2. Diseño de bombas centrífugas
Las Bombas Centrífugas se pueden clasificar de diferentes maneras:
• Por la dirección del flujo en: Radial, Axial y Mixto.
• Por la posición del eje de rotación o flecha en: Horizontales, Verticales e
Inclinados.
• Por el diseño de la coraza (forma) en: Voluta y las deTurbina.
• Por el diseño de la mecánico coraza en: Axialmente Bipartidas y las
Radialmente Bipartidas.
• Por la forma de succión en: Sencilla y Doble.
3. - Se diseñan de acuerdo a lo siguiente
• Función de las bombas centrífugas.
• Velocidades de giro fijas debidas al tipo de construcción.
• Características.
• Obturación de ejes.
• Posición de montaje.
4. Basado en el número de rotores o rodetes:
De una etapa - Bomba de un solo rotor, para servicio de baja presión de descarga.
De dos etapas - Bomba de dos rotores en serie, para servicio de media presión de
descarga.
De multietapas - Bomba de tres o mas rotores en serie, para servicio de alta presión
de descarga.
Resulta importante aclarar que el número de rotores de rotores o rodetes, y no el
número de volutas que tengan estos, determina el número de etapas.
5. Basado en la succión del rotor o rodete:
De succión simple - El rodete tiene una sola cavidad de succión por donde
ingresa el fluido, su diseño es simple pero el rodete está sujeto a importante
empuje axial que puede causar desbalanceo.
De doble succión - El rodete tiene cavidades de succión de ambos lados por lo
cual está hidráulicamente balanceado aunque susceptible a flujos no
equilibrados si la cañería externa no fue correctamente diseñada.
En una bomba de dos o mas rodetes el diseño del rodete de primera etapa
determina si la bomba es considerada de simple o doble succión.
6. Basado en la ubicación de las conexiones:
Succión lateral/descarga superior - La conexión de succión está ubicada en el
final y concéntrica al eje mientras que la descarga está en la parte superior de
la carcasa perpendicular al eje; esta bomba tiene siempre baja NPSHR debido
a que el líquido entra directamente en el ojo del rodete.
Succión y descarga superior - Las conexiones de succión y descarga están
ubicadas a cada lado de la carcasa y perpendicular al eje. En estos casos la
carcasa es del tipo dividida radialmente.
Succión y descarga lateral - Las conexiones de succión y descarga están
ubicadas a cada lado de la carcasa, la cual puede estar dividida radial o
axialmente.
7. Basado en la orientación de la división de la
carcasa:
Horizontal o axialmente dividida - La carcasa se encuentra dividida axialmente
en dos partes: una superior y otra inferior la cual no puede ser soportada a
nivel del centro de eje, razón por la cual su uso está limitado por la
temperatura del fluido para evitar desalineamientos debidos a la desigual
dilatación de los componentes desde la línea de eje; la junta plana de la
carcasa y la irregular disposición de los bulones de fijación dificulta la
distribución de esfuerzos lo cual limita su máxima presión de operación.
8. • Vertical o radialmente dividida - La carcasa se encuentra dividida
radialmente en dos partes: una llamada carcasa y la otra tapa, donde
la suportación se efectúa a nivel de la línea de eje, lo que permite la
libre dilatación de sus componentes en caso de aplicaciones a
elevadas temperaturas; la junta confinada en la carcasa y la
disposición circular de los bulones de fijación hace mas manejable la
distribución de esfuerzos, lo cual permite adecuar su diseño para
mayores presiones de operación.
9. Basado en el tipo de servicio:
Bombas de no críticas - Utilizadas en servicios generales con líquidos limpios, no
corrosivos y donde la interrupción del servicio no es esencial.
Bombas de criticidad relativa - Utilizadas para servicios generales con líquidos
abrasivos o corrosivos y donde alguna interrupción en la continuidad del servicio
resulta posible sin afectar el proceso.
Bombas críticas - Utilizadas para servicios especiales (refinerías, plantas de proceso,
uso marino, etc) donde garantizar una mínima interrupción del servicio es esencial
por razones de proceso.
10. Etapas del Diseño de la Bomba
• Diseño Mecánico Inicial
• Modelado Inicial 3D de la Geometría
• Mecánica de Fluidos Computacional (CFD)
• Análisis Rotor‐Dinámico
• Análisis Estructural (FEA)
• Análisis Térmico
•Optimización del Diseño
11. • Diseño Mecánico Inicial
El Diseño Mecánico de la bomba y sus elementos
componentes se realiza teniendo en cuenta:
• Normativa que aplique (HI, API, EN, ISO, DIN, etc.)
• Procedimientos de Diseño propios de cada
Fabricante (“know how”)
•Requisitos exigidos por el Usuario Final de las
bombas
12. • Diseño Mecánico Inicial
HYDRAULIC INSTITUTE (HI)‐ Bombas en Voladizo
13. • Diseño Mecánico Inicial
HYDRAULIC INSTITUTE (HI)‐ Bombas entre Cojinetes
14. • Diseño Mecánico Inicial
HYDRAULIC INSTITUTE (HI)‐ Bombas Verticales
15. • Diseño Mecánico Inicial
HYDRAULIC INSTITUTE (HI)‐ Bombas Regenerativas
16. •Modelado 3D de la Geometría
PLANOS DEL ÁLABE Y DEL CUERPO DEL RODETE
17. •Modelado 3D de la Geometría
ÁLABE Y
CUERPO DEL RODETE
POSICIONAMIENTO
DE LOS ÁLABES
GEOMETRÍA FINAL
DEL RODETE
19. •Análisis Rotor‐Dinámico
El eje de la bomba se diseña para transmitir la
potencia requerida sin vibraciones o dentro de un
rango admisible de vibraciones.
Se tienen en cuenta:
• El par a transmitir
• El peso de los elementos rotativos
• Los empujes hidráulicos (axial y radial)
20. •Análisis Rotor‐Dinámico
En el Análisis Rotor‐Dinámico se calculan:
•Velocidades Críticas (margen de al menos un 20 %
con respecto a la Velocidad de Giro)
1era Velocidad Crítica
2da Velocidad Crítica
