Bomba centrífuga horizontal
¿Qué es una bomba centrífuga horizontal?
Como su nombre indica, una bomba centrífuga horizontal es una bomba que funciona mientras está colocada en el plano horizontal, como se muestra en la figura siguiente. Una bomba centrífuga horizontal tiene el eje acoplado al motor y el impulsor colocados en el plano horizontal. Una bomba centrífuga horizontal puede ser de una sola etapa (un solo impulsor) o de varias etapas (más de un impulsor). La alineación horizontal de esta bomba facilita el acceso a las piezas internas de la bomba para su reparación y mantenimiento.
Figura: Bomba centrífuga horizontal
¿Cómo funcionan las bombas centrífugas horizontales?
Una bomba centrífuga horizontal funciona desarrollando la velocidad y la presión del fluido bombeado. La presión y la velocidad son responsables de mover el fluido desde niveles bajos hasta los niveles altos requeridos. Para que una bomba centrífuga horizontal funcione, utiliza su impulsor y su carcasa. Estas dos piezas se utilizan para convertir el flujo del fluido en energía. El impulsor funciona girando a gran velocidad, mientras que la carcasa permanece inmóvil. El fluido entra en la bomba por la carcasa y luego cae sobre las paletas del impulsor. Los álabes del impulsor giran radial y tangencialmente hacia fuera. A continuación, el fluido sale del impulsor y se dirige al difusor, que forma parte de la carcasa. El rodete se encarga de crear energía cinética y presión al fluido. En las bombas centrífugas horizontales multietapa se utiliza más de un impulsor, lo que produce más energía y presión y hace que la bomba sea más potente para transportar el fluido con una altura de elevación mayor.
Partes principales de una bomba centrífuga horizontal
Figura: Partes principales de una bomba centrífuga horizontal
Rodete
Un impulsor en una bomba centrífuga horizontal es un rotor que se utiliza para aumentar la energía cinética del flujo de fluido.
Carcasa
La carcasa también se conoce como voluta. La carcasa/voluta en una bomba centrífuga horizontal es la parte que contiene el fluido. Esta parte actúa como un componente de contención de la presión que ayuda a dirigir el fluido dentro y fuera de la bomba. La carcasa tiene forma de embudo curvado que aumenta hacia el puerto de descarga. La carcasa es la parte que recibe el fluido del impulsor y ayuda a reducir la velocidad de este fluido. En otras palabras, la voluta ayuda a convertir la energía cinética en energía de presión, por lo que reduce la velocidad al tiempo que aumenta la presión. Otras bombas centrífugas horizontales tienen un difusor. Los difusores son conjuntos de álabes fijos que rodean el impulsor. Los difusores se utilizan para dirigir el caudal permitiendo una expansión más gradual, lo que aumenta el rendimiento de la bomba.
Figura: Álabes difusores en el impulsor
Eje
El eje es el elemento sobre el que se monta el impulsor. También está conectado al motor para poder transmitir la potencia del motor eléctrico y dársela al impulsor.
Sellado del eje
Los fabricantes de bombas centrífugas horizontales fabrican la bomba con un cierre mecánico que les ayuda a evitar fugas del fluido.
Rodamientos
Los cojinetes son piezas utilizadas por los fabricantes de bombas centrífugas horizontales para limitar el movimiento relativo del eje y reducir la fricción entre el estator y el eje.
Tubería de suministro
Se trata de una tubería con un extremo conectado a la salida de la bomba y el otro extremo utilizado para transportar el fluido bombeado.
Tipos de rodetes utilizados en las bombas centrífugas horizontales
Uno de los principales factores que tienen en cuenta los fabricantes de bombas centrífugas horizontales es el impulsor. Cuando un impulsor se diseña adecuadamente ayuda a optimizar el flujo minimizando las turbulencias y maximizando así la eficacia. Los impulsores de las bombas centrífugas horizontales son de tres tipos que son:
Rodete abierto
Los álabes de este tipo de impulsor están libres en ambos extremos. Estos tipos de impulsores se recomiendan para bombas económicas de pequeño diámetro y para bombas destinadas a la manipulación de sólidos en suspensión. Esto se debe a que estos impulsores son estructuralmente débiles.
Figura: Rodete abierto
Rodete semiabierto
Los álabes de este tipo de impulsor están encerrados por un lado y libres por el otro. Tienen una cubierta que aumenta su resistencia. Estos impulsores tienen un rendimiento superior al de los impulsores abiertos. Estos impulsores son aplicables en bombas de diámetro medio para bombear fluidos con sólidos en suspensión de pequeño tamaño.
