EVAP2

FUNCIONAMIENTO DE UNA ELECTROBOMBA

Actualmente son muchas las variedades y marcas de estos equipos, además de sus múltiples utilidades. Es simple entender, que si conocemos y sabemos mejor el funcionamiento de las cosas, encontraremos aplicaciones que de pronto antes ni sabíamos que se podían utilizar. Es por ello que esta guía de Cómo Funciona una Bomba de Agua, Motobomba o Electrobomba hará que manipules mejor tu herramienta de bombeo.

Tipos de Electrobombas.-

Consideremos por un momento las siguientes situaciones ya que pueden ser muy útil entender por qué debo comprar cierto equipo y por qué no otro. Estas situaciones nos harán entender qué Tipo de Motobomba según su Uso debemos tener, así no gastaremos más de lo necesario o a veces lo que sucede, nos quedamos cortos y luego hay que comprar otra máquina más.

Todas son situaciones válidas y pensaríamos que un solo equipo necesitamos, sin embargo, empecemos la clasificación para comprender la diferencia a estas problemáticas.

Las Motobombas o Bombas de Agua, las clasificamos según su uso como:

-Motobombas para Aguas Sucias

-Motobombas para Aguas Limpias

-Motobombas paraPresión

-Motobombas para Caudal

Objetivos.

En este ejercicio se pretende realizar el sistema de control de una electrobomba. Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma energía, generalmente energía mecánica, en energía hidráulica del fluido incompresible que desplaza. Cuando esta bomba está accionada por un motor eléctrico se denomina electrobomba.

Esta electrobomba recoge agua de un depósito para llevarla a un nivel superior donde se almacenará. En este nivel superior es necesario que existan unos sensores capaces de discernir cuando el agua a llegado a un nivel máximo (en cuyo caso se deberá detener el funcionamiento), o cuando va a sobrepasar un nivel mínimo. Entre estos dos niveles es cuando debe funcionar la bomba. El sistema consta también de un relé térmico, cuya función es impedir que funcione en condiciones de calentamiento anómalas y además permitir el arranque con la mayor rapidez y seguridad posibles. Todos estos datos aparecen representados en el esquema del sistema que se pretende realizar:

Como todo sistema lógico, dispone de unas entradas y unas salidas, cada una representando una determinada función, como se muestra en la siguiente tabla:

Antes de proceder a describir el código, es necesario explicar que se ha hecho uso de las denominadas "marcas", en este caso representadas por M0.0 y M0.1. Las marcas se crean para facilitar el código, no teniendo que esquematizar siempre que representan. En este caso representan los llamados biestables, capaces de permanecer en uno de los estados posibles durante un tiempo indefinido en ausencia de perturbaciones. Esta característica es ampliamente utilizada para memorizar información.


Con esta información se puede describir el código global. Se ha separado en tres segmentos distintos, cada uno correspondiente a las tres salidas que pueden verse en la tabla (Luz de control de la bomba, luz de funcionamiento del sistema, luz del indicador de emergencia). De tal manera que al ir simulando cada situación, podremos observar directamente la respuesta en cada segmento, y deducir de ello el estado del sistema.

Para mas información sobre el uso de una electrobomba:

http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/index.php/Tarea_2:_Esquema_de_funcionamiento_de_una_electrobomba

TIPOS PRINCIPALES DE ELECTROBOMBAS.

De las muchas clasificaciones de las bombas de agua, vamos a revisar solamente las más útiles, que responden precisamente a nuestras necesidades.

A tal efecto, una primera clasificación se basa en dos parámetros sumamente importantes: el tipo de energía que recibe el motor de la bomba para funcionar y el uso primario de la bomba.

Existe una gran variedad de sistemas de alimentación de una bomba de agua: electricidad (voltaje de CA y CC), combustible (nafta o gasoil), vapor, agua, sistemas hidráulicos, sistemas a gas natural, sistemas neumáticos o de aire comprimido, sistemas manuales (recordemos las viejas bombas de pozo) y sistemas por energía solar. De todos, sólo nos ocuparemos de los de mayor comercialización actual: electricidad y combustible.

En cuanto al uso de la bomba, hemos visto que también existe una amplia variedad. Sin embargo, hay cuatro aplicaciones fundamentales y esas son las que detalla el gráfico que sigue. Cabe señalar que, independientemente del tipo o aplicación y además de las de superficie, las bombas de agua también pueden ser sumergibles, es decir, pueden introducirse en el líquido que necesitamos elevar o extraer.

*Bombas Centrífugas.

La bomba centrífuga, también denominada bomba rotodinámica, es actualmente la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión de un fluido incompresible. El fluido entra por el centro del rodete o impulsor,1 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. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente impulsor. Son máquinas basadas en la Ecuación de Euler.

Las Bombas Centrífugas se pueden clasificar de diferentes maneras:

• Por la dirección del flujo en: radial, axial y mixto.

• Por la posición del eje de rotación o flecha en: horizontales, verticales einclinados.

• Por el diseño de la coraza (forma) en: voluta y las de turbina.

• Por el diseño de la mecánico coraza en: axialmente bipartidas y las radialmente bipartidas.

