En el presente documento se describen algunos tipos de bombas, analizando las caracterisiticas, operacion y control de las Bombas Centrífugas.

1. Trabajo Final de
Instrumentación
Industrial
OPERACIÓN Y CONTROL DE BOMBAS
CENTRIFUGAS

2. Bombas
• Las Bombas se usan para desplazar líquidos comunes
desde agua hasta ácidos en procesos químicos, en el
campo petrolero es común transportar varios derivados
como benceno o nafta, desde las bases de almacenamiento
hacia los campos finales de proceso, el caso es que todos
estos líquidos tienen propiedades distintas como su
viscosidad, densidad, partículas en suspensión, o incluso
corrosivos todos estos factores son analizadas antes de
escoger algún tipo de bomba.

3. Tipos de Bombas
La energía que consume una bomba depende de:
• La altura que tiene que atravesar el fluido.
• La presión que se necesita para descargar el fluido.
• Las propiedades físicas de la tubería (diámetro, longitud, rugosidad)
• Rapidez del flujo.
• Propiedades Físicas del Fluido.

4. Tipos de Bombas
BOMBAS
Cinéticas
Bombas Centrifugas
De Flujo
Axial
Mixto
Radial
Desplazamiento
Bomba Recipriocante
De Diafragma
De Pistón
Bombas Rotativas
De Tornillo
De engranaje
De lóbulo

5. Bombas Centrífugas de Flujo
• El funcionamiento consiste en succionar el
fluido con la ayuda del la fuerza centrífuga del
rotor (flecha) y desplazarlo desde una posición
inicial a una final con la ayuda de un disco
impulsor que tiene unas aspas, el motor que
acciona la bomba puede ser de combustión
interna o eléctrico.

6. Bombas
Centrífugas de Flujo
Características:
•Transportan líquidos fríos, calientes,
contaminantes,
no
contaminantes,
incluso químicos.
•Los fluidos muy viscosos perjudican el
rendimiento.
•Presentan un bajo mantenimiento y un
rendimiento optimo para caudales
pequeños.

7. Partes de una Bomba Centrífuga de Flujo

8. Componentes principales y auxiliares
de una bomba centrifuga.
•Cojinetes: son elementos que permiten los giros y alineación de la flecha, también son conocidos como
rodamientos.
•Flecha: es una barra cilíndrica metálica, que como eje se encarga de transmitir el movimiento giratorio del
motor, la alineación de este elemento influye en el accionamiento del equipo.
•Cuerpo: es la cubierta del impulsor, dependiendo del servicio que presta la se realiza el diseño de la caja.
•Impulsor: es el elemento que se conecta a la flecha por esto gira con la misma, la utilidad principal es impulsar
el agua, de acuerdo al servicio que presta depende sus múltiples diseños.
•Arrancador eléctrico: es el elemento que permite el paso de la energía eléctrica al motor.
•Válvula: se consideran como elementos auxiliares son esenciales para controlar el paso o salida de los fluidos.
•Tablero de Control: en el tablero se encuentran todos los elementos de maniobra necesarios que realizan
distintas funciones, estos elementos eléctricos están programados para operar las bombas.
•Motor: puede ser eléctrico o de combustión interna que transmite el movimiento giratorio por medio de la
flecha.

9. TIPOS DE IMPULSORES
Bombas Centrifugas de flujo Radial: utilizadas
DE UNA BOMBA
para líquidos limpios que no contengan sólidos en
suspensión, los caudales que manejan son
CENTRIFUGA.
Impulsor
Flujo Radial
Impulsor
Flujo Axial
Impulsor
Flujo Mixto
pequeños usa impulsores angostos para cargas
altas.
Bombas Centrifugas de flujo Mixto: utilizadas
para líquidos con sólidos en suspensión, los
caudales son intermedios y usa impulsores más
anchos que los radiales además los alabes tienen
una doble curvatura, torciéndose en el extremo de
la succión, la velocidad especifica aumenta.
Bombas Centrífugas de flujo Axial: utilizadas
para cargas pequeñas y grandes caudales, tienen
impulsores tipo propela, de flujo completamente
axial. Estos impulsores son los de mayor velocidad
específica y son adecuadas para drenaje en
ciudades.

