Laboratorio N° 1 Bombas Centrifugas

UNIVERSITY RICARDO PALMA / UNIVERSIDADE RICARDO PALMAFACULTY OF ENGINEERING / FACULDADE DE ENGENHARIA

PROFESSIONAL ACADEMIC SCHOOL INDUSTRIAL ENGINEERING/ ENGENHARIA ACADÊMICO PROFISSIONAL ESCOLA INDUSTRIAL

COURSE: INDUSTRIAL EQUIPMENT AND MAINTENANCE / CURSO: EQUIPAMENTOS E MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

TECHNICAL WORKSHOP N°1 / TALLER TECNICO N°1/ WORKSHOP TÉCNICO N°1

BOMBA CENTRIFUGA / CENTRIFUGAL PUMP / BOMBA CENTRIFUGA

SURCO, SEPTEMBER 2014

INDUSTRIAL EQUIPMENT AND MAINTENANCE Eng. Andres Tinoco Rondan

MEMORANDUM

A : Ing. Tinoco Rondan, AndrésAsunto : Bomba Centrífuga Fecha : 6 de setiembre del 2014

Me es grato dirigirme a usted para presentarle por medio de este presente, el informe que tiene la finalidad de darle a conocer lo investigado de LAS PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA. En el informe se adjunta el Plano isométrico, desensamble, la Hoja de Ingeniería Básica (Ficha Técnica), ensamble y un ejemplo de aplicación sobre bombas centrifugas.Sin otro en particular, le agradezco se sirva revisar el presente informe.

Atentamente

INTRODUCCION


Una bomba centrifuga es un dispositivo constituido por un conjunto de paletas rotatorias perfectamente encajadas dentro de una cubierta metálica, de manera que son capaces de impulsar al líquido que esté contenido dentro de la cubierta, gracias a la fuerza centrifuga que se genera cuando giran las paletas.

Los elementos principales de toda bomba centrifuga son:

1. Soporte2. Impulsor3. Voluta4. Eje

En los últimos años, gracias a las facilidades que se han venido dando en el suministro de la energía eléctrica, el uso de las bombas se ha extendido de gran manera.

Dado que la mayoría de las bombas son impulsadas con motores eléctricos, esta mejora en el flujo de la electricidad ha permitido que los diseñadores y fabricantes de motores eléctricos puedan proveer motores poderosos y confiables.

MARCO TEORICO


Isométrico

DEFINICIÓN:

Concepto de bombaLas 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.

Bomba CentrifugaUna bomba centrífuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Así, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrífuga tiene dos partes principales: 1.- Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y 2.- Un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras.

IDEAS BÁSICAS:

Las Bombas Centrifugas son más económicas que las bombas de émbolo equivalente.

La impulsión eléctrica del motor que la mueve es bastante sencilla.

Algunas de sus ventajas son:

- Caudal constante.- Presión uniforme.- Sencillez de construcción.


- Tamaño reducido.- Bajo mantenimiento.- Flexibilidad de regulación.- Vida útil prolongada.- No tienen movimientos alternativos.

APLICACIONES:

Las bombas centrífugas son las bombas que más se aplican en diversas industrias, en las que destacan:

Industria alimenticia: Saborizantes, aceites, grasas, pasta de tomate, cremas, vegetales trozados, mermeladas, mayonesa, chocolate, levadura y demás.

Industria de cosméticos: Cremas y lociones, tintes y alcoholes, aceites, entre otras.

Industria farmacéutica: Pastas, jarabes, extractos, emulsiones. Bebidas: leche, cerveza, aguardientes, concentrados de fruta, jugos y más.

Otros químicos: Solventes, combustibles y lubricantes, jabones, detergentes, pinturas, gases licuados, etcétera.

DESENSAMBLE DE LA BOMBA CENTRIFUGA (DOP)


DESENSAMBLE DE LA BOMBA CENTRIFUGA (DAP)


1

RESUMEN

ACTIVIDAD SIMBOLO CANTIDAD

OPERACION 8

INSPECCIÓN 1

FICHA TECNICA

MAQUINA o EQUIPO: Bomba centrifuga


Resumen

Actividad Símbolo Cantidad

Almacén 1Transporte 1Operación 8Inspección 1

Demora 0

FICHA DE INGENIERIA BASICA

Ing. De Diseño:

Ubicación:

I. DISEÑO

Dimensiones: 95 x 85 x 80 Peso:

Marca: Six team

Componentes: Voluta, Soporte, Impulsor

Modelo: STP 50

Capacidad: 0,37 KW

II. OPERACIÓN

Motor: 0,5 HP

Rpm: 3450

Voltaje: 220 V

Vida útil: 20 000 Hrs.

