PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO MECÁNICO DE UNA ELECTROBOMBA
OBJETO DE ESTUDIO:
La elevación e impulsión de líquidos ha sido un problema difícil de resolver satisfactoriamente en tiempos atrás y ocupa un amplio campo en la técnica de la ingeniería actual. Extraer agua de los pozos, almacenándolo en la superficie, impulsarlo a cotas convenientes, en una palabra transportar un liquido de un nivel inferior a otro superior (cotificación), es el objeto y fin de las maquinas de bombeo.
Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica. El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de éste y suministrándosele energía cinética mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse en presión estática.
CLASIFICACION DE BOMBAS:
POTENCIA DE UNA BOMBA:
BOMBAS CENTRIFUGAS:
Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.
Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.
Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.
Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.
Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
BOMBAS DE TURBINA
Son centrífugas con un eje de gran longitud y poseen dos o varios impulsores. Se las usa cuando el nivel del agua está por debajo de los limites de succión de las bombas centrífugas comunes; pueden alcanzar con éxito profundidades hasta 100 mts bajo tierra. En general son más caras y más difíciles de reparar y mantener. Se clasifican teniendo en cuenta el flujo producido por los impulsores. En el de tipo centrífugo, descarga elflujo de agua en ángulo recto al eje de rotación. En el de flujo axialse produce la descarga de agua en forma casi paralela al eje de rotación. Además existe otro modelo mixto que es una combinación de los anteriores.
OBJETO DE ESTUDIO:
La elevación e impulsión de líquidos ha sido un problema difícil de resolver satisfactoriamente en tiempos atrás y ocupa un amplio campo en la técnica de la ingeniería actual. Extraer agua de los pozos, almacenándolo en la superficie, impulsarlo a cotas convenientes, en una palabra transportar un liquido de un nivel inferior a otro superior (cotificación), es el objeto y fin de las maquinas de bombeo.
PROBLEMÁTICA:
Existen en estos momentos un gran número de diferentes bombas, para usarse en la elevación del
agua, pero son pocos los tipos que puedan utilizarse en forma económica, ya que no todas cumplen
con las necesarias condiciones de eficiencia.
JUSTIFICACIÓN:
El presente trabajo de investigación busca conocer mejor los el funcionamiento mecánico y general de las bombas domesticas de agua para tener conocimiento de la forma en como nos facilitan ante dificultades comunes en en la distribución de fluidos( en este caso el agua) en diferentes situaciones.
Se ah recopilado información vía web para para poder tener ideas precisas y no complejas de entender su funcionamiento.
MARCO TEÓRICO:
CLASIFICACION DE BOMBAS:
a) Centrífugas de eje horizontal vertical
b) De propulsores centrífugas axiales
c) De turbinas axiales semiaxiales
d) Electrosumergibles
e) Otras
- Alternativas
Embolo/ Diafragma
POTENCIA DE UNA BOMBA:
Para lograr su objetivo la bomba debe realizar un trabajo, es decir elevar un peso F a una altura H, y
debe disponer de una potencia si este trabajo se efectúa en una unidad de tiempo.
T = F * H
P = (F * H)/t
Se define potencia útil de la bomba a:
Pu = ( þ * V * H ) / t
Si: -F = þ * V
-Q = V / t
Pu = þ * Q * H
Para obtenerla en caballos vapor se divide por 75.
Pu = (þ * Q * H) / 75
Donde:
Pu: Potencia útil en Kgm/seg o CV
þ: Densidad del fluido en kg/m3
Q: Caudal en m3/seg
H: Altura en m
BOMBAS CENTRIFUGAS:
Las bombas centrífugas son construidas en dos tipos, las de eje horizontal con impulsor
vertical y las de eje vertical con impulsor horizontal.
Ambos tipos de bombas aspiran el agua dentro de sus impulsores, cuando están cargados.
Es por ello que estos estén cerca de la superficie del agua a ser bombeada, no siendo
recomendable una distancia mayor a los 6 a 7 mts.
Las bombas de eje vertical tienen la ventaja que pueden ser bajadas a la profundidad requerida
y alargar el eje hasta encontrar el motor
FUNCIONAMIENTO:
El flujo entra a la bomba a través del centro o ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial.
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA:
Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.
Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.
Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.
Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.
Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
BOMBAS DE TURBINA
Son centrífugas con un eje de gran longitud y poseen dos o varios impulsores. Se las usa cuando el nivel del agua está por debajo de los limites de succión de las bombas centrífugas comunes; pueden alcanzar con éxito profundidades hasta 100 mts bajo tierra. En general son más caras y más difíciles de reparar y mantener. Se clasifican teniendo en cuenta el flujo producido por los impulsores. En el de tipo centrífugo, descarga elflujo de agua en ángulo recto al eje de rotación. En el de flujo axialse produce la descarga de agua en forma casi paralela al eje de rotación. Además existe otro modelo mixto que es una combinación de los anteriores.
Descripción:
Tienen tres partes principales:
Pu: Potencia útil en Kgm/seg o CV
þ: Densidad del fluido en kg/m3
Q: Caudal en m3/seg
H: Altura en m
t: tiempo
Algoritmo del problema
En caso sea:
FORMULA 1
double Fuerza
int Densidad, Volumen
cin>> Densidad
cin>> Volumen
Fuerza = Densidad*Volumen
cout<< Fuerza
FORMULA 2
double Caudal
int Volumen, Tiempo
cin>> Volumen
cin>> Tiempo
Potencia = Volumen/Tiempo
cout<< Caudal
FORUMLA 3
double Potencia util
int Altura geometrica, Perdidas de carga
cin>> Densidad
cin>> Caudal
cin>> Altura
Potencia util = Densidad*Caudal*Altura
cout<< Potencia util
Fin casos
DIAGRAMA DE FLUJOS:
Tienen tres partes principales:
* El cabezal: que es exterior y está en contacto con el motor o con la toma de fuerza.
