Sistemas HidráulicosBOMBAS HIDRÁULICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”AREA DE CS. DE LA SALUD

PROGRAMA: ELECTROMEDICINA E INGENIERIA BIOMEDICAPROYECTO INTEGRADOR SOCIO TECNOLOGICO III

Prof. Ing. Verónica Flores

Santa Ana de Coro, 2011

SISTEMAS HIDRAULICOS

FUERZA: Es toda causa capaz de modificar el movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación.

FUERZA CENTRÍPETA: Es una fuerza que atrae o impele hacia el centro de un camino circular mientras que el objeto sigue dicha trayectoria a una velocidad constante.

FUERZA CENTRÍFUGA: Es una fuerza directamente opuesta a la fuerza centrípeta y que tiene por misión mantener el objeto en su trayectoria.

TEMPERATURA: Es el grado de calor que tiene un cuerpo.

PRINCIPIOS FISICOS

Principio de Pascal: "la presión en cualquier punto en un líquido estático es la misma en cualquier dirección y ejerce una fuerza igual en todas las áreas“

Los fluidos son prácticamente incompresibles, la fuerza mecánica puede ser dirigida y controlada por medio de fluidos a presión debido a que fuerza es igual a la presión por el área.

PRINCIPIOS FISICOS

Bomba Hidráulica

Dispositivo que transforma la energía mecánica en energía hidráulica, es decir, realizan un trabajo para mantener un líquido en movimiento. Consiguiendo así aumentar la presión o energía cinética del fluido.

El Impulsor crea una corriente de succión a la entrada, introduciendo el fluido en su interior y lo empuja hacia el circuito hidráulico.

El término bomba, generalmente es

utilizado para referirse a las

maquinas de fluido que transfieren

energía, o bombean fluidos

incompresibles, y por lo tanto no

alteran la densidad de su fluido de

trabajo, a diferencia de otras

máquinas como lo son los

compresores.

Bomba Hidráulica

Bomba HidráulicaDebe tener una fuente continua de líquido disponible en el puerto de entrada

para suministrar el líquido al sistema. Dado que la bomba fuerza el líquido a

través del puerto de salida, un vacío parcial o un área de baja presión se crea

en el puerto de entrada.

Cuando la presión en el puerto de entrada de la

bomba es más baja que la presión atmosférica

local, la presión atmosférica que actúa sobre el

líquido en el depósito fuerza el líquido hacia la

entrada de bomba. Si la bomba está situada en un

nivel más bajo que el depósito, la fuerza de la

gravedad complementa a la presión atmosférica

sobre el depósito.

Caudal :

Cantidad de líquido que se debe bombear, trasladadar o

elevadar en un cierto intervalo de tiempo por una bomba:

normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por

minuto (l/m) o metros cúbicos por hora (m³/h). Símbolo: Q.

Altura de Elevación de un Liquido:

El bombeo sobreentiende la elevación de un líquido de un nivel

más bajo a un nivel más alto. Expresado en metros de columna

de líquido o en bar (presión). Simbolo H

TERMINOS BASICOS

Amplitud de presión: Son los límites máximos de presión con los cuales una bomba puede funcionar adecuadamente. Las unidades son p.s.i. o bar.

Volumen: Es la cantidad de fluido que una bomba puede entregar a la presión de operación.

Amplitud de la velocidad: Se constituyen en los límites máximo y mínimo en los cuales las condiciones a la entrada y soporte de la carga permitirán a la bomba funcionar satisfactoriamente. Las unidades son r.p.m.

Eficiencia: En la practica se estima que la bomba debería dar un 80% del volumen o presión nominal, si no fuese así es una bomba poco eficiente y es mejor no usarla.

TERMINOS BASICOS

Rendimiento Volumétrico: es el cociente que se obtiene al dividir el caudal de liquido que comprime la bomba y el que teóricamente debería comprimir, conforme a su geometría y a sus dimensiones.

Rendimiento Mecánico: El rendimiento mecánico mide las perdidas de energía mecánica que se producen en la bomba, debidas al rozamiento y a la fricción de los mecanismos internos. 

TERMINOS BASICOS

CLASIFICACION DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS

Según el principio de funcionamiento

Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas

Bombas Rotodinámicas

HIDROSTATICAS

HIDRODINAMICAS

Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas, en las que el principio de funcionamiento está basado en la hidrostática, en estas máquinas, el movimiento del fluido es discontínuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. (de pistón, rotativa de pistones o bomba pistones de accionamiento axial).

Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. (bomba de paletas, bomba de lóbulos, bomba de engranajes, bomba de tornillo).

Bomba de Paletas

Bomba de Peristaltica

LAS BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO SON APLICABLES PARA:

• Volúmenes pequeños.• Altas presiones.• Líquidos limpios

LAS BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO SON APLICABLES PARA:

• Volúmenes pequeños y medianos.• Altas presiones.• Líquidos viscosos.

PRINCIPIO DE BERNOULLI

El principio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente.

La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

Cinético: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.

Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.

Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.

PRINCIPIO DE BERNOULLI

donde:V =velocidad del fluido en la sección considerada.g = aceleración gravitacionalz = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.P = presión a lo largo de la línea de corriente.ρ = densidad del fluido.

BOMBA CENTRIFUGA

Bomba que aprovecha el movimiento de rotación de una rueda con paletas (rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspirada gracias a la fuerza centrífuga que desarrolla, encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego en el tubo de envío.

1a carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 impulsor, 3 tapa de impulsión, 4 cierre del eje, 5 soporte de cojinetes, 6 eje

Bomba Cetrifuga

Las bombas deben seleccionarse según el

concepto del trabajo a realizar:

Presión máxima de trabajo.

Caudal máximo de trabajo.

Rendimiento de la bomba.

Fácil mantenimiento.

Energía requerida en la fase de arranque.

¿Cómo seleccionar una Bomba Hidráulica?

Ubicación De La Bomba Dentro De Un Circuito Hidráulico

En función del lugar donde se necesite potencia

En función de evitar fallas en la misma

Facilidad de aspiración del fluido de trabajo

Debe haber facilidad de aspiración

h: No más de 4 a 5 in de HgDebe colocarse dentrode lo posible de maneraque exista autocebado

Simbología

Depende del tipo de bomba y de que tan especifico se desee ser en la descripción del sistema hidráulico por medio de su esquema

Tipo de simbologíamás común

Simbologíaespecifica segúnel tipo de bombaque se instalara

Fallas en bombas

Los procesos de desgaste más comunes son: desgaste abrasivo, desgaste adhesivo, desgaste por erosión, desgaste por cavitación, desgaste corrosivo y desgaste por fatiga.

Mecanismos de desgaste

se refiere al corte del metal por partículas duras o una superficie áspera. Este tipo de desgaste puede disminuirse removiendo los restos de manufactura antes de iniciar el trabajo

Desgaste abrasivo

Una fuente de fallas en las bombas hidráulicas es la mala lubricación. Muchos componentes en el pistón están en contacto deslizante. Este desgaste por deslizamiento afecta el rendimiento del plato y del eje del pistón. Desgaste en esta superficie puede facilitar las fugas, que aumentarán con fluidos menos viscosos. Este desgaste también impacta en gran medida el rendimiento de la bomba en general.

Lubricación de bombas hidráulicas

Los fluidos forman ácidos debido a la oxidación. Esto es acelerado por la operación extendida a altas temperaturas.

Oxidación del fluido

Una bomba hidráulica no debe ser sometida a presiones de operación más altas que esas para las que ha sido diseñada.

La sobre-presurización también se puede causar por fallas de componentes

Sobre-presurización

Ocurre cuando las asperezas de la superficie se someten a contacto deslizante bajo una carga. Si suficiente calor es generado, se darán microsoldaduras en la superficie

Desgaste adhesivo

Partículas de líquido o impregnación de gotas de líquido en la superficie causan el desgaste por erosión..

Desgaste por erosión

La cavitación se da cuando hay un número excesivo de burbujas de gas. Luego de repetidas implosiones, el material se daña por fatiga, resultando en daños en forma de agujeros.

Desgaste por cavitación

Este tipo de daño se relaciona con ataques electroquímicos al metal. Algunas causas comunes de corrosión son la condensación del agua en la humedad del ambiente, vapores corrosivos en la atmósfera, procesamiento de químicos corrosivos como lo son los refrigerantes y limpiadores, presencia de ácidos de descomposición o exposición a metales activos, etc.

Desgaste corrosivo

La fatiga es favorecida por áreas de contacto pequeñas, cargas altas y flexión repetida bajo ciclos o deslizamientos recíprocos. Si el esfuerzo aplicado es mayor al esfuerzo de fluencia del material, el proceso es acompañado de calor por fricción y flujo plástico del material. Cambios estructurales también se observan en el material.

Desgaste por fatiga