III. CONSTRUCCION

Partes: Material de Fabricación:

Soporte Fierro fundido

Impulsor Bronce

Voluta Fierro fundido

IV. MANTENIMIENTO

Preventivo Limpieza Lubricación

Predictivo Cavitación

Detectivo Por ruido Por calor

TPM (Total Productive Maintenance)

Correctivo Eje Impulsor

V. NORMAS ISA (Isamex, Isabrasil, Isaperu) / NTP (Normas Técnicas Peruanas)

Normas Técnicas de SeguridadEN 60 335-1 IEC 335-1 CEI 61-150

NTP / ( NORMAS TECNICAS PERUANAS )Título Bombas Centrifugas Código NTP 360.011:1976 EN 60034-1 Páginas 11 páginas IEC 34-1 I. C. S. 23.08 CEI 2-3 Precio 643


VI. PRECIOS (Tasación/Valuación)

S$$ 50

VII. COSTOS OPERATIVOS (U$$ / Hr)

1. Materiales $ 3.5

2. Instalación $ 12

3. Repuestos $ 15

4. Mano de Obra $ 10

5. Otros $ 0

TOTAL (U$$ / Hr) 1.233

VIII. TECNOLOGIA DE ORIGEN

País: Italia

FOTOS


VOLUTA

DIAGRAMA DE ENSAMBLAJE


Se observa el impulsor

DIAGRAMA DE GOZINTO


MAPA TECNOLOGICO


BOMBA CENTRÌFUGA

VOLUTA

3 pernos para unir

voluta con soporte

Conexión para una tubería

IMPULSOR

Alabes

Eje

SOPORTE

3 pernos para unir la

voluta con el soporte

Eje de unión

ESCALA VOLUTA IMPULSOR SOPORTE

100%

Acero (20%)

Plástico (5%)

Acero (20%)Acero (10%)

90%

Bronce (85%)

80%

Fierro (80%) Fierro (80%)

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

PROBLEMA RESUELTO

1.- Una bomba centrífuga tiene un rodete de dimensiones: r1= 75 mm; r2= 200 mm; β1= 50º; β2= 40º La anchura del rodete a la entrada es, b1= 40 mm y a la salida, b2= 20 ms. Se puede suponer que funciona en condiciones de rendimiento máximo (c1m= c1) Rendimiento manométrico, 0,78 Determinar, para un caudal q = 0,1 m3/seg lo siguiente:


a) Los triángulos de velocidades b) La altura total que se alcanzará a chorro libre c) El par motor y potencia comunicada al líquido d) Cálculo de las pérdidas internas y elevación de la presión al pasar el agua por el rodete, en la siguiente situación: Sabiendo que las pérdidas en el mismo son nulas.

RESOLUCIÓNa) Triángulos de velocidades

Entrada: Como :c 1⊥u1 , por ser c1=c1m,el agua penetra⊥au1 ;α 1=90 º

c 1=c 1m=q/2 π r1b1=0,1m 3/seg /2π x 0,075mx 40.10−3m=5,305m /seg

c 1/u1=w 1 sen β 1/w 1 cos β 1=tg β 1⇒ u1=c1 /tg β1=5,305/ tg50=4,45m /seg ;

w 1=c1m /sen β1=5,305 sen50 º=6,925m /seg

Salida: C2m = q/ 2πr2b2 = 0.1/2π x 0.2 x 0.02 = 3,978 m/seg

C 2n=u2.w 2cosβ 2=w 2= c2m

senβ 2= 3.978

sen 40=6.189

mseg

u2=u1r 2r 1

=4.4520075

=11.87m

seg

=11.87 x 6.189 cos40

C 2n=7.12m / seg

C 2=√c2 2m+c22n=√3.9782+7.122=3.156 m/ segTgα 2=C 2m/C 2n=3.978/7.12=0.5587=α 2=29.19 °

b) Altura total que se alacanzará a chorro libre : Ht(max) = que no hay tubería de impulsión

Ht (max)=u2C 2n /g=11.87 x 7.12/g=8.624 m

c) Par motor:

C=(γ q / g)r 2C 2n=((1000kg /m3 x 0.1m3/ seg)/ g)x 0.2mx 7.12m /seg=14.53mkg

Potencia comunicadaa labomba : N=Cw=14.53u1 /r 1=14.53u1/r 1=14.53 (mkg)4.45 /0.075=862.11kgm /seg=11.5CV .

Potencia comunicada por la bombaal líquido (enel supuesto denvol=1) :N h=γ q1 H t=1000kg/m 3x 0.1m3 /seg x 8.624m=862.4 Kgm/ seg=11.5CV

d1) Pérdidas internas

Δi=Ht x Hm=nman=Hm/ Ht=Ht (l . nman)=8.624 x (l x0.78)=1.897

Elevación de la presión al pasar el agua por el rodete, si las pérdidas en el mismo son nulas


