Las bombas centrífugas horizontales y verticales

El eje de rotación puede ser horizontal o vertical, (rara vez inclinado). De esta disposición se derivan diferentes diseños en la construcción de la bomba.

Bombas centrífugas horizontales

El eje de la bomba y del motor están a la misma altura. La bomba no debe trabajar en seco, ya que necesita el líquido bombeado como lubricante entre anillos rozantes y rodete, y entre empaquetadura y eje.

Antes de su puesta en marcha deben quedar cebadas por no ser auto-transpirantes. Este proceso puede ser bastante complejo si la bomba no trabaja en carga y colocada por encima del nivel del líquido. Este caso se presenta muy frecuente con bombas centrífugas horizontales, se debe colocar una válvula en la parte de la aspiración de la bomba t algún sistema de cebado.

Ventajas de las bombas centrífugas horizontales

En la gran variedad de las bombas centrífugas horizontales encontramos las siguientes ventajas.

• Son de construcción más barata que las verticales.
• Su mantenimiento y conservación es mucho más sencillo y económico.
• El desmontaje de la bomba se puede hacer sin necesidad de mover el motor.
• No hay que tocar las conexiones de aspiración e impulsión.
• Fácil de instalar.

Bombas centrífugas verticales

En este tipo de bomba tiene un eje vertical y el motor generalmente está encima de la bomba. Esto permite que la bomba trabaje siempre rodeada por el líquido a bombear. Estas bombas no deben quedar cebadas antes de la puesta en marcha.

Bombas centrífugas verticales no sumergidas

En las bombas verticales no sumergidas, el motor generalmente está directamente encima de la bomba. También puede estar muy por encima de la bomba para protegerlo de una posible inundación o para hacerlo más accesible.

El eje de la bomba puede ser rígido o flexible por medio de juntas universales. Esto soluciona el problema del alineamiento.

Se puede usar las mismas bombas horizontales, solamente hay que modificar los cojinetes.

La ventaja de las bombas verticales es que necesitan muy poco espacio horizontal, son ideales para trabajar en barcos, pozos, etc. Se debe prever suficiente espacio vertical para su montaje y desmontaje.

Para bombas de gran capacidad, la construcción vertical generalmente es menos cara que la horizontal.

Las bombas centrífugas verticales no sumergidas tienen su campo en:

• Aplicaciones marinas.
• Aguas sucias.
• Drenajes.
• Irrigación.
• Circulación de condensadores, etc.

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Las bombas centrífugas

¿Qué son las bombas centrífugas?

Las bombas centrífugas son las más usadas en las industrias. Se utilizan para desplazar líquidos a través de un sistema de tuberías, accionadas principalmente por motores eléctricos y de combustión interna.
Estas bombas crean un flujo utilizando la energía cinética de un rodete giratorio para generar el movimiento del fluido. La eficacia de una bomba centrífuga depende del rendimiento de este rodete.

Clasificación de las bombas centrífugas

Debido a la gran variedad de las bombas centrífugas, estas pueden clasificarse como:

• Bomba centrífuga voluta: El impulsor descarga en una caja espiral que se expande progresivamente, proporcionada en tal forma que la velocidad del líquido se reduce en forma gradual. Por este medio, parte de la energía de velocidad del líquido se convierte en presión estática.
• Bomba centrífuga difusor: Los álabes (rueda perfilada) direccionales estacionarios rodean al rotor o impulsor en una bomba del tipo de difusor. Estos pasajes con expansión gradual cambian la dirección del flujo del líquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión.
• Bomba centrífuga turbina: En este de bomba tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor.

Las bombas centrífugas horizontales
Las bombas centrífugas con el eje de giro horizontal tienen el motor a la misma altura. Éste tipo de bombas se utiliza para el funcionamiento en seco. El líquido llega siempre a la bomba por medio de una tubería de aspiración.
Las bomba centrífugas verticales
Las bombas centrífugas con el eje de giro en posición vertical tienen el motor a un nivel superior al de la bomba y trabajan siempre rodeadas por el líquido a bombear.

