lunes, 9 de enero de 2012

BOMBA CENTRÍFUGA


 Parte I. ¿Cómo funciona una bomba centrífuga?

Siempre he sido de los que piensa que no se debe llamar error a algo de lo cual se puede obtener un aprendizaje o sacar algún provecho. La mejor manera de enmendar un error es aprendiendo del mismo. Durante mi carrera de estudiante, reprobé una sola materia, estadística. Cuando volví a cursarla mi nota final fue de 9/10 y al final del semestre decidí concursar para ser preparador docente de esa materia. Sin entrar en detalles, quería demostrarle al profesor con el que había reprobado que ya yo sabía más sobre la materia que el (cosa que no era difícil si les soy sincero). En fin, cuando estaba en el Departamento de Ingeniería Química con mi planilla para ser preparador de estadística, el Jefe de Departamento de ese entonces me convenció para que fuera su preparador docente de Fisicoquímica II, así que modifiqué la planilla y la entregué. Creo que si no hubiese reprobado estadística nunca me hubiese convertido en preparador docente en la Universidad De Oriente. Luego de tres semestres decidí dejar Fisicoquímica II y ser preparador docente de Laboratorio de Fenómenos de Transporte. En una ocasión, estaba explicándole a un grupo de estudiantes del laboratorio cómo debían realizar la práctica correspondiente a bomba centrífuga. Uno de los estudiantes, el más inteligente, me dice:

-Raúl, la tubería de entrada a la bomba y la tubería de salida tienen el mismo diámetro. 

-Así es Carlos, estas en lo correcto.

-Pero Raúl, la velocidad de un fluido dentro de una tubería es igual al caudal dividido por el área de flujo. Si estos parámetros son iguales tanto a la entrada como a la salida de la bomba, la velocidad será igual a la entrada y a la salida.

-Así es Carlos, de nuevo estas en lo correcto.

-No entiendo Raúl, ¿No se supone que la bomba centrífuga tiene un impulsor que gira a una velocidad determinada y que le imparte velocidad al fluido?

-Si Carlos, ya veo que has estudiado para esta práctica. ¿Cuál parte es la que no entiendes?

-Raúl,  ¿No se pierde el trabajo de la bomba si colocamos a la salida una tubería con el mismo diámetro de la tubería de entrada? ¿No debería ser la tubería de salida de menor diámetro para que la velocidad a la salida sea mayor?  

-Bien Carlos, ya veo cuál es tu duda. En efecto, el impulsor de la bomba centrífuga produce un aumento en la velocidad del fluido, pero la intención de la bomba no es aumentar velocidad, es generar cabezal de presión (utilizamos el término cabezal de presión debido a que los términos en la ecuación de Bernoulli están expresados en unidades de longitud). Una vez que el fluido sale del impulsor con una velocidad mayor a la de entrada, este pasa por la voluta de la bomba. En esta parte de la bomba, de acuerdo a la ecuación de Bernoulli, la cual es una expresión de la ley de conservación de la energía, la velocidad ganada en el impulsor es transformada en cabezal de presión. Así es cómo trabaja una bomba centrífuga.




 
-Interesante Raúl, disculpa mi error, quizás omití en mis lecturas la parte de la voluta de la bomba.

-Tranquilo Carlos, siempre he sido de los que piensa que no se debe llamar error a algo de lo cual se puede obtener un aprendizaje o sacar algún provecho. La mejor manera de enmendar un error es aprendiendo del mismo. Durante mi carrera de estudiante, reprobé una sola materia, estadística…



5 comentarios:

  1. Excelente articulo que refresca conocimientos

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  2. Estimado Raúl, muy buenos articulos los del blog. Ya que estamos en repaso permitame hacerle una consulta sobre la elección del diametro de la cañería de salida de una bomba centrifuga para agua limpia.

    Si mi bomba tiene salida de 1'' 1/2, ¿obtengo alguna ventaja instalando la cañeria de salida de 2'' o debería instalarla siempre del mismo diametro de la salida? La cañería de salida tiene aguas abajo varios puntos de consumo.

    De la manera que yo lo pienso, aparte de gastar material voy a incurrir en una perdida de carga por la expansión del fluido, pero de todos modos me gustaría consultar.

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    1. Gracias por la visita al blog y por su comentario. Con respecto a su consulta,la selección del diámetro de tubería, en este caso de descarga, depende de un balance económico (dentro de los límites seguros de operación). Por ejemplo, si se selecciona un diámetro pequeño se disminuye el costo por tubería, sin embargo, el sistema causaría una mayor caída de presión, por lo que se requeriría de una bomba de gran tamaño, aumentando el costo tanto de capital como de operación del equipo. En la literatura se pueden encontrar valores típicos de velocidad del fluido o de máxima caída de presión permitida para sistemas específicos y con esta información de puede seleccionar el diámetro de la tubería de descarga. Adicionalmente, se debe realizar el cálculo hidráulico para verificar si con la tubería seleccionada se cumple con la presión requerida en cada punto de consumo (especialmente en el mas lejano).

      Para cualquier infomración adicional no dude en contactarme

      Saludos

      Raúl Miranda

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  3. GRACIAS! estoy cursando Lab de Operaciones Unitarias y esta información me ha sido bastante útil!

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  4. Buenas tardes, profesor.
    Excelentes artículos.

    Una pregunta: Si reduzco el caudal de alimentación a una bomba, llevándolo a un 6% del caudal normal, cuáles consecuencias en el funcionamiento de la bomba se podrían predecir, además de una disminución de la eficiencia? Podría presentar problemas de cavitación?

    También quisiera saber si existe la posibilidad de construir la curva característica de una bomba (si no la suministró el fabricante) a partir sólo de los datos normales y máximos de operación.

    Saludos.

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