10. TIPOS DE IMPULSORES
DE UNA BOMBA
CENTRIFUGA.
Impulsor Flujo Radial
Impulsor Flujo
Mixto
Impulsor Flujo Axial

11. Principio de Operación
Suponiendo que el líquido se
encuentra en el punto A, en este nivel
con las válvulas B y C abiertas, el
líquido se llenara en toda la tubería y la
bomba sin necesitar ningún esfuerzo,
manteniéndose en el nivel E (acción de
vasos comunicantes).

12. Principio de Operación
Con el giro del rotor R en el sentido de la figura,
el paquete de liquido que se encuentra en el
conducto toma la velocidad V que depende de la
rapidez angular (w) del rotor, al situarse a una
distancia H del centro de giro, actúa una fuerza F
lo cual lo hace alejarse del centro, entonces el
paquete de liquido de masa m con una velocidad
V, adquiere la energía cinética suficiente para
desplazarse
por la tubería y alejarse
completamente, con la válvula B abierta
finalmente el liquido sale por el punto S.

13. Principio de Operación
Si la válvula en B está cerrada, el giro del rotor
seguirá incrementando la energía de los
paquetes de líquido que hay en la carcasa
hasta que salgan de ella, se creará un vacío
dentro de la carcasa, así que si en este preciso
momento el nivel del tanque de suministro se
encuentra en A entonces será el fenómeno de la
presión atmosférica quién lleve nuevamente
líquido a la carcasa, continuando esta sucesión
de
acontecimientos
mientras
el
rotor
permanezca girando.

14. Operación de Bombas
Centrífugas
• Como el sistema cuenta con dos válvulas: la válvula de aspiración A debe
estar abierta, mientras que la válvula de salida (punto S) B cerrada.
• Antes de comenzar el funcionamiento, la bomba debe ser llenada con el
líquido que se va a bombea junto con la cañería de aspiración.
• Sacar el aire que se encuentra en la caja del sello, retirando el respectivo
tapón de salida, haciendo girar el eje a mano un par de vueltas, en caso de ser
necesario llenar nuevamente de líquido.
• Si la bomba tiene prensaestopas con enfriamiento de agua, se debe abrir la
válvula de paso de la cañería de agua.

15. Operación de Bombas
Centrífugas
• Se debe controlar que la presión de entrada de la bomba es suficiente, para
evitar la formación de vapor en ella.
• El ajuste de la empaquetadura en caso del prensaestopas, es necesario solo un
tiempo de dos horas. Durante este período la empaquetadura filtrará
abundantemente; después se debe ajustar el prensaestopas de tal modo que el
agua salga gota a gota.
• No se debe regular ni mucho menos controlar la capacidad de la bomba con la
válvula ubicada en la tubería de aspiración, debido a que debe estar abierta
cuando la bomba este en funcionamiento.
• No se debe poner a funcionar la bomba en vacío (sin liquido).

16. Curva Característica de
una bomba
La altura de presión H de una bomba es el trabajo
mecánico útil transmitido por la bomba al líquido
bombeado dividido por la fuerza originada por el peso
del líquido bombeado bajo el efecto de la aceleración
de la gravedad local.
En el eje vertical, la ordenada, se muestra la
altura de presión H de la bomba en metros [m].
El eje horizontal, la abscisa, está dividida en
unidades del caudal Q de la bomba en metros
cúbicos por hora [m3/h].

