En este tutorial vamos a ver los tipos de bombas rotodinámicas en función de como transfieren la energía al fluido y especialmente las bombas centrífugas.
El autor de este post es Jorge Jiménez Mur.
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¿Como clasificar las bombas de flujo?
Debido a la gran variedad de tipos de bombas existentes y sus diversas aplicaciones, es muy difícil clasificarlas. Existen diferentes criterios para clasificar las bombas tal como se muestra a continuación.
Es por todos conocido, que la clasificación primaria es la que se establece basada en el principio por el cual la energía se transfiere al fluido.
Sobre la base de este criterio, las bombas se dividen en dos grandes grupos, es decir las bombas rotodinámicas y las bombas de desplazamiento positivo.
Solo analizaremos en este tutorial a las bombas rotodinámicas. Pero no pasa nada…..Para las bombas de desplazamiento positivo tienes el tutorial Tipos de bombas de desplazamiento positivo. Se preparará un curso en los próximos meses, para tratarlas en exclusiva.
¿Cuales son las bombas rotodinámicas?
Un poco de historia…
Hace unos años, no muchos, en lugar de el término bombas rotodinámicas se usaba el de bombas dinámicas. La bombas se dividían en las bombas de desplazamiento positivo y las bombas dinámicas. Dentro de las bombas dinámicas se incluían todas las bombas que no cabían dentro del concepto de bombas de desplazamiento positivo. Daba igual que fueran equipos rotativos o equipos estáticos sin partes móviles.
El mismísimo Igor Karassik, en su conocido manual Pump Handbook, ponía en la categoría de dinámicas, a las bombas propiamente centrífugas (incluyendo las bombas periféricas), conjuntamente con las bombas de efecto especial. Dentro de las bombas de efecto especial incluía: los eyectores, los arietes hidráulicos y las bombas elevadoras (gas lift). Evidentemente, estas últimas no tenían mucho que ver con las bombas centrífugas, aunque en cierto modo podrían ser consideradas como bombas dinámicas.
Ya más recientemente , en 2007, J. F. Gülich en su excelente libro Centrifugal Pumps, clasifica las bombas de forma muy parecida a como se hace en la actualidad. Aunque en su caso añadía a las bombas de vacío de anillo líquido dentro de la categoría de bombas centrífugas, lo cual podría ser lo único criticable. Ten en cuenta que el proceso que ocurre en una bomba de vacío de anillo de líquido es más bien el de un compresor de gas.
¿Que pasa actualmente?
En la actualidad, dentro de las bombas rotodinámicas se incluyen solo las que rotan y se excluyen las bombas sin partes móviles como los eyectores.
A día de hoy, la clasificación más amplia podría ser la de HI (Hydraulic Institute). El HI ha intentado hacer compatible su clasificación con la muy conocida designación de API (American Petroleum Institute), en cuanto a los tipos de bombas centrífugas por su configuración. Y es así como se habla de los tipos de bombas OH, BB, VS, etc. Esto será objeto de un curso futuro donde se explicarán en detalle cada uno de estos tipos.
En el presente tutorial vamos a limitarnos a clasificar las bombas en función de cómo le transfieren la energía al fluido, siguiendo los criterios de HI.
Clasificación de las bombas rotodinámicas según HI
La norma de HI donde se clasifican este tipo de bombas es la ANSI HI 1.1-1.2 Rotodynamic Centrifugal Pumps for Nomenclature and Definitions.
HI define que las bombas rotodinámicas son máquinas cinéticas en las cuales la energía se transmite continuamente al fluido por medio de un elemento rotativo que puede ser un impulsor o rodete, una propela o un rotor.
La clasificación de HI se muestra en la figura a continuación. De todos los tipos, solo profundizaremos en las bombas centrífugas.
Las bombas centrífugas
Las bombas centrífugas, según HI, son las que incorporan impulsores con álabes, en las cuales la energía se transfiere al fluido desde el elemento rotativo por medio del incremento de su energía cinética (dicho de forma simple, aumentando la velocidad del fluido o su momento angular). Esta energía cinética se convierte en energía de presión en el difusor o voluta de la bomba.
En la figura anterior vemos los tres tipos de bombas centrífugas según el movimiento del fluido al atravesar el impulsor:
Bombas radiales, en las cuales el fluido entra al impulsor en la dirección axial (paralelo al eje) y lo abandona en la dirección radial (perpendicular al eje). Siendo estrictos, estas bombas serían las que se podrían considerar como puramente centrífugas.
Bombas de flujo mixto, en las cuales el fluido entra al impulsor en la dirección axial y sale con componentes en la dirección radial y axial.
Bombas axiales, en las cuales el fluido entra al impulsor en la dirección axial y lo abandona en la misma dirección. El flujo es paralelo al eje en todo momento.
Resumen y conclusiones
Hemos visto como la clasificación de las bombas de flujo es un asunto muy complejo teniendo en cuenta la variedad de tipos de bombas y aplicaciones. Y que lo más habitual es dividir las bombas en bombas rotodinámicas y bombas de desplazamiento positivo.
También hemos dicho que la clasificación de HI es la más usada actualmente considerando la forma en la que se le transfieren la energía al fluido. HI adopta la designación API cuando las clasifica por su configuración, es decir los tipos OH, BB, VS, etc.
Finalmente, dentro de las bombas rotodinámicas, hemos hecho énfasis en las bombas centrífugas. ¿Por qué? Porque son las más usadas y conocidas dentro de esta categoría.
¡Y esto es todo! En el Curso Bombas Centrífugas – Nivel Básico se analiza con mayor nivel de detalles el comportamiento de cada uno de los tres tipos de bombas centrífugas: radiales, flujo mixto y axiales.
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