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ITM INSTITUTO TECNOLGICO DE MAQUINARIA PESADAINSTITUTO

BOMBAS HIDRAULICAS

CURSO: FIOL

ALUMNO:JOSU MELVIN CRUZ SALINAS

DOCENTE:CARLOS VALDERRAMA

CICLO:IV

Trujillo Per2012

DEDICATORIA

A Dios por darme la vida y por permitir culminar con xito este trabajo.

A mis padres por su continuo apoyo en nuestros estudios

A mis profesores por sus sabias enseanzas y por sus grandsimos consejos que me servirn de mucho en mi futuro profesional.

AGRADECIMIENTO

A mis compaeros por sus grandes muestras de solidaridad

A mis profesores por sus sabias enseanzas que me servirn de mucho en nuestro futuro

NDICE

PORTADADEDICATORIA 2AGRADECIMIENTO 3NDICE 4NDICE DE FIGURAS 5RESUMEN 7ABSTRACT 9PRESENTACIN11INTRODUCCIN 12CAPITULO I: GENERALIDADES 131.1. Qu es una bomba hidrulica? 131.2. Historia de la bomba hidrulica 141.3. Funciones de la bomba hidrulica 141.3.1. Bombas no regulables 151.3.2. Bombas regulables 16CAPITULO II: PRINCIPIO DE LA BOMBA HIDRULICA 18CAPTULO III: CARACTERSTICAS DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS 203.1. Caudal 203.2. Presin de trabajo 213.3. Vida 21CAPTULO IV: CLASIFICACIN DE LAS BOMBAS HIDRULICAS 224.1. Bombas de volumen fijo o bombas de desplazamiento fijo. 234.2. Bombas de engranes o piones 234.2.1. Bombas de engranes de baja presin 244.2.2. Bombas de engranes de alta presin 244.2.3. Bombas de engranes de 1500 lb/plg2. (tndem) 254.2.4. Bomba de engranes de 2000 lb/plg2 264.2.5. Bomba de engranes de 2000 lb/plg2 serie 37-x 274.3. Bombas de paletas 284.3.1. Bombas de paletas desequilibradas o de eje excntrico 284.3.2. Bombas de paletas equilibradas de 1000 lb/plg2de presin. (vickers) 294.3.3. Bombas de paletas equilibradas de 2000 lb/plg2de presin. (denison) 304.4. Bombas de pistn 314.4.1. Bomba de pistn radial 324.4.2. Bombas de pistn axial 324.4.3. Bombas de pistn de barril angular.(vickers) 324.4.4. Bomba de pistn de placa de empuje angular.(denison) 334.5. Bomba diseo Dynex 334.6. Bombas de volumen variable 34CAPTULO V: APLICACIONES DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS 36CAPTULO VI: RENDIMIENTOS DE LA BOMBA 376.1. Rendimiento volumtrico 376.2. Rendimiento mecnico 376.3. Rendimiento total o global 38 CAPTULO VII: IMPORTANCIA DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS 39 CONCLUSION 40BIBLIOGRAFIA 41