Hm=( C2 S2G

+ Psγ

+Zs ).( c2 e2g

+ Psγ

+Ze)=Ht . Δi=Ht nman=8.624 x0.78=6.727m

Ht=( c222g

+ Psγ

+r 2).( c2 12g

+ P1γ

+r 1)+hr=( 8.1562

2 g+ P 2

γ+0.2).( 5.3052

2 g+ P 1

γ+0.075)+0=8.624 m

p2−p1γ

=6.54 m

En el supuesto de considerar que las velocidades Cs y Ce sean iguales, asi como Zs y Ze, la altura de presión total creada en la bomba es:

Ps−Peγ

=Hman=P 2−P 1γ

+Alturade presión creadaen lavoluta

La altura de presión creada en la voluta es = Hman – P 2−P1

γ=6.727−6.54=0.187

CONCLUSIONES


Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son

adecuadas casi para cualquier uso. Las más comunes son las que están construidas

bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidráulica) con un único rodete, que abarcan

capacidades hasta los 500 m³/h y alturas manométricas hasta los 100 metros con

motores eléctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar

horizontales, pero también pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se

fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba.

El espacio requerido es aproximadamente 1/8 del de la bomba de émbolo equivalente.

El caudal disminuye cuando crecen las revoluciones.

Bombas Rotatorias

Las bombas rotatorias que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mínimo. En lugar de "aventar" el líquido como en una bomba centrifuga, una bomba rota y a diferencia de una bomba de pistón, la bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio sólo. Pueden manejar casi cualquier líquido que


esté libre de sólidos abrasivos. Incluso puede existir la presencia de sólidos duros en el líquido si una chaqueta de vapor alrededor de la caja de la bomba los puede mantener en condición fluida. Las bombas rotatorias se clasifican en:

Bombas de Leva y Pistón.- También se llaman bombas de émbolo rotatorio, y consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior. La rotación de la flecha hace que el excéntrico atrape el líquido contra la caja. Conforme continúa la rotación el líquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida de la bomba.

Bombas de Engranes Externos- Éstas constituyen el tipo rotatorio más simple. Conforme los dientes de los engranes se separan en el lado el líquido llena el espacio, entre ellos. Éste se conduce en trayectoria circular hacia afuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes. Los engranes pueden tener dientes simples, dobles, o de involuta. Algunos diseños tienen agujeros de flujo radiales en el engrane loco, que van de la corona y del fondo de los dientes a la perforación interna. Éstos permiten que el líquido se comunique de un diente al siguiente, evitando la formación de presiones excesivas que pudiesen sobrecargar las chumaceras y causar una operación ruidosa.

Bombas de Engrane Interno.- Estas tienen un rotor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el líquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba.

Bombas Lobulares.- Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de acción, tienen dos o más rotores cortados con tres, cuatro, o más lóbulos en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranes externos, Debido a que el líquido se descarga en un número más reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen también combinaciones de bombas de engrane y lóbulo.

Bombas de Tornillo. Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Existe un gran número de diseños apropiados para varias aplicaciones. Las bombas de un solo tomillo tienen un rotor en forma espiral que gira excéntricamente en un estator de hélice interna o cubierta. El rotor es de metal y la hélice es generalmente de hule duro o blando, dependiendo del líquido que se maneje. Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos. Pueden usarse tornillos con roscas opuestas para eliminar el empuje axial en la bomba.

MAQUINA o EQUIPO:Bomba centrifuga de rotor múltiple lobular

FICHA DE INGENIERIA BASICA

Fecha: 06/09/2014

I. DISEÑO


Dimensiones: 269 x138 x 118 Peso:

Marca: Inoxpa

Componentes: Voluta, Soporte, Impulsor

Modelo: SLR

Capacidad: 0,37 KW

II. OPERACIÓN

Motor: 0,5 HP

Rpm: 950

Voltaje: 220 V

Vida util: 20 000 Hrs.

III. CONSTRUCCION

Partes: Material de Fabricación:

Soporte Fierro fundido

Impulsor Bronce

Voluta Fierro fundido

IV. MANTENIMIENTO

Preventivo Limpieza Lubricación

Predictivo Cavitación

Detectivo Por ruido Por calor

TPM (Total Productive Maintenance)

Correctivo Eje Impulsor

V. NORMAS ISA (Isamex, Isabrasil, Isaperu) / NTP (Normas Técnicas Peruanas)

Normas Técnicas de SeguridadEN 60 335-1 IEC 335-1 CEI 61-150

NTP / ( NORMAS TECNICAS PERUANAS )Título Bombas Centrifugas Código NTP 360.011:1976 EN 60034-1 Páginas 11 páginas IEC 34-1 I. C. S. 23.08 CEI 2-3 Precio 643

VI. PRECIOS (Tasación/Valuación)

S$$ 500


VII. COSTOS OPERATIVOS (U$$ / Hr)

1. Materiales $ 50

2. Instalacion $ 20

3. Repuestos $ 20

4. Mano de Obra $ 20

5. Otros $ 0

TOTAL (U$$ / Hr) 1.233

VIII. TECNOLOGIA DE ORIGEN

Pais: Reino Unido


Date post:	14-Dec-2015
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