Desarrollo y Aplicación de Bombas

publicado:2015-2-2

La bomba es una máquina para transmitir el líquido o aumentar la presión al líquido. La transmisión de potencia mecánica del primer motor u otra energía externa al líquido, aumentó la energía del líquido. La bomba se utiliza principalmente para el transporte de líquidos, incluyendo agua, aceite, líquido ácido y álcali, emulsión, emulsión de suspensión y metales líquidos, sino también el transporte de mezclas de líquidos y gas, líquidos que contienen sólidos en suspension. 

Es muy importante el mejoramiento  del agua para la vida humana y la producción. En la antiguedad, existían una variedad de antiguos dispositivos de elevación de agua, tales como la bomba de cadena de Egipto (siglo 17 aC), la china Jie Gao (siglo 17 aC), la ginebra (siglo 11 aC) y la rueda hidráulica (siglo 1 dC). Uno de los más conocidos es el del siglo III antes de Cristo, la varilla roscada inventada por Arquímedes, que puede elevar el agua hasta una altura de unos metros continuadamente y establemente, el principio sigue siendo utilizado por el tornillo moderna. 

 

Alrededor del año 200 aC, la bomba contra incendios inventada por el artesano de los antiguos griegos Ktesibios es una de las bombas de pistón más primitivas, ya tienen los componentes principales de una típica bomba de pistones, sin embargo, las bombas de piston sólo evolucionaron rápidamente después de la aparición de la máquina de vapor.

Durante 1840 ~ 1850, el invento de la bomba de piston con el cilindro de la bomba opuesto al cilindro y de vapor, y con el efecto directo del vapor, por Worthington de los Estados Unidos, marca la formación de la bomba de pistón moderna. El siglo 19 fue la altura del desarrollo de la bomba de pistón, ya se utilizaba en las máquinas hidráulicas y otras máquinas. Sin embargo, con el aumento de la demanda de agua, desde la década de 1920, la bomba de pistón a baja velocidad, con el flujo es muy limitada está siendo reemplazado gradualmente por las bombas centrífugas y rotativas de alta velocidad. Sin embargo, en las zonas de alta presión y de bajo flujo, la bomba alternativa sigue ocupando una posición dominante, en particular, bombas de diafragma, bombas de pistón con ventajas únicas, las aplicaciones van en aumento.



La aparición de la bomba rotativa se relacionó con la variedad de los requisitos del transporte de líquidos en la industria. Ya en 1588 se registró la bomba de paletas con cuatro hojas correderas, posteriormente aparecieron una variedad de otras bombas rotativas, pero hasta el siglo 19, la bomba rotativa, todavía tenía desventajas tales como fuga grande, desgaste grande y eficiencia baja. A principios del siglo 20, la gente ha resuelto la lubricación del rotor y sellos y otras cuestiones, y ha usado la unidad de motor de alta velocidad, la bomba rotativa que apta para alta presión, flujos medianos y pequeños y líquidos viscosos se desarrolló rápidamente. La diversidad de los modelos y líquidos adecuados para el transporte de la bomba rotativa es mucho más que otros tipos de bombas.

La idea del transporte de agua utilizando la fuerza centrífuga apareció por primera vez en el croquis hecho por Leonardo da Vinci. En 1689, el físico francés Papin inventó la bomba centrífuga de voluta con cuatro pala impulsora. Pero más cerca de la bomba centrífuga moderna, está presente en los Estados Unidos en 1818 la bomba d llamado Massachusetts con la hoja recta radial, impulsor semi-abierto e doble aspiración y voluta. Durante 1851 ~ 1875, se han inventado con etapas múltiples paletas de bombas centrífugas, por lo que sería posible el desarrollo de la bomba centrífuga de alta cabeza.

 

Aunque a principios de 1754, el matemático suizo Euler propuso las ecuaciones básicas de impulsor maquinaria hidráulica, sentando las bases teóricas del diseño de la bomba centrífuga, hasta los finales del siglo 19, que la invención del motor de la alta velocidad ofreció la fuente de energía ideal para la bomba centrífuga, fue capaz de poner en pleno juego la superioridad. Sobre la base de estudios teóricos y la práctica de muchos estudiosos, tales como Renault del Reino Unido y Puff Ryder Real Renault de Alemania, la eficiencia de la bomba centrífuga se mejora considerablemente, y su gama de funcionamiento y el campo del uso también están creciendo, convirtiéndose en la bomba más utilizada moderna, con la producción más grande.

Las bombas se dividen generalmente según el principio de la función de las bombas en las bombas volumétricas positivas, las bombas eléctricas y otros tipos de bombas, como bombas de chorro, bombas de pistón hidráulico, bombas electromagnéticas, bombas de elevación de gas. Excepto la clasificación de las bombas según el principio de función,también hay clasificación y nomenclatura por otros métodos. Por ejemplo, de acuerdo con el método de activación se puede dividir en bomba eléctrica y bomba de turbina, etc.; de acuerdo a la estructura se puede dividir en la bomba de una sola etapa y de múltiples etapas;de acuerdo con el uso se puede dividir en las bombas de alimentación de calderas y bombas dosificadoras,etc.;de acuerdo con la naturaleza del fluido de transmisión se pueden dividir en bomba de agua, bomba de aceite y bomba de lodo y así sucesivamente.



Bombas volumétricas positivas realizan accionamiento en el cilindro de la bomba de movimiento alternativo o movimiento de rotación basándose en los elementos de función, de modo que el volumen de trabajo se incrementa y se reduce alternativamente, a fin de lograr una succión y la descarga de líquido. Se llama la bomba alternativa la bomba volumétrica positiva con el movimiento alternativo de los elementos operativos,se llama la bomba rotativa la bomba con el movimiento de rotación. Los procesos de aspiración y de descarga alternativos en el mismo cilindro de la bomba alternativa controlados por las válvulas de aspiración y de descarga; a través de la rotación de los elementos del engranaje, el tornillo, el rotor lobulado y la paleta, forzando que el líquido se mueve del lado de la succión al lado de descarga.



