Antecedentes Históricos.
TEOREMA DE BERNOULLI Este principio nos dice que la suma de energías (debida a la
presión o energía del flujo, velocidad y altura de un líquido) en dos puntos cualesquiera de
una canalización permanece constante.
ECUACIÓN TOTAL BERNOULLI: Σ E1 + Hb = Σ E2 + Ht + Σ Pc = Cte.
Σ E1 Energía debida a la velocidad, presión y elevación del liquido en el punto 1.
Hb Energía que suministra la/s bomba/s existentes en la instalación.
Σ E2 Energía debida a la velocidad, presión y elevación del liquido en el punto 2.

Hb.. Energía que consume la/s turbina/s existentes en la instalación.
Σ Pc Perdidas de carga, dichas perdidas de presión son debidas a que el liquido y la
instalación no son ideales.
Efecto Venturi Este fenómeno se basa en el principio de Bernoulli, de forma que, si
se disminuye la sección en una canalización aumentara la velocidad del líquido para cumplir
el principio de conservación de la masa (ecuación de continuidad) y por tanto según Bernoulli
aumenta la presión dinamica y disminuye la presión estatica.
Esta disminución de la presión es un estrechamiento denominado efecto Venturi. Este
efecto se utiliza en las alas de los aviones, en los pulverizadores, en los carburadores de
automóvil, en los premezcladores de espuma, en las bombas para hacer el cebado en los
hidroyectores, etc.

PRINCIPIO DE PASCAL
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una leyenunciada por el físico y matematico francés Blaise Pascal que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro en un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.
El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.


El principio de pascal lleva el siguiente nombre: toda presion que se ejerce sobre un liquido encerrado en un recipiente se trasmite con la misma intencidad a todos los puntos del liquido y a las paredes del recipiente que lo contiene.
El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostatica y del caracter altamente incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es practicamente constante, de modo que de acuerdo con la ecuación

Donde:
, presión total a la profundidad
, medida en Metros.
, presión sobre la superficie libre del fluido.
, densidad del fluido.
, aceleración de la gravedad.
La presión se define como la fuerza ejercida sobre unidad de area p = F/A. De este modo obtenemos la ecuación: F1/A1 = F2/A2, entendiéndose a F1 como la fuerza en el primer pistón y A1 como el area de esteúltimo. Realizando despejes sobre este ecuación basica podemos obtener los resultados deseados en la resolución de un problema de física de este orden.
Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total. Si el fluido no fuera incompresible, su densidad respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse. Por otra parte, si las paredes del recipiente no fuesen indeformables, las variaciones en la presión en el seno del líquido no podrían transmitirse siguiendo este principio.

TEOREMA DE TORRICELLI
El teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. 'La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del orificio'

Donde:
es la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio
es la velocidad de aproximación.
es la distancia desde la superficie del líquido al centro del orificio.
es la aceleración de la gravedad

Conceptos Basicos
Bomba.-
La bomba es una maquina que absorbe  energía mecanica que puede provenir de un motoreléctrico, térmico, etc.,  y la transforma en energía que la transfiere a un fluido como energía hidraulica la cual permite que el fluido pueda ser transportado de un lugar a otro,  a un mismo nivel y/o a diferentes niveles y/o a diferentes velocidades.
Presion.-
La presión es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.
Gasto.-
Cantidad de metros cúbicos de agua por segundo.
Velocidad.-
El desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo.
Gravedad.-
Es la aceleración que experimenta un objeto en las cercanías de un planeta o satélite.
Densidad.-
Es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
Volumen.-
Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.
Tiempo.-
Es la magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio
Fluido.-
Un fluido es una sustancia o medio continuo que se deforma continuamente
Liquido.-
Es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de temperatura y presión constantes y su forma es esférica. Sin embargo, debido a la gravedad ésta queda definida por su contenedor.
Tubería.-
Conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos.
Diametro.-
Segmento que pasa por el centro y sus extremos son puntos de ella.

Clasificación De Las Bombas.-
1) Según el principio de funcionamiento
Bombas de desplazamiento positivo ovolumétricas, en las que el principio de funcionamiento esta basado en la hidrostatica, de modo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las camaras que varían su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétricas. En caso de poder variar el volumen maximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en
Bombas de émbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas maquinas, el movimiento del fluido es discontínuo y los procesos de carga y descarga se realizan por valvulas que abren y cierran alternativamente.
Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la
bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.

Bombas volumétricas rotativas o rotoestaticas
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 maquina. Algunos ejemplos de este tipo de maquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristaltica.

Bombas rotodinamicas, en las que el principio defuncionamiento esta basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la maquina y el fluido, aplicando la hidrodinamica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con alabes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de maquinas el flujo del fluido es contínuo.