* Los tazones con los impulsores.
* La columna de descarga.
El eje que parte desde el cabezal de la bomba, llega a lostazones y mueve losimpulsores, los que descargan el flujo de agua a la columna de descarga que sale del exterior. Al comenzar la hilera de tazones hay un filtro a pantalla que impide que elementos extraños de gran tamaño puedan ascender y dañar los impulsores. Los tazones tienen más guías fijas en su interior llamadas álabes guía o difusores; luego del rotor el agua llega a los álabessiendo guiada hacia la columna de descarga, lugar donde se transforma la energía cinética en energía de presión. La columna de descarga, comunica los tazones con el exterior, además en su interior el eje que transmite el movimiento del motor a las turbinas. El eje a su vez está cubierto por un caño, protegiendo lo y conteniendo a los rulemanes y soportes del eje manteniéndolo completamente fijo y vertical. El máximo diámetro del impulsor, es determinado por las medidas del tazón y a su vez éste por el diámetro del caño camisa de la perforación. Como generalmente el diámetro de la perforación es reducido, la carga desarrollada por un solo impulsor se denomina carga unitaria, la cual es pequeña, por lo tanto es usual colocar más de un impulsor a fin de alcanzar mayor presión. Esto determina que una bomba sea de una o varias etapas.
BOMBAS ELECTROSUMERGIBLES
No es más que una bomba de turbinas acoplada a un motor eléctrico sumergible, colocado en la parte inferior de la bomba. Ambos, motor y bomba, están suspendidos en la perforación, colgando del caño de salida; eliminando largos ejes, rulemanes, retenes, etc., aumentando el rendimiento. Son aptas para perforaciones mayores a 4 pulgadas. Descripción: La bomba está formada por una turbina como las descriptas anteriormente, equipada con impulsores cerrados o abiertos colocados en serie. Los cerrados se colocan cuando se necesita desarrollar altas presiones, mientras que los abiertos cuando necesitan grandes caudales. El agua entra a la bomba por una rejilla colocada entre ésta y el motor. Otra ventaja de este tipo de bombas es la ausencia de ruidos y de problemas de sobrecalentamiento, las cuales aseguran una larga vida útil, casi exenta de mantenimiento. El motor sumergible está hecho de manera tal que resulte de pequeño diámetro y es más largo que los motores ordinarios, de manera que cabe perfectamente en el pozo.
BOMBAS DE PROPULSORES:
Este tipo de bombas essimilar a las de turbinas en lo que respecta a su construcción y diseño,
solo varía las características de los impulsores.
Estas bombas erogan grandes caudales desarrollando pequeñas alturas, actualmente utilizadas
para evacuar colectores de drenaje o de desagües.
Están formadas como las de turbinas por el cabezal, caño de descarga, tazones y campana de
succión. Los propulsorestienen apariencia de hélices, impulsando el agua hacia arriba paralela
al eje de la bomba.
Se construyen en varias etapas.
Tienen la ventaja del bajo costo de instalación, la desventaja principal que no puede bombear
agua desde grandes profundidades.
Hay dos tipos de bombas de propulsores: de flujo axial y la de flujo mixto.
La primera posee el propulsor simple de flujo axial, pudiendo bombear solo a profundidades
de 3 a 4 mts.
CONDICIONES Y NECESIDADES PARA SELECCIONAR UNA BOMBA:
Para seleccionar una bomba que se ajuste a las necesidades hay que conocer las condiciones
de trabajo en las que tendrá que operar.
Los datos requeridos para la selección de la bomba son:
* Profundidad del nivel estático
* Profundidad de succión o trabajo
* Válvula de pie y filtro
* Altura de descarga
* Altura manométrica de la bomba
* Caudal a erogar por la bomba
* Tipo de motor disponible
* Uniones disponibles.
Con estos datos y con el catálogo de las casas fabricantesse seleccionará la más conveniente
para la perforación o extracción en cuestión.
WEBGRAFIA: Para mayor información!
http://www.fca.uner.edu.ar/files/academica/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2009%20-%20Teoria%20de%20Bombas.pdf
Identificación de 3 formulas de la investigación:
F = þ .V
Q = V / t
Pu = þ . Q .H
Donde:
MARCO PROCEDIMENTAL:
F = þ .V
Q = V / t
Pu = þ . Q .H
Donde:
Pu: Potencia útil en Kgm/seg o CV
þ: Densidad del fluido en kg/m3
Q: Caudal en m3/seg
H: Altura en m
t: tiempo
Algoritmo del problema
En caso sea:
FORMULA 1
double Fuerza
int Densidad, Volumen
cin>> Densidad
cin>> Volumen
Fuerza = Densidad*Volumen
cout<< Fuerza
FORMULA 2
double Caudal
int Volumen, Tiempo
cin>> Volumen
cin>> Tiempo
Potencia = Volumen/Tiempo
cout<< Caudal
FORUMLA 3
double Potencia util
int Altura geometrica, Perdidas de carga
cin>> Densidad
cin>> Caudal
cin>> Altura
Potencia util = Densidad*Caudal*Altura
cout<< Potencia util
Fin casos
DIAGRAMA DE FLUJOS:
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