiento-positivo.html 11