• Por la forma de succión en: sencilla y doble.

Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de líquido, la energía que se aplica y transfiere al líquido, (en pascales, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-lb/lb de líquido) es la misma para cualquier líquido sin que importe su densidad. Tradicionalmente la presión proporcionada por la bomba en metros de columna de agua o pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se denomina genéricamente como "altura", y aún más, porque las primeras bombas se dedicaban a subir agua de los pozos desde una cierta profundidad

Usan un impulsor giratorio para mover el agua en la bomba y presurizar el flujo de descarga. Pueden procesar todo tipo de líquidos (agua, vino, leche, etc.), incluso de baja viscosidad. Estas bombas funcionan adecuadamente con líquidos ligeros y altos caudales. Usos más comunes:
-Edificios: bombear el suministro de agua y en lugares donde no se requiere altura de succión.
-Pozos de agua: sistemas de abastecimiento de agua para uso doméstico.
-Sistemas de protección contra incendios: proporcionar una fuente de presión continua, pero estas bombas deben cumplir con las normas pertinentes.
-Circulación de agua caliente: para mover agua en un sistema cerrado que requiere pequeña carga hidrostática.
-Pozos negros: pueden ser bombas de agua horizontales o verticales, operadas por un interruptor automático controlado por el flotante.
-Aplicaciones generales: aumentar la presión en la toma de agua.

*Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas.

Suministran una cantidad fija de flujo mediante la contracción y expansión mecánica de un diafragma flexible. Pueden ser de tipo reciprocante o de tipo rotatorio, y son ideales en muchas industrias que manejan líquidos de alta viscosidad o donde están presentes sólidos sensibles. Se recomiendan para combinaciones de bajo caudal y alta presión, líquidos de alta viscosidad u otras aplicaciones.

PARTES DE UNA BOMBA DE AGUA.

1. Toma de presión (rosca macho R1)
2. Tornillo para el drenaje del agua
3. Manómetro
4. Conector para aspiración (R1 rosca macho)
5. Tornillo para el llenado de agua
6. Interruptor de presión
7. Interruptor de alimentación

El funcionamiento, tanto de las motobombas como electrobombas de agua, es muy similar y las bombas centrífugas son, por lejos, las de mayor producción mundial porque permiten movilizar mucha más cantidad de agua.

INSTALACION DE UNA ELECTROBOMBA CENTRÍFUGA.

1-Válvula de seccionamiento
2- Conexión “Y” para cargar la bomba
3- Check de columpio
4- Manómetro para medición
5- Fije correctamente la bomba en una base metálica y recibida en concreto
6- Tramo corto posterior al reductor, que debe ser mínimo dos veces el diámetro del tubo
7- Tuerca unión o bridas (asegurese que la tuerca unión este bien sellada)
8- Reductor excéntrico que amplía el tubo de succión a por lo menos un tamaño comercial mayor (la velocidad del agua en la linea de succión no debe ser mayor a 2.4 m/seg.)
9- Tramo recto lo más corto posible, pero no menor a 6 veces el diámetro del tubo para estabilizar el flujo
10- Válvula compuerta para mantenimiento
11- Sostenga el tubo según se requiera
12- Lo más cerca posible al espejo del agua
13- Para evitar vórtices, la sumergencia de la válvula de pie debe de ser cuando menos 4 veces el diámetro del tubo
14- Mínimo un diámetro de la tubería al suelo
15- Válvula de cierre silencioso de buena calidad que permita un buen paso de agua
16- La profundidad de la de succión debe ser por lo menos 5 veces el diámetro del tubo
17- El ancho de la caja debe ser por lo menos 3 veces el diámetro del tubo

Para el correcto funcionamiento de las bombas rotodinámicas se necesita que estén llenas de fluido incompresible, es decir, de líquido, pues en el caso estar llenas de fluido compresible (cualquier gas como el aire) no funcionarían correctamente.

El cebado de la bomba consiste en llenar de líquido la tubería de aspiración succión y la carcasa de la bomba, para facilitar la succión de líquido, evitando que queden bolsas de aire en el interior. Al ser necesaria esta operación en las bombas rotodinámicas, se dice que no tienen capacidad autocebante. Sin embargo, las bombas de desplazamiento positivo son autocebantes, es decir, aunque estén llenas de aire son capaces de llenar de fluido el circuito de aspiración.


En un circuito como el mostrado en el esquema adjunto sin ningún dispositivo adicional, al detener la bomba centrífuga el fluido del circuito de aspiración cae hacia el depósito vaciándose la bomba por el vacío creado por el circuito primario.

La altura de elevación  que proporciona la bomba es siempre la misma y responde a la siguiente fórmula:

${\displaystyle H={P_{I}-P_{A} \over \rho g}}$

donde es la presión de impulsión, es la presión de aspiración, es la densidad del fluido y la aceleración de la gravedad.