Existen otras clasificaciones de las bombas centrífugas, basadas en los tipos de flujo

• Bomba centrífuga de flujo radial: En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor de la bomba centrifuga es en gran medida radial.
• Bomba centrífuga de flujo axial: Las bombas de flujo axial desarrollan su columna por la acción de impulso o elevación de las paletas sobre el líquido.
• Bomba centrífuga de flujo mixto: Las bombas de flujo mixto desarrollan su columna parcialmente por fuerza centrifuga y parcialmente por el impulsor de los álabes sobre el líquido. El diámetro de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada.

Principales características de la bomba centrífuga

En la gran variedad de las bombas centrífuga encontramos las siguientes características:

• Elemento giratorio: Formados por un eje y uno o varios rodetes.
• Elemento estacionario (carcasa).
• Elementos de cierre.
• Aumenta la energía del fluido por la acción de la fuerza centrífuga.
• Se adapta a trabajos a velocidades altas.
• El líquido sale perpendicular al eje de rotación del álabe o rodete.
• En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie.
• En las bombas de baja presión, el difusor es un canal en espiral.
• En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial.
• En flujos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es más paralela al eje del rotor.
• Flujo mixto es cuando la transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias.
• Las bombas centrífugas, al contrario que las de desplazamiento positivo, no son auto aspirantes y requieren de cebado previo al funcionamiento.

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Principales tipos de las bombas centrífugas

En la gran variedad de las bombas centrífugas encontramos los siguientes principales tipos:

• Radiales, axiales y diagonales.
• De impulsor abierto, semiabierto y cerrado.
• Horizontales y verticales.

Bombas centrífugas radiales, axiales y diagonales

El tipo de una bomba que atiende al diseño hidráulico del rodete impulsor, viene caracterizado por su velocidad específica, calculada en el punto de funcionamiento de diseño, es decir, en el punto de máximo rendimiento de la curva característica.

Bombas centrífugas radiales

La corriente líquida se verifica en planos radiales. La energía se cede al líquido esencialmente mediante la acción de la fuerza centrífuga.

Bombas centrífugas axiales

La corriente líquida se verifica superficies cilíndricas alrededor del eje de rotación. La energía se cede al líquido por la impulsión ejercida por los álabes sobre el mismo.

Bombas centrífugas diagonales

La corriente líquida se verifica radial y axialmente, denominándose también de flujo mixto. La energía se cede al líquido mediante la acción de la fuerza centrífuga y la impulsión ejercida por los álabes sobre el mismo.

Campos de aplicación de los tres tipos de bombas centrífugas

El diagrama muestra una relación entre el caudal en litros/minuto y la altura hidráulica. Subiendo en vertical se encuentran el tipo de bomba y potencia necesaria para una altura hidráulica determinada.

Selección de bombas centrífugas

Para una aplicación específica hay siempre varios tipos de bombas entre los que elegir. Se debe seleccionar una bomba con un muy buen rendimiento para las condiciones operativas dadas.

Los parámetros para la selección de bombas centrífugas a investigar incluyen

• Velocidad específica Ns.
• Diámetro del impulsor.
• Velocidad de operación.
• Usar bombas multi-etapa.
• Colocar bombas en serie.
• Limitar el flujo en el sistema para ahorrar energía.

Objetivo: El objetivo es optimizar los recursos tecnológicos, minimizando el consumo de energía.

Punto de operación: Cambiando la curva de características de la bomba se puede manipular el punto de operación. Esto se logra con la reducción del diámetro del impulsor y colocarlo en la carcaza original, modificando el diámetro de la tubería o estrangular el flujo dentro de la misma.

La curva de la bomba puede modificarse también cambiando la velocidad de trabajo de la misma.

Niveles de operación variables: Una situación compleja se presenta cuando los niveles de los depósitos no son constantes. Con estas condiciones de trabajo no es posible lograr un alto rendimiento del sistema y se puede utilizar un motor de velocidad variable.

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