Bombas Centrifugas Eim 2

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Bombas Centrifugas Eim 2

  1. 1. FACULTAD DE MECANICA <br />ESCUELA DE INGENIERIA<br />Bombas Centrifugas<br />Fausto Hidrobo<br />Alex Chauca<br />Carlos Sani<br />Lenin Orozco<br />ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO<br />28/03/2010<br />1<br />
  2. 2. RESUMEN<br /> En el siguiente trabajo se abordaran temas relacionados con las bombas centrifugas que ciertamente están vinculados con el conocimiento técnico, o más bien direccionados a la funcionalidad de su instalación, tales como: el empuje axial que existe en las bombas centrifugas, la forma como se podría reducir este esfuerzo, qué sucede si s afilan los alabes del rotor?, y se conocerá sobre la prueba hidrostática a la que se someten las estas bombas.<br />28/03/2010<br />2<br />
  3. 3. objetivos<br />Determinar el valor de la fuerza axial.<br />Conocer los medios para reducir la fuerza axial.<br />Investigar el porcentaje de eficiencia que se mayora cuando se afilan los alabes.<br />Conocer el valor de la presión ara la prueba hidrostática.<br />28/03/2010<br />3<br />
  4. 4. EMPUJE AXIAL<br />
  5. 5. En el rodete de una bomba centrífuga actúan fuerzas antagónicas (que se oponen) sobre ambas caras, esto debido a la presión que actúa sobre las mismas. <br />La presión a cada lado del rodete suele ser diferente, lo que ocasiona un empuje en la dirección del eje que se debe compensar mediante el empleo de cojinetes de empuje. <br />En las bombas de efectos múltiples, estos empujes se contrarrestan, en parte, disponiendo los rodetes en posiciones opuestas.<br />
  6. 6. Fuerzas para el empuje axial<br />En la Figura se presenta un impulsor con sus dos discos A y B de superficies respectivas SA y SB. Sobre el disco A actúa la presión p2 (de descarga) que origina una fuerza (hacia la derecha) igual a FA = p2 SA; sobre el disco B actúa también la presión p2 sobre el área SB (hacia la izquierda) y presión p1.<br />
  7. 7. La fuerza total sobre el impulsor tiene una componente hacia la izquierda, de valor:<br />F = p2 SB- p1 (SB- SA ) - p2 SA = (p2 - p1 ) (SB- SA )<br /> Que depende de las diferencias de presión de aspiración y descarga, así como de la diferencia de áreas de los discos. Esta fuerza axial tiene que ser absorbida por el cojinete de empuje.<br />28/03/2010<br />7<br />
  8. 8. ALTERNATIVAS PARA ELIMINAR LAS FUERZAS AXIALES<br />28/03/2010<br />8<br />
  9. 9. El empuje axial en los impulsores abiertos es mayor que en los cerrados, pues la parte anterior está sometida a una presión media menor; para paliar este defecto se les provee de álabes posteriores Fig II.14, que disminuyen en gran manera la presión media en la cara posterior.<br />
  10. 10. Empuje residual.- Si en lugar de un impulsor hay varios Fig. IV.28 y los suponemos idénticos, el esfuerzo total hacia la izquierda viene dado por:<br />F = ( p4- p1 ) (SB - SA )<br />
  11. 11. En estas fórmulas se introduce un coeficiente corrector ya que las presiones en las caras de los impulsores no son uniformes, sino que se distribuyen como se indica en la Fig. IV.25. <br />
  12. 12. Si en la zona próxima al eje de la cara B del impulsor se practican varios orificios, (orificios de equilibrio), la presión en esa zona tenderá a igualarse con la presión de aspiración y, por lo tanto, F1 y F2 serán prácticamente iguales.<br />Si la bomba requiere varios impulsores se pueden colocar opuestos dos a dos, quedando compensados en gran medida los esfuerzos axiales. El orden de circulación sería el 1, 2, 3, 4, Fig.<br />
  13. 13. Para bombas con varios impulsores en serie, los esfuerzos axiales se pueden compensar mediante un tambor de equilibrado situado próximo a la última etapa, Fig IV.30.<br />
  14. 14. AFILADO DE ALABES PARA UNA MEJOR EFICIENCIA<br />
  15. 15.