17. Operación de bombas en serie o en paralelo
Bombas en serie
• Con esta configuración se puede lograr una mayor
altura de elevación, manteniendo constante el caudal,
el caudal que descarga la primera bomba es captado
por la segunda y el que ésta descargando es impulsado
por la siguiente, con el propósito de aumentar la altura
de elevación.
Bombas en paralelo
• Con esta configuración se logra aumentar el caudal de
entrega. Consiste básicamente en colocar 2 o más
bombas a aspirar desde un mismo lugar, con el
propósito de aumentar el caudal elevado.

18. Rendimiento de bombas en serie o en paralelo
Bombas en serie
El rendimiento de una bomba esta dado por:
El rendimiento de las bombas conectadas en serie está dado por:
Bombas en paralelo
El rendimiento de las bombas conectadas en serie está dado por:
Donde:
• H= altura de Presión
Q = Caudal del Fluido
• p = densidad del fluido
Pm= potencia en el eje
g = gravedad.

19. Control de Bombas Centrifugas
Control de velocidad
Variable
El control de velocidad variable es económico y el rendimiento no se ve
afectado, se trata de adaptar con datos específicos a la regulación de
caudal pero con velocidad variable.
Un sistema de bombeo
controlado por presostatos o fujostatos
incrementa la presión hasta ubicarse en un nuevo de trabajo (punto 2)
siempre y cuando la demanda cambia de caudal inicial a uno final Q (1 –
2) a velocidad nominal.
Con un variador de velocidad se pasa a suministrar el caudal
reduciendo la velocidad de la bomba, situándola en el punto (2’),
conservando la presión constante y reduciendo la potencia consumida.
Variación de Velocidad
El ajuste de velocidad con la ayuda de un variador, se adapta a la
demanda necesaria, lo que significa la velocidad promedio menor que la
nominal esto quiere decir que se tiene un ahorro en consumo
considerable.

20. Control de Bombas Centrifugas
Control de Velocidad Constante
Se trata en estrangular de la tubería de impulsión para regular el caudal
deseado pero sufre una disminución en el rendimiento aunque es un
método simple y fácil de adoptar.
Una bomba que suministra un caudal Q, a una altura H, vertiendo el
líquido a través de una tubería cuya característica resistente esté
representada por la curva R1
Si por requerimientos especiales de servicio se desea que a esa misma
altura H1 entregue un caudal menor Q2 , se debe crear una pérdida
adicional que haga pasar la curva resistente de la tubería R1, a R2.
Regulación de Bombas
Centrífugas
Esta pérdida suplementaria será igual a H2–H3, y la tendrá que producir
la válvula de estrangulación, puesto que la tubería instalada par el
caudal deseado Q2 solo puede producir una perdida equivalente a H3,
sobre la curva resistente R1 .

21. Control de Bombas Centrifugas
Adaptación de una bomba a las
condiciones del sistema, recorte del
rodete
Se puede influenciar en una parte mecánica de la
bomba específicamente reduciendo el diámetro
exterior del impulsor.
Recorte del Rodete del 0%
al 15% máximo
La curva característica de una bomba dada y el punto
de funcionamiento (2) demandado por la instalación.
Para calcular el nuevo diámetro del rodete adecuado
que modifique la curva característica original de la
bomba y conseguir que pasar por el punto de trabajo
deseado 2, se debe trazar una recta desde el origen
hasta el punto 2, para que corte la curva característica
de la bomba se sitúa el punto 1 similar al punto 2.

22. Control de Bombas Centrifugas
Adaptación de una bomba a las condiciones del sistema, recorte del rodete
El diámetro a buscar se obtiene a partir del diámetro inicial D1 correspondiente al punto 1
aplicando las relaciones de semejanza siguientes:
Ahora se puede conocer el diámetro D2 , que en teoría será el necesario para que la curva de
funcionamiento de la bomba se adapte a los datos de funcionamiento requeridos por el sistema.
Cuando el recorte es grande se tiende alejarse de las condiciones requeridas en teoría lo que
afecta en gran manera al rendimiento.

23. FIN