El flujo de las bombas volumétricas positivas es cierto a una cierta velocidad o a veces alternativas, casi no cambia con la presión; el flujo y la presión de las bombas alternativas tienen una pulsación mayor, por eso es necesario tomar las medidas adecuadas para disminuir la pulsación; las bombas rotativas generalmente tienen ninguna o sólo una pequeña ondulación pulsaciones; teniendo la capacidad de auto-absorción, la bomba puede bombear el aire desde las líneas e inhaler el líquido después de iniciar; debe abrir completamente la válvula de la tubería de descarga en el comienzo de la bomba; las bombas alternativas son para la alta presión y bajo flujo; las bombas rotativas son adecuadas para el flujo pequeño y mediano y la mayor presión; las bombas alternativas adecuadas para el bombeo de líquido o la mezcla de gas-líquido limpio. En general, la eficiencia de las bombas volumétricas positivas es mayor que el volumen de las bombas dinámicas.

Las bombas dinámicas transmiten la energía mecánica con la fuerza de acción sobre el líquido por un impulsor que gira rápidamente, lo que aumenta la energía cinética y presión, y luego a través del cilindro de la bomba, realizando la transmission convertiendo la mayoría de la energía cinética en presión. Las bombas dinámicas, también conocidas como bomba de impulsión o bomba tipo veleta. Las bombas centrífugas es el tipo más común de las bombas dinámicas.

La elevación de las bombas dinámicas generada a cierta velocidad tiene un límite, la elevación cambia con el flujo; es estable el trabajo, es continua la entrega, el flujo y la presión es de pulsación-libre, por lo general sin la capacidad de auto-absorción, tiene la necesidad de llenar la bomba con el líquido o de bombear del oleoducto a un vacío con el fin de empezar a trabajar; es amplia la gama de aplicaciones de rendimiento; es adecuado para el transporte del líquido de limpieza de pequeña viscosidad, bombas es pecialmente diseñadas pueden entregar lodo, aguas negras o sólidos transportados por agua. Las bombas dinámicas se utilizan principalmente para el abastecimiento de agua, el drenaje, la irrigación, el suministro de líquido de proceso, el almacenamiento de energía, la transmisión hidráulica y la propulsión para buques, etc.

Otros tipos de bombas son el tipo de transferencia de energía con otros medios. Por ejemplo, las bombas de chorro, pasen la energía, con la base en el chorro de alta velocidad del fluido de trabajo, absorbiendo el fluido que tiene que ser entregado en la bomba y realizando el cambio del impulso de mezcla de los dos fluidos;las bombas de ariete hidráulico utilizan la energía generada gua en el frenado repentino del agua corriente, de modo que parte de la presión de agua aumentará a una cierta altura; las bombas electromagnéticas realizan el transporte haciendo el metal líquido en la fuerza electromagnética generar el flujo; las bombas de elevación de gas de aire transmitir el gas comprimido u otro gas comprimido a la parte inferior del líquido a través del conducto, a fin de formar un fluido mezclado de gas-líquido más ligero que el líquido, y luego levantar la presión del fluido mezclado con la presión del líquido fuera de la tubería.

Los parámetros de rendimiento de las bombas principalmente son el flujo y la elevación, la potencia del eje, la velocidad y el margen de cavitación necesaria. El flujo hace referencia a la cantidad de salida de fluido por unidad de tiempo a través de la salida de la bomba, generalmente se utiliza el flujo de volumen; la elevación es la energía de aumento por unidad de peso del líquido desde la entrada a la salida de la bomba, por la bomba volumétrica positiva, la energía de aumento refleja principalmente en el aumento de la energía de presión, así que por lo general el incremento de presión está en lugar de representar a la elevación. La eficiencia de la bomba no es un parámetro de rendimiento independiente, que puede ser obtenida con las fórmulas por otros parámetros de rendimiento, por ejemplo, el flujo, la elevación y la potencia del eje. De lo contrario, conocido el flujo, la elevación y la eficiencia, también se puede obtener la potencia del eje.

Hay relaciones de interdependencia y cambio entre los diversos parámetros de rendimiento de la bomba. Se puede medir y calcular los valores de parámetros ensayando la bomba, y dibujar una curva para representarlos, que estas curvas se llaman la curva característica de la bomba. Cada bomba tiene una curva característica específica, proporcionada por el fabricante de la bomba. Generalmente, en las curvas características dadas por la planta también indica el segmento del rendimiento recomendado para utilizar, conocido como el rango de trabajo de la bomba. 

El punto de funcionamiento real de la bomba se determina por el punto de intersección de la curva de la bomba y las curvas  características dispositivas de la bomba. En la selección y el uso de la bomba, el punto de funcionamiento de la bomba deben entrar en el ámbito de trabajo, con el fin de garantizar el funcionamiento de la economía y seguridad. Además, el suministro de líquidos de diferentes viscosidades de la misma bomba, y sus curvas características van a cambiar. Normalmente, la curva característica dada por el fabricante de la bomba se refiere principalmente a la curva característica en el transporte de agua limpia y fría. Para la bomba dinámica, con el aumento de la viscosidad del líquido, la elevación y la eficiencia se reduce, la potencia del eje aumenta, por lo que en la industria, calentamos los líquidos con la viscosidad alta de manera que la viscosidad se hace más pequeño, con el fin de mejorar la eficiencia de transmisión.(Fuente de información: www.21fluid.com).