  16. 16. El comportamiento de las puntas de los alabes se pueden mejorar desbastando una longitud suficiente produciendo una conicidad gradual.<br /> El achaflanado o redondeo de las puntas de descarga puede incrementar las perdidas y NO SE LO DEBE HACER<br /> Desbaste superior.No hay incremento en el espacio d de los alabes antes del desbaste dF después del desbaste, por lo que el área de descarga no se altera<br /> Desbaste inferior. El desbaste inferior aumentara el espaciamiento de los alabes de d a dF y por lo tanto, el aérea de descarga que reduce la velocidad meridiana promedio cm2 a una capacidad Q<br />
  17. 17.
  18. 18.
  19. 19. CÁLCULO DE LA PRESIÓN MÍNIMA DE PRUEBA HIDROSTÁTICA<br />28/03/2010<br />19<br />
  20. 20. CÁLCULO DE LA PRESIÓN MÍNIMA DE PRUEBA HIDROSTÁTICA<br />La presión de prueba hidrostática tiene que ser una vez y media la presión de diseño dada por el constructor de la máquina.<br />La presión de prueba hidrostática dada por el suministrador ha de ser superior a la presión mínima: donde <br />
  21. 21. <ul><li>Pdif es la presión diferencial a válvula cerrada, considerando el máximo diámetro que se puede instalar en la bomba.
  22. 22. b es un porcentaje (por exceso) permitido por la norma API 610 como tolerancia a válvula cerrada
  23. 23. nmáx es la velocidad máxima que puede alcanzar el motor a válvula cerrada; para accionamiento por turbina se considerará la velocidad de disparo.
  24. 24. n es la velocidad normal de funcionamiento
  25. 25. Pmáxasp es la presión de aspiración máxima, en atm</li></ul>28/03/2010<br />21<br />
  26. 26. El espesor e de la carcasa se calcula en base a la presión de prueba hidrostática de la bomba; a este espesor se añadirán 3 mm como sobreespesor de corrosión.<br />El espesor de la carcasa no será, en ninguna zona, inferior al calculado según la expresión:<br />en la que:<br /><ul><li>phides la presión de prueba hidrostática
  27. 27. Dmáxvoluta es el diámetro máximo de la voluta
  28. 28. σtrabes el coeficiente de fatiga correspondiente a la temperatura de prueba hidrostática</li></ul>- ξ es un coeficiente de seguridad a aplicar cuando hay partes soldadas; su valor depende del grado de la inspección radiográfica; para carcasas de fundición ξ = 1.<br />28/03/2010<br />22<br />
  29. 29. CONCLUSIONES<br />Los impulsores de doble aspiración tienen la ventaja de una mejor capacidad de aspiración y ausencia de empuje axial y una menor NPSHr. Se usan para alturas no muy grandes y potencias medias y elevadas. Se pueden considerar como dos impulsores de aspiración simple, opuestos y en paralelo que llevan aros de cierre en los dos oídos.<br />
  30. 30. La carga y consecuentemente la potencia aumentan a la misma capacidad. La eficiencia máxima generalmente se mejora y puede desplazarse a una capacidad mayor.<br />Una alternativa para menguar la fuerza axial para rodetes en serie es colocando un tambor al final. La fuerza resultante sera:<br />Fizd = (p5 - p1 ) (SB+ SA )<br />La fuerza que se ejerce sobre el tambor hacia la derecha es:<br />Fder = p5 StA - p2 StB = StA = StB - Se = ( p5 - p2 ) StB- p5 Se<br />Si se hace colocando rotores opuestos de dos a dos nos queda:<br />Fderecha= p2 SA + p1 (SB- SA ) + p3 SA + p2 (SB - SA ) + p5 SB + p4 SB = SB (p1+ p2 + p 4+ p5 ) + SA (p3 - p1 )<br />y las fuerzas que actúan hacia la izquierda son:<br />Fizquierda= p 2 SB + p3 SB+ p5 SA + p4 (SB- SA ) + p3 (SB- SA ) + p4 SA = SB (p2+ 2 p3+ p4 ) + SA (2 p3 - p1 )<br />La diferencia es la fuerza residual de la forma: Fr = SB (p1- 2 p3+ p5 ) + SA (2 p3 - p1 ).<br />28/03/2010<br />24<br />
  31. 31. FUENTE BIBLIOGRAFICA<br />Bombas centrifugas, CURVAS CARACTERÍSTICAS, ACOPLAMIENTOS Y EMPUJE AXIAL. Recuperado el 22 enero de 2010, disponible: http://libros.redsauce.net/<br />28/03/2010<br />25<br />

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