Estas turbomaquinas hidraulicas generadoras pueden subdividirse en

• Radiales o centrífugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor.
• Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los alabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.
• Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete.

2) Según el tipo de accionamiento
Electrobombas. Genéricamente, son aquellas accionadas por un motor
eléctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por
motores de explosión

• Bombas neumaticas que son bombas de desplazamiento positivo en las que la energía de entrada es neumatica, normalmente a partir de aire comprimido.

• Bombas de accionamiento hidraulico, como la bomba de ariete o la noria.

• Bombas manuales. Un tipo de bomba manual es la bomba de balancín.

Tipos de bombas de émbolo

Bomba aspirante

Bomba aspirante de émbolo alternativo. En una 'bomba aspirante', un cilindro que contiene un pistón móvil esta conectado con el suministro de agua mediante un tubo. Una valvulabloquea la entrada del tubo al cilindro. La valvula es como una puerta con goznes, que solo se abre hacia arriba, dejando subir, pero no bajar, el agua. Dentro del pistón, hay una segunda valvula que funciona en la misma forma. Cuando se acciona la manivela, el pistón sube. Esto aumenta el volumen existente debajo del pistón, y, por lo tanto, la presión disminuye. La presión del aire normal que actúa sobre la superficie del agua, del pozo, hace subir el líquido por el tubo, franqueando la valvula-que se abre y lo hace entrar en el cilindro. Cuando el pistón baja, se cierra la primera valvula, y se abre la segunda, que permite que el agua pase a la parte superior del pistón y ocupe el cilindro que esta encima de éste. El golpe siguiente hacia arriba hace subir el agua a la espita y, al mismo tiempo, logra que entre mas agua en el cilindro, por debajo del pistón. La acción continúa mientras el pistón sube y baja.
Una bomba aspirante es de acción limitada, en ciertos sentidos. No puede proporcionar un chorro continuo de líquido ni hacer subir el agua a través de una distancia mayor a 10 m. entre la superficie del pozo y la valvula inferior, ya que la presión normal del aire sólo puede actuar con fuerza suficiente para mantener una columna de agua de esa altura. Una bomba impelente vence esos obstaculos.

Bomba impelente

La bomba impelente consiste en un cilindro, un pistón y un caño que
baja hasta el depósito de agua. Asimismo, tiene una valvula que deja
entrar el agua al cilindro, perono regresar. No hay valvula en el pistón
que es completamente sólido. Desde el extremo inferior del cilindro
sale un segundo tubo que llega hasta una camara de aire. La entrada a
esa camara es bloqueada por una valvula que deja entrar el agua, pero
no salir. Desde el extremo inferior de la camara de aire, otro caño lleva
el agua a un tanque de la azotea o a una manguera.

Bombas vistas en la unidad

Bomba Centrifuga.-

Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El rotor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor.
En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de guía para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad.
El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una valvula de retención en el conducto de succión, que mantiene el líquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta valvula pierde, puede ser necesario cebar la bombaintroduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una valvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presión.
En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial. En flujos mas elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es mas paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa como una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.
BOMBAS CENTRIFUGA HORIZONTAL.
La disposición del eje de giro horizontal presupone que la bomba y el motor se hallan a la misma altura; éste tipo de bombas se utiliza para funcionamiento en seco, exterior al líquido bombeado que llega a la bomba por medio de una tubería de aspiración. Las bombas centrífugas, sin embargo, no deben rodar en seco, ya que necesitan del líquido bombeado como lubricante entre aros rozantes e impulsor, y entre empaquetadura y eje.
Como no son auto aspirantes requieren, antes de su puesta en marcha, el estar cebadas; esto no es facil de conseguir si la bomba no trabaja en carga, estando por encima del nivel del líquido, que es el caso mas corriente con bombas horizontales, siendo a menudo necesarias las valvulas de pie, (aspiración), y los distintos sistemas de cebado.
Como ventajas específicas se puede decir que las bombashorizontales, (excepto para grandes tamaños), son de construcción mas barata que las verticales y, especialmente, su mantenimiento y conservación es mucho mas sencillo y económico; el desmontaje de la bomba se suele hacer sin necesidad de mover el motor y al igual que en las de camara partida, sin tocar siquiera las conexiones de aspiración e impulsión.

Bomba Centrifuga Horizontal.



FUNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA CENTRIFUGA.
Las bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles; son pues, maquinas hidraulicas que transforman un trabajo mecanico en otro de tipo hidraulico.
Los elementos de que consta una instalación son:

a) Una tubería de aspiración, que concluye practicamente en la
brida de aspiración.

b) El impulsor o rodete, formado por un conjunto de alabes que pueden adoptar diversas formas, según la misión a que vaya a ser destinada la bomba, los cuales giran dentro de una carcasa circular. El rodete es accionado por un motor, y va unido solidariamente al eje, siendo la parte móvil de la bomba.
El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta la entrada del rodete, experimentando un cambio de dirección mas o menos brusco, pasando a radial, (en las centrífugas), o hermaneciendo axial, (en las axiales), acelerandose y absorbiendo un trabajo.
Los alabes del rodete someten a las partículas de líquido a un movimiento de rotación muy rapido, siendo proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrífuga, creando una alturadinamica de forma que abandonan el rodete hacia la voluta a gran velocidad, aumentando también su presión en el impulsor según la distancia al eje. La elevación del líquido se produce por la reacción entre éste y el rodete sometido al movimiento de rotación.
c)La voluta es un órgano fijo que esta dispuesta en forma de caracol alrededor del rodete, a su salida, de tal manera que la separación entre ella y el rodete es mínima en la parte superior, y va aumentando hasta que las partículas líquidas se encuentran frente a la abertura de impulsión. Su misión es la de recoger el líquido que abandona el rodete a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba.
La voluta es también un transformador de energía, ya que frena la velocidad del líquido, transformando parte de la energía dinamica creada en el rodete en energía de presión, que crece a medida que el espacio entre el rodete y la carcasa aumenta, presión que se suma a la alcanzada por el líquido en el rodete.
d) Una tubería de impulsión, instalada a la salida de la voluta, por
la que el líquido es evacuado a la presión y velocidad creadas en la
bomba.
Estos son, en general, los componentes de una bomba centrífuga aunque existen distintos tipos y variantes. La estructura de las bombas centrífugas es analoga a la de las turbinas hidraulicas, salvo que el proceso energético es inverso; en las turbinas se aprovecha la altura de un salto hidraulico para generar una velocidad derotación en la rueda, mientras que en las bombas centrífugas la velocidad comunicada por el rodete al líquido se transforma, en parte, en presión, lograndose así su desplazamiento y posterior elevación.

Bomba Centrifuga, Disposición, Esquema y Prespectiva.

PARTES DE UNA BOMBA CENTRIFUGA.

1 Carcasa
31 Cubierta de cojinete (interno)
1A Carcasa (mitad inferior)
32 Cuña del impulsor
1B Carcasa (mitad superior)
33 Cubierta de cojinete (externo)
2 Impulsor
35 Tapa de cojinete (interno)
6 Arbol de la bomba
37 Tapa de cojinete (externo)
7 Anillo de la carcasa
42 Acoplamiento (mitad en el impulsor)
13 Empaquetadura
44 Acoplamiento (mitad en la bomba)
14 Manguito del arbol
46 Cuña del acoplamiento
16 Cojinete (interno)
48 Buje del acoplamiento
17 Collarín del estopero
50 Contratuerca del acoplamiento
18 Cojinete (externo)
52 Pasador del acoplamiento
20 Tuerca de manguito de arbol.
123 Tapa de extremo de cojinete
22 Contratuerca del cojinete
125 Aceitera o grasera
29 Anillo de cierre hidraulico
127 Tubo de sello

FUNCIONAMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE ALGUNAS PIEZAS DE UNA BOMBA CENTRIFUGA.

Carcasa.
La función de la carcasa en una bomba centrifuga es convertir la energía de velocidad impartida al liquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del area.

La carcasa tipo voluta, Es llamada así por su forma de espiral. Su area es incrementada a lo largo de los 360ºque rodean al impulsor hasta llegar a la garganta de la carcasa donde conecta con la descarga.



La carcasa tipo difusor, consiste en una serie de aspas fijas que ademas de hacer el cambio de energía de velocidad a presión, guían el líquido de un impulsor a otro

Impulsores
El impulsor es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.
Los impulsores se clasifican según:

Tipo de succión.-
Simple succión
Doble succión

Forma de las aspas.-
Aspas curvas radiales
Aspas tipo “Francis”
Aspas para flujo mixto
Aspas tipo propela

Dirección de flujo.-
Radial
Mixto
Axial

Construcción mecanica.-
Abierto
Semi-abierto
Cerrado

Velocidad especifica.-
Baja
Media
Alta

1 Impulsor axial
2 Impulsor de doble flujo
3 Impulsor tipo “intascable”
4 Impulsor mixto
5y7 Impulsores abiertos
6y8 Impulsores cerrados

Bomba de lóbulos

Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranes en su forma de acción, tienen dos o mas rotores cortados con tres, cuatro, o mas lóbulos en cada rotor. Los rotores se Sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranes externos, Debido a que el líquido se descarga en un número mas reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranes. Existen también combinaciones de bombas de engrane y lóbulo.