BOMBA CENTRIFUGA

BOMBA CENTRIFUGA

Las bombas centrifugas por su simplicidad constructiva, de operación, mantenimiento y por su gran versatilidad han logrado adquirir una inmensa aplicación en procesos industriales, reemplazando a las bombas reciprocantes en muchas aplicaciones.

Formas constructivas

PRINCIPIOS

Lo mismo que cualquier otra, la bomba centrifuga sirve para producir una ganancia en el fluido. el principio de funcionamiento se basa en la fuerza en la fuerza centrifuga ocasionada por la fuerza de frotación (Fig. a). Cuando un objeto gira alrededor de un eje sigue una trayectoria circular y ejerce de un eje un empuje hacia afuera en forma tangencial a su trayectoria. Una manera de incrementar la energía de un liquido es hacer rotar el liquido en forma circular(Fig.b).

Esta fuerza que experimenta un liquido hacia afuera, se denomina fuerza centrifuga. La bomba imprime esa energía o fuerza al líquido cuando esta procede de una energía mecánica que se transmite en un eje por medio de un motor.

Potencia de una bomba: La potencia necesaria para vencer la fricción y otras perdidas y mover el fluido, suministrada por un motor primario o conductor.

La cantidad de trabajo útil que una bomba entrega es la diferencia entre la presión que el liquido tiene cuando entra a la bomba y la presión que tiene cuando esté deja la bomba.

La potencia de entrada debe ser siempre mayor  que la potencia de fluido o potencia de salida.

La potencia requerida para mover cualquier tipo bomba se puede encontrar mediante la siguiente expresión:

EFICIENCIA DE LA BOMBA (n)

Es el porcentaje de la potencia de HP o CV de entrada, que es transferida al liquido que deja la bomba.

Ej. Una bomba opera a 100 HP de entrada y 75 HP de salida la eficiencia será:

Si dos bombas tienen la misma capacidad, una bomba de baja eficiencia requiere mas potencia que una bomba de al eficiencia para mover la misma cantidad de liquido a la misma presión.

EFICIENCIA VOLUMETRICA

Si una bomba centrifuga descarga 60 galones/minuto (GPM) y se ha encontrado que internamente fuga 10 GPM por los anillos de desgastes, la eficiencia volumétrica será:

A medida que exista mas desgaste por los anillos disminuirá su eficiencia volumétrica y disminuirá también la eficiencia total de la bomba. Ellos no es deseable desde ningún punto de vista.

  

UBICACIÓN DE FALLAS:
PROBLEMA	Causas del problema
La electrobomba no arranca	1,2,10,11
Automático desconectado	1,10,11
La bomba no da agua	3,4,6,7,8
Caudal y presión insuficientes	4,5,6,7,8
Bomba hace ruido al funcionar	6,8,10
Motor se calienta en exceso	1,5,8,9,10,11

CAUSAS:

1)      Bomba trabada.

2)      No hay energía eléctrica. Fusible o automático desconectado.

3)      La bomba perdió cebado.

4)      Impulsor o válvula de pie atascada.

5)      Bomba no adecuada para la instalación.

6)      Demasiada altura de succión.

7)      Aire en la succión. Cebar bomba, revisar conexiones.

8)      Ubicación sobre el nivel del mar no concuerda con las características de la electro bomba.

9)      Falta de refrigeración, o temperatura de ambiente muy alta.

10)   Tensión no adecuada para la el motor.

      11)      Cables muy delgados en la instalación eléctrica.

CALCULO DEL NUMERO DE POLOS DEL MOTOR DE INDUCCION

CALCULO DEL NUMERO DE POLOS DEL MOTOR DE INDUCCION

El número de pares de polos es directamente proporcional a la frecuencia de la corriente de alimentación e inversamente proporcional a la velocidad de sincronización.

			P: numero de pares de polos. f: frecuencia en Hz. N: velocidad de sincronización en rpm.

Numero de polos	Velocidad de rotación en rpm en función de la frecuencia
	50 Hz	60 Hz	100 Hz
2	3000	3600	6000
4	1500	1800	3000
6	1000	1200	2000
8	750	900	1500
10	600	720	1200
12	500	600	1000
16	375	450	750

Estos datos no significa que sea posible aumentar la velocidad de un motor asíncrono alimentándolo a una frecuencia superior a la prevista aunque la tensión este adaptada. Es conveniente comprobar si su diseño mecánico y eléctrico lo permite.

