Transporte de fluidos bombas centrífugas

Otto Caro Niño, Orlando Díaz Parra

• Editorial: Editorial de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia - UPTC
• Año: 2025
• ISBN del libro electrónico:
  9789586609272
• Categoría: Physical Sciences
• Categoría: Fluid Mechanics

Un sistema compuesto por una conducción y sus accesorios, por el que se transporta un fluido presurizado y en el que un dispositivo denominado "bomba hidráulica" interviene para hacer transitar el fluido, se denomina sistema de bombeo. Por sistemas de bombeo se transporta, entre otros, agua para riego, en plantas de potabilización y tratamiento, en redes de distribución de agua potable e industrial, así como también en sistemas de enfriamiento y calentamiento. Industrialmente se transporta, además de agua, leche y sus derivados, jugos y alimentos, muy diversos tipos de aceites y combustibles, lodos y otras sustancias líquidas o mezclas fluidas como el concreto.Basados en la experiencia académica y profesional de los autores, en este libro se muestra la aplicación de conceptos de mecánica de fluidos que son fundamento para el diseño de sistemas de bombeo y una descripción general de un sistema y sus componentes, incluyendo el detalle de la configuración y partes de la bomba centrífuga. Por otro lado, se muestran los principios de ingeniería que permiten calcular los requerimientos de potencia y las especificaciones de los componentes del sistema, así como los principios de operación y sus principales problemas.En este texto los autores han evitado las divagaciones y han condensado la información, de manera que se presenta mediante argumentos, tablas y gráficos, de una forma sencilla, ágil y directa, los elementos y fundamentos para la selección de los componentes de un sistema de bombeo, de modo que el lector interesado podrá realizar por su cuenta el diseño del mismo según sus necesidades y establecer los requerimientos de recursos para la ejecución de un proyecto de aplicación, tanto en el sector agrícola como en el sector industrial. El texto presenta un procedimiento detallado y de fácil comprensión para el cálculo y selección de los componentes de un sistema de bombeo, incluida la bomba centrífuga, sus especificaciones y parámetros de operación y también suficientes elementos para la evaluación y monitoreo de las condiciones de operación de instalaciones existentes.

Índice

• INTRODUCCIÓN
• 1. FUNDAMENTOS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS
• 2.  LOS SISTEMAS DE BOMBEO
• 3. FUNDAMENTO DE OPERACIÓN
• 4. REFERENCIAS
• Figura 1: Fuentes danzantes de Dubái.
• Figura 2: El chorro de agua se deforma de manera constante al impactar los álabes de una turbina Pelton.
• Figura 3: Tipos de flujo según como se mueve el fluido dentro de una conducción.
• Figura 4: El fluido entra en la bomba en dirección axial por la admisión y el rodete lo dirige radialmente hacia la voluta que lo conduce a la descarga.
• Figura 5: Diagrama de velocidades en la entrada y salida de los álabes de una bomba centrífuga.
• Figura 6: Esquema de fluido que transita a velocidad promedio v por una sección transversal A.
• Figura 7: Esquema de tanque de agua de 1 m3 de volumen con tubo de salida de 0,001 m2 de sección transversal.
• Figura 8: Resultados del cálculo del ṁ, Q, V y D para el tanque de agua del ejemplo.
• Figura 9: Segmento de un sistema de conducción que incluye bomba para mostrar los tipos de energía de entrada y salida del sis ema.
• Figura 10: Esquema básico de un sistema de bombeo ubicando los puntos de entrada (e) y salida (s) para la ecuación de balance de energía.
• Figura 11: Esquema básico de sistema de bombeo para ejemplo de cálculo.
• Figura 12: Componentes de un sistema de bombeo.
• Figura 13: Detalles del sistema de bombeo.
• Figura 14: Esquemas de disposición en la succión de un sistema de bombeo; (izquierda) succión positiva, (derecha) succión negativa.
• Figura 15: Tipo de bomba rotodinámica y eficiencia máxima según el número específico de revoluciones.
• Figura 16: Configuración del rodete según al número específico de revoluciones Ns. El efecto radial se incrementa al disminuir Ns.
• Figura 17: Partes constitutivas de una bomba centrífuga.
• Figura 18: Principales tipos de rodetes en bombas centrífugas, cerrados, semiabiertos y de doble aspiración.
• Figura 19: Gráfico para selección de bombas centrífugas según el requerimiento de caudal y cabeza para una familia de bombas.
• Figura 20: Curva característica de una bomba 2 1/2 x 3 - 12 pulgadas a 3500 rpm.
• Figura 21: Lectura de caudal según el requerimiento de cabeza de la bomba.
• Figura 22: Cabeza de bombeo según el caudal requerido y el diámetro del rodete.
• Figura 23: Caudal transportado según la cabeza de bombeo y el tamaño del rodete.
• Figura 24: El punto de operación de un sistema de bombeo es el punto donde coinciden la curva característica de la bomba y la curva de operación del sistema.
• Figura 25: Variaciones en la curva de operación por variación en la carga del sistema.
• Figura 26: Esquema de una línea de succión de un sistema de bombeo.
• Tabla 1: Resultado del cálculo del número de Reynolds para tres sustancias diferentes.
• Tabla 2: Velocidades de conducción recomendadas para las líneas de succión y descarga según el flujo volumétrico y el tamaño de la tubería. Fuente: Tomado de Mott et al. 2015.
• Tabla 3: Expresiones para determinar los diferentes tipos de energía específica asociadas a un flujo.
• Tabla 4: Relación de la pérdida de cabeza de energía en metros por cada 100 metros de tubo de hierro según su diámetro. Fuente: EASYPIPE S.L., 2024.
• Tabla 5: Relación de la pérdida de cabeza de energía en metros por accesorio de hierro según su diámetro. Fuente: Rodríguez Galbarro, 2024.
• Tabla 6: Resumen del ejercicio de red domiciliaria.
• Tabla 7: Dimensiones geométricas de tubos comerciales de acero sin costura cédula 40.
• Tabla 8: Ecuaciones para la determinación de la potencia en el eje y potencia absorbida según el tipo corriente de alimentació al motor.
• Tabla 9: Fallas que se presentan en los sistemas de bombeo y posibles soluciones.