Figura: Rodete abierto
Rodete cerrado
El impulsor cerrado tiene los álabes colocados entre dos discos en una sola pieza de fundición. Estos impulsores se utilizan para fabricar bombas con bajas alturas de aspiración positiva neta y altos rendimientos. Los rodetes cerrados se utilizan sobre todo para fabricar bombas que bombean líquidos transparentes. Estos impulsores son más caros y complicados de diseñar.
Figura: Rodete cerrado
Factores que determinan el funcionamiento de una bomba centrífuga horizontal
Presión de aspiración
Cuando la presión en la aspiración está por debajo del nivel requerido, puede producirse cavitación. La cavitación afecta gravemente al rendimiento de la bomba y puede causar daños permanentes en el impulsor.
Caudal de aspiración
Para que una bomba centrífuga horizontal funcione de acuerdo con su diseño, necesitará que el fluido fluya constantemente por la boca de aspiración. Cuando el caudal de aspiración se reduce, el caudal en la descarga se reducirá en consecuencia. Cuando la aspiración no tiene caudal, se producen daños en las piezas internas de la bomba.
Viscosidad del fluido
Una bomba centrífuga horizontal es ideal para bombear fluidos limpios y de baja viscosidad. Sin embargo, una bomba centrífuga horizontal también puede utilizarse para bombear fluidos más viscosos, pero a costa de una mayor potencia y de un menor rendimiento.
Presión de vapor del fluido
El flujo de fluido a baja presión de vapor podría provocar cavitación. Sin embargo, cuando surge la necesidad de bombear dicho fluido es necesario asegurarse de que haya suficiente presión todo el tiempo en el sistema.
Densidad del fluido
Cuanto más denso es un fluido, más potencia necesita para desplazarse de un lugar a otro.
Tipos de bombas centrífugas horizontales
Bomba centrífuga horizontal de una etapa
La bomba centrífuga horizontal de una etapa emplea un impulsor en su carcasa. El uso de un solo impulsor hace que estas bombas sean más fáciles de reparar y mantener. Las bombas centrífugas horizontales de una etapa son las más adecuadas para fluidos con baja presión y gran caudal.
Bomba centrífuga horizontal de dos etapas
Una bomba centrífuga horizontal de dos etapas emplea dos impulsores que trabajan juntos para bombear el fluido. Este tipo de bomba es el más adecuado para aplicaciones de altura media.
Bomba centrífuga horizontal multietapa
Una bomba centrífuga horizontal multietapa es una bomba que emplea más de dos impulsores. Este tipo de bomba se utiliza cuando se requiere la máxima eficiencia y aplicaciones de la cabeza alta.
Aplicaciones de la bomba centrífuga horizontal
- Una bomba centrífuga horizontal se utiliza para bombear fluidos a altas temperaturas.
- Las bombas centrífugas horizontales se utilizan en el bombeo de fluidos empleados en calefacción, ventilación y aire acondicionado.
- Para el suministro de agua doméstica se utiliza una bomba centrífuga horizontal.
- Se utiliza para bombear agua para el riego en tierras de cultivo.
- Una bomba centrífuga horizontal se utiliza para transportar productos químicos en las fábricas.
- Estas bombas se utilizan para bombear gas y petróleo en la industria petrolera.
- Las bombas centrífugas horizontales se utilizan en instalaciones de lavado/limpieza a alta presión.
Ventajas de las bombas centrífugas horizontales
- Las bombas centrífugas horizontales son fáciles de instalar y de mantener porque se puede acceder fácilmente a sus piezas internas, como el rotor.
- Las bombas centrífugas horizontales ofrecen un acoplamiento seguro con piezas externas como motores eléctricos, motores o turbinas.
- Las bombas centrífugas horizontales son muy adecuadas para aplicaciones de interior, ya que la altura de la bomba es reducida, por lo que caben en espacios reducidos.
- Las bombas centrífugas horizontales no sufren vibraciones, están equilibradas dinámicamente y son más fáciles de manejar.
- Las bombas centrífugas horizontales no producen ruido si están bien alineadas según las instrucciones del fabricante.
- Las bombas centrífugas horizontales son estancas al fluido, por lo que se produce una entrada de aire durante la transmisión de presión al fluido.
