Descripción del dispositivo
Dentro de los diferentes procesos químicos e industriales existe la necesidad de transportar fluidos (líquidos y gases) de un lugar a otro utilizando para ello ductos o canales. Este movimiento se logra por medio de una transferencia de energía. Para ello se utilizan equipos denominados "bombas".
El bombeo es la adición de energías cinética y potencial a un líquido con el fin de moverlo de un punto a otro. Las bombas son mecanismos que incrementan la energía mecánica del líquido, aumentando su velocidad, presión o elevación. Existen bombas centrífugas y bombas de desplazamiento positivo, siendo las primeras las más comunes Una bomba centrífuga aprovecha la fuerza centrífuga generada por un dispositivo giratorio -llamado impulsor o rodete- que gira dentro de una carcasa. El líquido entra a la bomba por la succión generada por el impulsor rotatorio y es enviado hacia afuera por acción centrífuga de esta manera:
Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso. Constituyen no menos del 80% de la producción mundial de bombas, porque es la más adecuada para mover más cantidad de líquido que la bomba de desplazamiento positivo.
Las Bombas centrífugas también llamadas Rotodinámicas, son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente rodete se basa en la ecuación de Euler y su elemento transmisor de energía se denomina impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas y es este elemento el que comunica energía al fluido en forma de energía cinética.
Diagrama Esquemático
Consideraciones
- La transferencia de calor es insignificante ya que normalmente están bien aisladas.
- No hay cambio de energía potencial en el dispositivo.
- Por lo general los cambios de la energía cinética son muy pequeños como para tomarse en cuenta por lo que sólo se tomará en cuenta en caso de que nos den datos de las velocidades o áreas en la entrada o salida.
Propiedades de Estado de Entrada y de Salida
- El fluido entra en forma de líquido saturado y sale en forma de líquido comprimido.
- El fluido entra a una presión baja en comparación a la de salida, por lo que se presenta un considerable cambio de presión en la entrada y salida de la bomba.
- El fluido sale a una temperatura levemente mayor que la de entrada.
- El volumen específico en la entrada es muy semejante al de la salida, por lo que el cambio de volumen específico tiende a cero.
- Semejante al caso del volumen específico, el cambio de la energía interna del dispositivo tiende a cero.
Relación entre las propiedades de entrada y salida de la bomba:
Ecuación de continuidad para una bomba
Sabiendo que,
Entonces la ecuación de continuidad queda definida de la siguiente manera:
Primera ley de la Termodinámica para una bomba
Despreciando la energía cinética del sistema:
Por lo que:
