Rendimiento manométrico de una bomba centrífuga
Una bomba centrífuga es una máquina que convierte la energía cinética del agua en energía de presión antes de que el agua salga de su carcasa. El flujo de agua que sale del impulsor es de vórtice libre. El impulsor de una bomba centrífuga puede tener carcasa de voluta, carcasa de vórtice y carcasa de voluta con álabes guía. a) La altura manométrica es la altura real del agua contra la que tiene que trabajar una bomba centrífuga. Puede obtenerse utilizando las siguientes relaciones, es decir, Altura manométrica = Trabajo realizado por kg de agua – Pérdidas en el impulsor
= Altura de aspiración + Pérdida de altura en la tubería de aspiración debida a la fricción + Altura de impulsión + Pérdida de altura en la tubería de impulsión debida a la fricción + Altura de velocidad en la tubería de impulsión.(b) La descarga (Q) de una bomba centrífuga viene dada por
(c) El rendimiento manométrico de una bomba centrífuga se define como la relación entre la altura manométrica y la energía suministrada por el rodete.(d) El rendimiento mecánico de una bomba centrífuga se define como la relación entre la energía disponible en el rodete y la energía suministrada a la bomba por el motor primario.(e) El rendimiento global de una bomba centrífuga se define como la energía suministrada a la bomba y la energía disponible en el rodete.(f) El rendimiento de una bomba centrífuga será máximo cuando los álabes estén inclinados hacia atrás. (g) La potencia necesaria para accionar una bomba centrífuga viene dada por
Altura estática de la bomba
Altura manométrica de la bomba centrífuga = ((Presión a la salida de la bomba/Peso específico del fluido en la bomba)+((Velocidad en la tubería de impulsión^2)/(2*[g]))+Cabeza manométrica a la salida de la bomba)-((Presión a la entrada de la bomba/Peso específico del fluido en la bomba)+((Velocidad en la tubería de aspiración^2)/(2*[g]))+Cabeza manométrica a la entrada de la bomba)
Altura manométrica de la bomba centrífuga = (Altura de aspiración de la bomba centrífuga/Cabeza de impulsión de la bomba)+(Pérdida de carga por fricción en la tubería de aspiración de la bomba+Pérdida de carga por fricción en la tubería de impulsión de la bomba)+(Velocidad en la tubería de impulsión^2)/(2*[g])
La altura manométrica es la suma de la elevación real (altura estática), las pérdidas por fricción en las tuberías y la altura de la velocidad de descarga. La energía que necesita el agua desde la aspiración en la tubería de aspiración hasta la descarga en el depósito de descarga, convertida en forma de altura, se denomina altura manométrica.
La calculadora de altura manométrica dada la altura impartida por el impulsor y la pérdida de altura en la bomba utiliza Altura manométrica de la bomba centrífuga = (Velocidad del remolino en la salida*Velocidad tangencial del impulsor en la salida/[g])-(Pérdida de altura en el impulsor de la bomba+Pérdida de altura en la carcasa de la bomba) para calcular la altura manométrica de la bomba centrífuga, La altura manométrica dada la altura impartida por el impulsor y la pérdida de altura en la fórmula de la bomba se define como la diferencia entre el producto de la velocidad del torbellino y la velocidad tangencial dividido por la aceleración debida a la gravedad y la suma de la pérdida de altura en el impulsor y la carcasa. La altura manométrica de una bomba centrífuga se indica mediante el símbolo Hmano.
Altura de aspiración en bomba centrífuga
Se trata de un concepto que, en realidad, es increíblemente sencillo de definir, pero que puede resultar confuso cuando se traslada a ejemplos de bombas reales. Imagine una bomba con una tubería que se extiende verticalmente desde la descarga (véase la figura 1).
En pocas palabras: la altura de elevación de una bomba es la altura máxima que puede alcanzar bombeando contra la gravedad. Intuitivamente, si una bomba puede producir más presión, puede bombear agua a mayor altura y producir una altura mayor. Obsérvese también que cuanto más alto esté el líquido en el depósito, más alto podrá bombear la bomba el agua a la tubería vertical de descarga, debido a la altura ejercida por el líquido en el depósito de aspiración (véase la figura 2).
Una medida mucho más útil de la altura es la diferencia entre el nivel del líquido en el depósito de aspiración y la altura en la tubería vertical de descarga. Esta cifra se conoce como «altura total» que puede producir la bomba.
Si aumenta el nivel del líquido en el depósito de aspiración, aumentará la altura, y si disminuye, disminuirá. Los fabricantes y proveedores de bombas no suelen decir cuánta altura puede producir una bomba, porque no pueden predecir cuál será la altura del líquido en el depósito de aspiración. En su lugar, informarán de la altura total de la bomba, la diferencia de altura entre el nivel del líquido en el depósito de aspiración y la altura de una columna de agua que puede alcanzar la bomba. La altura total es independiente del nivel de líquido en el depósito de aspiración.
Dimensiones del cabezal manométrico
Las bombas suelen agruparse en dos grandes categorías: bombas de desplazamiento positivo y bombas dinámicas (centrífugas). Las bombas de desplazamiento positivo utilizan un medio mecánico para variar el tamaño de la cámara de fluido (o moverla) y hacer que el fluido fluya. Por otro lado, las bombas centrífugas imparten impulso al fluido mediante la rotación de impulsores que están sumergidos en el fluido. El impulso produce un aumento de la presión o del caudal a la salida de la bomba.
Una bomba centrífuga convierte la energía del impulsor en energía cinética en un líquido acelerando el fluido hacia el borde exterior de un impulsor. La cantidad de energía suministrada al líquido corresponde a la velocidad en el borde o punta del álabe del impulsor. Cuanto más rápido gire el impulsor o cuanto mayor sea éste, mayor será la velocidad del líquido en la punta del álabe y mayor será la energía transmitida al líquido.
La creación de una resistencia al flujo controla la energía cinética de un líquido que sale de un impulsor. La primera resistencia la crea la voluta (carcasa) de la bomba, que atrapa el líquido y lo frena. Cuando el líquido se ralentiza en la carcasa de la bomba, parte de la energía cinética se convierte en energía de presión. Es la resistencia al flujo de la bomba que se lee en un manómetro conectado a la tubería de descarga. Una bomba no crea presión, sólo crea caudal. La presión es una medida de la resistencia al flujo.