- Las bombas centrífugas horizontales tienen un alto rendimiento y bajos intervalos de avería.
Desventajas de las bombas centrífugas horizontales
- La capacidad de la bomba centrífuga horizontal para proporcionar una altura neta de aspiración a presión (NPSH) es limitada.
- El espacio para instalar bombas centrífugas horizontales es mayor debido a la presencia de un eje horizontal.
- La presión y la temperatura de trabajo de estas bombas son inferiores a las de las bombas centrífugas verticales.
Resolución de problemas de bombas centrífugas horizontales
Ninguna o poca descarga
- Esto podría deberse a que no hay suficiente líquido en la carcasa. En este caso, es necesario rellenar la carcasa con líquido.
- La altura total es demasiado alta para la bomba. Por tanto, es necesario reducir la altura o la aspiración.
- La altura de aspiración es muy larga o demasiado alta. En estos casos, las posibles soluciones son acortar la longitud de aspiración y bajar la altura de aspiración.
- El impulsor está dañado y hay que repararlo.
- "La junta tórica o la junta de la carcasa tiene fugas. Hay que cambiarla.
- El cableado del motor es incorrecto. En este caso, es necesario comprobar de nuevo el diagrama de cableado.
Pérdida de aspiración
- Hay una fuga de aire en el conducto de aspiración. Este problema puede resolverse reparando el conducto de aspiración.
- Una válvula de pie está obstruida. Hay que desatascarla.
- La altura de aspiración es muy alta. Es necesario reducir la altura de aspiración o instalar una válvula de pie y cebar.
Fuga en el eje
- Esto podría deberse a un retén mecánico desgastado. La solución es sustituir la junta.
- Los cimientos o el lugar de montaje no son lo suficientemente fuertes. La solución es reforzarlo.
- El impulsor está dañado y hay que derogarlo.
- Hay materiales extraños en la bomba y este mundo necesita desmontar la bomba para su limpieza.
- Los rodamientos del motor están desgastados y hay que cambiarlos.
El motor se sobrecalienta y se apaga
- Hay baja tensión en el motor. Hay que comprobar que las conexiones eléctricas estén bien apretadas.
- La tensión de alimentación no coincide con la tensión del motor. Es necesario comprobar que la conexión del motor es conforme al diagrama de cableado del motor y que coincide con la tensión de alimentación.
- El impulsor no funciona libremente o roza contra la carcasa. Es necesario desmontar las bombas y sustituir o desatascar el impulsor.
La bomba no desarrolla presión o no suministra fluido
- Esto podría deberse a que la bomba no está cebada. Llene la carcasa de la bomba con líquido.
- Hay una fuga en el cierre mecánico. Es necesario sustituir la junta.
- Hay una fuga en el conducto de aspiración. Es necesario sustituir el conducto de aspiración.
- Hay una fuga en la válvula de pie. Es necesario sustituir la válvula de pie.
La bomba no arranca o no funciona
- El cableado de la bomba es incorrecto. Es necesario cotejar el cableado con el diagrama de la placa de características del motor.
- Hay material extraño alojado en el impulsor. Sería necesario desmontar la bomba para eliminar ese material.
- El motor se ha cortocircuitado. Hay que cambiarlo.
Resumen
Las bombas centrífugas horizontales son bombas centrífugas orientadas en el plano horizontal. Estas bombas funcionan utilizando impulsores giratorios que crean presión de vacío en la carcasa de la bomba forzando al fluido a entrar en la línea de aspiración. Cuando el fluido pasa por el impulsor se encuentra con la carcasa que ayuda a reducir la velocidad del fluido y al mismo tiempo aumenta la energía de presión sobre el fluido. El fluido se desplaza a través de la tubería de impulsión y el sistema de tuberías utilizando la energía de presión. Las bombas centrífugas horizontales son de tres tipos según el número de impulsores utilizados. Son bombas centrífugas horizontales de una etapa, bombas centrífugas horizontales de dos etapas y bombas centrífugas horizontales multietapa. Estas bombas se utilizan en diferentes aplicaciones, como el bombeo de agua para uso doméstico, el bombeo de agua para el riego de tierras agrícolas, el bombeo de productos químicos en aplicaciones industriales, entre otras. Las bombas centrífugas horizontales son ventajosas en diferentes aspectos como que necesitan menos altura para su instalación, son fáciles de instalar y mantener, ofrecen un acoplamiento seguro y una vez instaladas según las instrucciones del fabricante no producen ruido.