¿qué es una bomba centrífuga?
una bomba centrífuga es un dispositivo mecánico diseñado para mover un fluido mediante la transferencia de energía de rotación de uno o más rotores impulsados, llamados impulsores. El fluido entra en el impulsor que gira rápidamente a lo largo de su eje y es expulsado por la fuerza centrífuga a lo largo de su circunferencia a través de las puntas de las paletas del impulsor. La acción del impulsor aumenta la velocidad y la presión del fluido y también lo dirige hacia la salida de la bomba., La carcasa de la bomba está especialmente diseñada para restringir el fluido desde la entrada de la bomba, dirigirlo al impulsor y luego ralentizar y controlar el fluido antes de la descarga.
¿cómo funciona una bomba centrífuga?
El impulsor es el componente clave de una bomba centrífuga. Consiste en una serie de paletas curvas. Estos normalmente se intercalan entre dos discos (un impulsor cerrado). Para fluidos con sólidos arrastrados, se prefiere un impulsor abierto o semiabierto (respaldado por un solo disco) (Figura 1).,
El fluido entra en el impulsor por su eje (el ‘ojo’) y sale a lo largo de la circunferencia entre las paletas. El impulsor, en el lado opuesto al ojo, está conectado a través de un eje de transmisión a un motor y gira a alta velocidad (típicamente 500-5000rpm). El movimiento de rotación del impulsor acelera el fluido a través de las paletas del impulsor hacia la carcasa de la bomba.
Hay dos diseños básicos de la carcasa de la bomba: voluta y difusor. El propósito en ambos diseños es traducir el flujo de fluido en una descarga controlada a presión.,
en una carcasa de voluta, el impulsor se desplaza, creando efectivamente un embudo curvado con un área de sección transversal creciente hacia la salida de la bomba. Este diseño hace que la presión del fluido aumente hacia la salida (Figura 2).
El mismo principio se aplica a los difusor de diseños. En este caso, la presión del fluido aumenta a medida que el fluido es expulsado entre un conjunto de paletas estacionarias que rodean el impulsor (Figura 3). Los diseños de difusores se pueden adaptar para aplicaciones específicas y, por lo tanto, pueden ser más eficientes., Las cajas de voluta son más adecuadas para aplicaciones que involucran sólidos arrastrados o fluidos de alta viscosidad cuando es ventajoso evitar las constricciones agregadas de las paletas difusoras. La asimetría del diseño de la voluta puede resultar en un mayor desgaste en el impulsor y el eje de transmisión.
¿cuáles son las principales características de una bomba centrífuga?
Hay dos familias principales de bombas: centrífugas y bombas de desplazamiento positivo. En comparación con estos últimos, Las bombas centrífugas se especifican generalmente para caudales más altos y para bombear líquidos de menor viscosidad, hasta 0,1 cP., En algunas plantas químicas, el 90% de las bombas en uso serán bombas centrífugas. Sin embargo, hay una serie de aplicaciones para las que se prefieren las bombas de desplazamiento positivo.
¿cuáles son las limitaciones de una bomba centrífuga?
el funcionamiento eficiente de una bomba centrífuga se basa en la rotación constante y de alta velocidad de su impulsor. Con alimentaciones de alta viscosidad, las bombas centrífugas se vuelven cada vez más ineficientes: hay una mayor resistencia y se necesita una presión más alta para mantener un caudal específico., Por lo tanto, en general, las bombas centrífugas son adecuadas para aplicaciones de bombeo de baja presión y alta capacidad de líquidos con viscosidades entre 0,1 y 200 cP.
los lodos como el barro o los aceites de alta viscosidad pueden causar un desgaste excesivo y sobrecalentamiento, lo que provoca daños y fallas prematuras. Las bombas de desplazamiento positivo a menudo operan a velocidades considerablemente más bajas y son menos propensas a estos problemas.
cualquier medio bombeado que sea sensible al cizallamiento (la separación de emulsiones, lodos o líquidos biológicos) también puede dañarse por la alta velocidad del impulsor de una bomba centrífuga., En tales casos, se prefiere la velocidad más baja de una bomba de desplazamiento positivo.
otra limitación es que, a diferencia de una bomba de desplazamiento positivo, una bomba centrífuga no puede proporcionar succión cuando está seca: inicialmente debe ser cebada con el fluido bombeado. Por lo tanto, las bombas centrífugas no son adecuadas para ninguna aplicación en la que el suministro sea intermitente. Además, si la presión de alimentación es variable, una bomba centrífuga produce un flujo variable; una bomba de desplazamiento positivo es insensible a las presiones cambiantes y proporcionará una salida constante., So, in applications where accurate dosing is required, a positive displacement pump is preferred.
The following table summarises the differences between centrifugal and positive displacement pumps.
Pump Comparison: Centrifugal vs Positive Displacement
| Property | Centrifugal | Positive Displacement |
| Effective Viscosity Range | Efficiency decreases with increasing viscosity (max.,/tr> | |
| tolerancia a la presión | el flujo varía con el cambio de presión | insensible al flujo de presión |
| la eficiencia disminuye a presiones más altas y más bajas | la eficiencia aumenta con el aumento de la presión | |
| cebado | requerido | No requerido |
| flujo (a presión constante) | constante | pulsante |
| cizallamiento (separación de emulsiones, lodos, fluidos biológicos, alimentos) | daños a alta velocidad medios sensibles al cizallamiento | baja velocidad interna., Ideal para bombear fluidos sensibles al cizallamiento |
¿cuáles son las principales aplicaciones de las bombas centrífugas?
Las bombas centrífugas se utilizan comúnmente para bombear agua, disolventes, productos orgánicos, aceites, ácidos, bases y cualquier líquido «delgado» en aplicaciones industriales, agrícolas y domésticas. De hecho, hay un diseño de bomba centrífuga adecuado para prácticamente cualquier aplicación que involucre fluidos de baja viscosidad.,Gas natural líquido, refrigerantes
resumen
una bomba centrífuga funciona mediante la transferencia de energía de rotación de uno o más rotores impulsados, llamados impulsores., La acción del impulsor aumenta la velocidad y la presión del fluido y lo dirige hacia la salida de la bomba. Con su diseño simple, la bomba centrífuga es bien entendida y fácil de operar y mantener.
Los diseños de bombas centrífugas ofrecen soluciones simples y de bajo costo para la mayoría de las aplicaciones de bombeo de baja presión y alta capacidad que involucran fluidos de baja viscosidad como agua, solventes, productos químicos y aceites ligeros. Las aplicaciones típicas incluyen el suministro y la circulación de agua, el riego y la transferencia de productos químicos en plantas petroquímicas., Las bombas de desplazamiento positivo son preferidas para aplicaciones que involucran fluidos altamente viscosos como aceites gruesos y lodos, especialmente a altas presiones, para alimentos complejos como emulsiones, alimentos o fluidos biológicos, y cuando se requiere una dosificación precisa.
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