NDICE DE FIGURAS

FIGURA 1: BOMBA DE ENGRANES SIMPLE 23

FIGURA 2: BOMBA DE ENGRANES EN TNDEM COMMERCIAL SERIE D 26

FIGURA 3:BOMBA COMMERCIAL EN TNDEM DE LA SERIE H. 27

FIGURA 4: BOMBA COMMERCIAL EN TNDEM DE LA SERIE 37-X. 28

FIGURA 5: BOMBA DE PALETAS DESEQUILIBRADAS. 29

FIGURA 6: BOMBA DE PALETAS VICKERS. 30

FIGURA 7: BOMBA DE PALETAS DENISON. 31

FIGURA 8: BOMBA VICKERS DE PISTN DE DESPLAZAMIENTO FIJO. 33

FIGURA 9: BOMBA DE PISTN AXIAL DYNEX. 34

RESUMEN

El campo de las bombas ha sido, por diversas razones, un tema esquivo para muchos ingenieros. Existe una abundante informacin acerca de este tema, tal vez dispersa o quizs tratadas con una metodologa no adaptada a estudios de formacin en pregrado. El objetivo de esta obra ha sido la compilacin, adaptacin y aplicacin de los principios tericos fundamentales que rigen el comportamiento de las mquinas hidrulicas, en general, con nfasis sobre las bombas hidrulicas rotodinmicas, particularmente en un tipo de stas: las bombas centrfugas. Ubicadas las mquinas hidrulicas dentro del gran contexto de las mquinas, se estudian sus caractersticas importantes y se clasifican, para, luego, poner el acento en el tema central y especfico: Bombas Rotodinmicas (Centrfugas). Con este inters particular, las Bombas Rotodinmicas se definen y clasifican ampliamente, se analizan sus elementos constitutivos y su instalacin, y se deduce la ecuacin fundamental (ecuacin de Euler), la cual constituye su principio de funcionamiento. Posteriormente, como en cualquier otro mecanismo de conversin de energa mecnica, se estudian las prdidas inherentes a su funcionamiento, las potencias y los rendimientos de este tipo de mquinas hidrulicas. Al objeto de conocer su desempeo en su real aplicacin, es por lo que se realizan ensayos en bancos de pruebas de bombas, sobre modelos de bombas comerciales que construyen los fabricantes de stas. La forma de hacerlo en el laboratorio y la manera de tratar y cristalizar sus resultados, por medio de curvas caractersticas, se abordan tambin con suficiente claridad en este trabajo. Para destacar en esta obra, la manera analtica de obtener, por medio de un ajuste lineal por cuadrados mnimos, las ecuaciones de las curvas caractersticas H vs. Q y vs. Q, a partir de tres, cinco o ms puntos (Hi , Qi), extrados de curvas suministradas por fabricantes. Tales ecuaciones se requieren en la implementacin de modelos y programas computacionales, de obligada y vastsima aplicacin en materia de diseo ptimo de sistemas de abastecimiento y redes distribucin de agua. Particular nfasis se hace sobre el fenmeno de cavitacin en bombas rotodinmicas, sus efectos adversos y la forma de prevenirlo. Contemplando la posibilidad de cambiar el rotor de una bomba o de hacerlo girar a distintas velocidades, se deducen las leyes de similitud en bombas, las que, a su vez, sirven para predecir el comportamiento de prototipos de las mismas, cuando operan en diferentes escenarios de trabajo. Considerados temas de gran utilidad prctica, es por lo que en este libro, tambin, se han abordado adecuadamente los siguientes tpicos: funcionamiento de las bombas, asociacin de bombas en serie y en paralelo, cebado de las bombas, seleccin e instalacin de bombas, y recomendaciones para el buen funcionamiento de las instalaciones.

ABSTRACT

The field of pumps has been, for various reasons, an elusive issue for many engineers. There is a wealth of information about this topic, or maybe perhaps dispersed dealt with a methodology adapted to no training in undergraduate studies. The objective of this work was the compilation, adaptation and application of fundamental theoretical principles that govern the behavior of hydraulic machines in general, with emphasis on rotodynamic hydraulic pumps, particularly in a type of these: centrifugal pumps. Hydraulic machines located within the larger context of the machines, their important characteristics are studied and classified, for, then, to stress the central and specific topic rotodynamic Pumps (Centrifugal). With this particular interest rotodynamic pumps are widely defined and classified, its components and their installation are discussed, and the fundamental equation (Euler equation) is derived, which is its principle of operation. Subsequently, as in any other mechanism for converting mechanical energy, inherent in its operating losses, the powers and the performance of this type of hydraulic machines are studied. In order to know its performance in actual application, so tests are conducted on test pumps, commercial pumps on models that build these manufacturers. How to do this in the lab and how to treat and crystallize their results, through curves, are also addressed with sufficient clarity in this paper. To stand out in this work, to obtain analytically by means of a linear least squares fit, the equations of the characteristic curves vs H. Q and vs. Q, from three, five or more points (Hi, Qi), extracted curves supplied by manufacturers. Such equations are required in the implementation of models and computer programs a must and vast application in optimal design of water supply systems and water distribution networks. Particular emphasis is placed on the phenomenon of cavitation in pumps rotodynamic, adverse effects and how to prevent it. Contemplating changing the rotor of a pump or spin it at different speeds, the laws of similarity pumps are deducted, which, in turn, serve to predict the behavior of these prototypes, when they operate in different scenarios working. Considered issues of great practical utility, so in this book, too, have adequately addressed the following topics: pump operation, association pumps in series and parallel, priming pumps, selection and installation of pumps, and recommendations for the proper functioning of the facility.

PRESENTACIN

Seor miembro del Jurado:Tengo el honor de presentar ante Ud. mi investigacin monogrfica titulada Bombas Hidrulicas con la finalidad de obtener el Ttulo de Tcnico de Mantenimiento de Maquinaria Pesada, a su vez siendo este trabajo requisito indispensable para el proceso de Titulacin.

Josu Melvin Cruz Salinas

INTRODUCCIN

Las bombas hidrulicas son uno de los elementos hidrulicos ms importantes que actan en un sistema hidrulico, sobre todo un sistema hidrulico de aviacin, pues de ellas depende el funcionamiento de los trenes de aterrizaje, el movimiento de algunas superficies de control ya sean primarias o secundarias y n sinnmero de elementos en el interior de las aeronaves. En los grandes aviones existen dos y hasta tres sistemas hidrulicos independientes, cuyas bombas se accionan mediante combinacin de medios impulsores. De esta forma la fiabilidad o seguridad de los sistemas hidrulicos es excepcionalmente alta, pues resulta muy improbable un fallo total. Por ejemplo, el Airbus A320 cuenta con tres sistemas hidrulicos independientes que se denominan sistema amarillo, sistema azul y sistema verde; donde cada uno de ellos acta sobre diferentes mecanismos.La presin hidrulica nominal de los sistemas hidrulicos de aeronaves de altas prestaciones es de 3000 psi, no obstante tambin se emplean presiones menores. Existen sistemas en los cuales cabe distinguir dos tipos de presiones nominales, llamadas presiones de mxima y presin de vuelo en crucero. Las primeras se emplean en caso de prestaciones mximas del sistema, como decolaje y aterrizaje y las segundas como su nombre lo indica en condiciones de vuelo estabilizado cuando los requisitos del sistema hidrulico son mnimos o esp