Despejando la diferencia de presiones se tiene que:

${\displaystyle (P_{I}-P_{A})={\rho \ g\ H}}$

De esta fórmula se puede observar que la diferencia de presiones que consigue la bomba entre la impulsión y la aspiración es mayor cuanto mayor sea la densidad del fluido a mover. De tal forma que para el caso concreto del agua se tiene:

${\displaystyle (P_{I}-P_{A})_{aire}={\rho _{aire}\ g\ H}=1,29\cdot 9,81\cdot H}$

${\displaystyle (P_{I}-P_{A})_{agua}={\rho _{agua}\ g\ H}=1000\cdot 9,81\cdot H}$

Con lo cual:

${\displaystyle {(P_{I}-P_{A})_{aire} \over (P_{I}-P_{A})_{agua}}={\rho _{aire} \over \rho _{agua}}={1,29 \over 1000}=0,00129}$

Es decir, si la bomba está llena de aire la presión de aspiración es 0,00129 veces la que conseguiría dicha bomba si estuviese llena de agua, es decir, si estuviese cebada. Por lo que si la bomba está vacía la altura que se eleva el agua en el circuito de aspiración sobre el nivel del agua en el depósito es mínima y totalmente insuficiente para que el agua llegue a la bomba.

DESCRIPCIÓN DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

BOMBAS ROTATORIAS

Las bombas rotatorias, que generalmente son unidades de desplazamiento positivo, consisten de una caja fija que contiene engranajes, aspas, pistones, levas, segmentos, tornillos, etc., que operan con un claro mínimo. En lugar de "arrojar" el liquido, como en una bomba centrífuga, una bomba rotatoria lo atrapa, lo empuja contra la caja fija. La bomba rotatoria descarga un flujo continuo. Aunque generalmente se les considera como bombas para líquidos viscosos, las bombas rotatorias no se limitan a este servicio solo, pueden manejar casi cualquier liquido que este libre de sólidos abrasivos.

Tipos de bombas rotatorias:Bombas de Leva y Pistón

También llamadas "Bombas de émbolo rotatorio", consisten de un excéntrico con un brazo ranurado en la parte superior . La rotación de la flecha hace que el excéntrico atrape el liquido contra la caja. Conforme continúa la rotación, el liquido se fuerza de la caja a través de la ranura a la salida de la bomba.

Bombas de engranajes externos

Estas constituyen el tipo rotatorio mas simple. Conforme los dientes de los engranajes se separan en el lado de succión de la bomba, el liquido llena el espacio entre ellos. Este se conduce en trayectoria circular hacia fuera y es exprimido al engranar nuevamente los dientes.

Bombas de engranajes internos

Este tipo tiene un motor con dientes cortados internamente y que encajan en un engrane loco, cortado externamente. Puede usarse una partición en forma de luna creciente para evitar que el liquido pase de nuevo al lado de succión de la bomba.

Bombas lobulares

Éstas se asemejan a las bombas del tipo de engranajes en su forma de acción, tienen dos o mas motores cortados con tres, cuatro, o mas lóbulos en

cada motor . Los motores se sincronizan para obtener una rotación positiva por medio de engranajes externos. Debido al que el liquido se descarga en un numero mas reducido de cantidades mayores que en el caso de la bomba de engranajes, el flujo del tipo lobular no es tan constante como en la bomba del tipo de engranajes.

 Bombas de tornillo

Estas bombas tienen de uno a tres tornillos roscados convenientemente que giran en una caja fija. Las bombas de un solo tornillo  tienen un motor en forma de espiral que gira excéntricamente en un estator de hélice interna o cubierta. Las bombas de dos y tres tornillos tienen uno o dos engranajes locos, respectivamente, el flujo se establece entre las roscas de los tornillos, y a lo largo del eje de los mismos.

Bombas de aspas

Las bombas de aspas oscilantes tienen una serie de aspas articuladas que se balancean conforme gira el motor, atrapando al liquido y forzándolo en el tubo de descarga de la bomba. Las bombas de aspas deslizantes  usan aspas que se presionan contra la carcaza por la fuerza centrífuga cuando gira el motor. El liquido atrapado entre las dos aspas se conduce y fuerza hacia la descarga de bomba.

MARCO PROCEDIMENTAL

Identificación de tres formulas

- Cálculo del caudal:

Q = V / T
Donde:
Q es el caudal (lts/min)
V es el volumen (lts)
T es el tiempo (min)

- Potencia:
P = Q x H

Donde:
P es la potencia (hp)
Q es el caudal (lts/min)
H es la altura (m)

- Altura nanometrica:
H.m = Altura geometrica + perdidas de carga
H.m = H.g + 10%H.g

Algoritmo del problema

   Caso 1

   double Caudal
   int Volumen, Tiempo
   cin>> Volumen
   cin>> Tiempo
   Caudal = Volumen / Tiempo
   cout<< Caudal

    Caso 2

    double Potencia
    int Caudal, Altura
    cin>> Caudal
     cin>> Altura
     Potencia = Caudal * Altura
     cout<< Potencia

      Caso 3

    double Altura nanometrica
    int Altura geometrica, Perdidas de carga
    cin>> Altura geometrica
    cin>> Perdidas de carga
    Altura nanometrica = Altura geometrica + Perdidas de carga
    cout<< Altura nanometrica

CODIFICANDO DE DEV C++