DESLIZAMIENTO

El par motor solo existe cuando una corriente inducida circula por la espira. Para ellos es necesario que exista un movimiento relativo entre los conductores activos y el campo giratorio. Por los que la espira debe girar a una velocidad menor a la de sincronización, lo que explica porque un motor eléctrico se llame “motor asíncrono”. La diferencia entre la velocidad de sincronización y la de la espira se denomina “deslizamiento” y se expresa en porcentajes.

			Ns: velocidad síncrona. N: velocidad asíncrona (placa del motor)

Ejm: Según los siguientes datos calcular el deslizamiento

                Frecuencia: 60 Hz.

                Velocidad: 1750 rpm

CONTACTOR ELECTROMAGNETICO

CONTACTOR ELECTROMAGNETICO

Es un aparato mecánico de conexión, controlado mediante electroimán y con funcionamiento todo o nada. Cuando se energiza la bobina del contactor, los contactos cambian de posición, estableciéndose a través de los polos un circuito entre la red de alimentación y el receptor.

Cuando se interrumpe la alimentación de la bobina, el circuito magnético se desmagnetiza y los contactos toman su posición inicial, por efecto de:

·         Los resortes de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil.

·         La fuerza de gravedad, en determinados aparatos (las partes movibles recuperan su posición de partida).

VENTAJAS:

-          Interrumpir las corrientes monofásicas o polifásicas elevadas, utilizando una baja intensidad.

-          Funciona en forma intermitente o continuo.

-          Controla a distancia de forma normal o automática, utilizando hilos de sección pequeña.

-          Aumentar los puestos de control situarlos cerca del operario.

-          Es robusto y fiable, ya que no tiene mecanismos delicados.

-          Se adapta a la tensión de alimentación (cambio  de bobina).

COMPOSICION DE UN CONTACTOR ELECTROMAGNETICO

1)            EL ELECTROIMAN: es el elemento motor del contactor. Sus partes más importantes son: el circuito magnético y la bobina.

Características del circuito magnético de C.A:

ü  Chapas de acero al silicio unidas mediante remache o soldadura.

ü  Circuito laminado para reducir corrientes de Foucault que se origina en toda masa metálica sometida a un flujo alterno (las corrientes de Foucault reducen el flujo de una corriente magnetizante determinada y calientan innecesariamente el circuito).

ü  Uno o dos anillos de desfase, o esperias de Frager, que generan en una parte del circuito, un flujo compensatorio con respecto al flujo alterno principal.

Con este mecanismo se evita la anulación periódica del flujo total, y por consiguiente de la fuerza de atracción (lo que podría provocar ruidosas vibraciones).

2)            LA BOBINA: la bobina genera el flujo magnético necesario para atraer la armadura móvil del electroimán.

Está diseñada para soportar los choques mecánicos que provocan el cierre y la apertura de los circuitos magnéticos y los choques electromagnéticos que se producen cuando la corriente recorre las espiras.

Hoy en día son muy resistentes a las sobretensiones y los ambientes agresivos. Estan fabricados con conductor de cobre cubierto de un esmalte de grado 2 y soportan temperaturas de 155 °C o 180 °C.

3)            LOS POLOS:  (Contactos principales): su función consiste en establecer o interrumpir la corriente dentro del circuito de potencia. Están dimensionados para que circule la corriente nominal del contactor en servicio permanente sin calentamientos anormales.

4)            CONTACTOS AUXILIARES: realizan funciones de automantenimiento, esclavización, enclavamientos de contactores y señalización. Existen 3 tipos básicos:

·         Contactos instantáneos de cierre NA, abiertos cuando el contacto esta en reposo y cerrados cuando el electroimán esta bajo tensión.

·         Contactos instantáneos de apertura NC, cerrados cuando el contacto esta en reposo y abiertos cuando el electroimán esta bajo tensión.

·         Contactos instantáneos NA/NC, doble contacto.

·         Contactos temporizados NA/NC.

PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITO

PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITO

Un cortocircuito es el contacto directo de dos puntos con potenciales eléctricos distintos:

·         En corriente alterna: contacto entre fases, entre fase y neutro o entre fases y masa conductora.

·         En corriente continua: contacto entre los dos polos o entre la masa y el polo aislado.

Las causas pueden ser: cables rotos, flojos o pelados, presencia de cuerpos metálicos extrañas, depósitos conductores (polvo, humedad, etc).

El cortocircuito desencadena un aumento de corriente que en milésimas de segundos puede alcanzar un valor cien veces superior al valor de la corriente de empleo. Este aumento puede dañar los equipos, para esto se colocan dispositivos que detecten el fallo e interrumpan el circuito rápidamente.

Los dispositivos son:

Ø  Fusibles, interrumpen el circuito al fundirse, por lo que deben ser sustituidos.

Ø  Disyuntores, que interrumpen el circuito abriendo los polos y que con un simple rearme se pueden volver a poner en servicio.

LOS FUSIBLES

Los fusibles proporcionan una protección fase a fase, con un poder de corte muy elevado y un volumen reducido. Se pueden montar de dos maneras:

·         En unos soportes llamados portafusibles.

·         En los seccionadores, en lugar de los casquillos o las barretas.

Se dividen en:

1.     Fusibles “distribución” gG

Protegen a la vez contra los cortacircuitos y contra las sobrecargas a los circuitos con picos de corriente poco elevados. Ej: circuitos resistivos.

Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena carga.

2.     Fusibles “motor” Tipo aM

Protegen contra los cortacircuitos sometidos a picos de corriente elevados (picos de tensión en los primarios de los transformadores, picos en el arranque de motores, etc.)

Las características de los fusibles aM no dejan pasar las sobreintensidades, pero no ofrecen protección contra las sobrecargas. Para las sobrecargas deben emplearse otros dispositivos como un relé térmico.

LOS DISYUNTORES MAGNETICOS

Protegen los circuitos contra los cortacircuitos, dentro de los límites de su poder de corte a través de disparadores magnéticos (un disparador de fase). También protegen contra los contactos indirectos.

Dependiendo del circuito a proteger el umbral de disparo magnético se situara de 3 a 15 veces la corriente térmica Ith. Dependiendo del disyuntor, el umbral puede ser fijo o ajustable.

Pueden realizar cortes omnipolares y un solo disyuntor basta para abrir todos los polos. Si la corriente de cortocircuito no es muy elevada, el disyuntor actúa a mayor velocidad que los fusibles.

Características Principales:

·         Poder de corte, valor máximo de corriente de cortocircuito que puede interrumpir un disyuntor

·         Poder de cierre, valor máximo de corriente que estable un disyuntor con su tensión nominal, en condiciones determinadas. En alterna se expresa con el valor de cresta de corriente.

·         Autoprotección, aptitud de limitar la corriente de cortocircuito con un valor inferior a su propio poder de corte, gracias a su impedancia interna.

·         Poder de limitación, es limitador cuando el valor de la corriente interrumpida en falla, es inferior a la del cortocircuito estimado.

DISYUNTOR MAGNETOTERMICO

Este es un dispositivo de control y de protección magneto térmico tripolar. El corte es omnipolar. La protección térmica tiene compensación de temperatura y sensibilidad a una ausencia de fase.

Ventajas e Inconvenientes en un PLC

Un autómata programable industrial (API) o Programable logic controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.

Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores y el programa lógico interno, actuando sobre los accionadores de la instalación.

 

                                 

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

Su eficacia se aprecia fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como:

·         Espacio reducido

·         Procesos de producción periódicamente cambiantes

·         Procesos secuenciales

·         Maquinaria de procesos variables

·         Instalaciones de procesos complejos y amplios

·         Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso

Ventajas e inconvenientes

Ventajas

ü  Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:

ü  No es necesario dibujar el esquema de contactos.

ü  No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general la capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande.

ü  Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos.

ü  Mínimo espacio de ocupación.

ü  Menor coste de mano de obra de la instalación.

ü  Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata.

ü  Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo cableado.

ü  Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil para otra máquina o sistema de producción.

Inconvenientes

Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento.

El coste inicial también puede ser un inconveniente.