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Suministro de líquido con bombas de canal lateral

La tierra está rodeada por una envoltura de aire que está sujeta a las fluctuaciones de presión relacionadas con el clima y tiene una presión media de 1 bar (10 N/cm2) al nivel del mar. Todos los cuerpos en la superficie de la tierra y por lo tanto también todos los líquidos están expuestos a esta presión atmosférica.

Si esta presión atmosférica es reducida por un dispositivo técnico, la diferencia de presión resultante es capaz de elevar una columna de líquido hasta una cierta altura. Esta altura se indica en m Fl.S (metro de columna de líquido). En relación con el agua como medio de bombeo con una densidad de 1000 kg/m3 esto significa que con un vacío del 100% (lo cual, por supuesto, no es técnicamente factible) la altura de la columna de agua sería teóricamente de 10 m.

Las bombas de canal lateral con buena autoaspiración alcanzan una altura de aspiración de unos 7 - 8 m, debido a las pérdidas mecánicas y las fugas.

Principios de funcionamiento de las bombas

Las bombas se dividen en dos tipos superiores:

• bombas de desplazamiento positivo no autoaspirantes (ejemplo: bomba centrífuga)
• bombas hidráulicas autocebantes (ejemplo bomba de pistón)

Bombas según el principio de desplazamiento positivo

Una bomba de este tipo consiste en una carcasa que contiene un impulsor montado de forma rotatoria y accionado por un motor eléctrico. Sin embargo, la carcasa con el rodete debe llenarse con el medio que se va a bombear antes de que la bomba pueda funcionar. Esto puede hacerse instalando la bomba geométricamente más abajo del nivel de líquido del medio a bombear. Entonces el líquido llenaría automáticamente la carcasa de la bomba incluso antes de que la bomba se ponga en marcha.

Si debido a otros criterios la bomba debe ajustarse a un nivel más alto que el nivel del líquido, es necesario llenar una sola vez el lado de succión de la bomba con el medio a bombear antes de la puesta en marcha.

Cuando la bomba está en funcionamiento, el medio líquido es presionado contra la pared de la carcasa de la bomba por las fuerzas centrífugas resultantes y escapa a través de la salida de presión de la bomba.

Bombas hidráulicas autocebantes

Una bomba autoaspirante es capaz de desairear la línea de aspiración hasta cierto punto durante el funcionamiento sin medidas adicionales, iniciando así el suministro del medio líquido. Las bombas hidráulicas autoaspirantes son, por ejemplo, bombas de pistón. Sin embargo, también aquí la capacidad de aspiración está limitada por los inevitables huecos de aire entre el pistón y la pared del cilindro. Especialmente cuando una bomba de pistón no está en funcionamiento durante un largo período de tiempo, es por lo tanto aconsejable llenar primero el lado de succión de la bomba con el medio a bombear. El líquido actúa entonces como una especie de sello entre el pistón y la pared del cilindro. Esto aumenta considerablemente la capacidad de aspiración.

Características especiales de las bombas de canal lateral

Un impulsor equipado con palas dirige el medio a bombear a través de los huecos y aberturas en un canal lateral situado en la carcasa. A medida que el impulsor gira, el líquido pasa por los álabes del impulsor y el canal lateral varias veces por revolución. Si el líquido está en el impulsor, debe necesariamente asumir también la velocidad circunferencial del mismo. Si el líquido se dirige al canal lateral, su velocidad disminuye considerablemente. Este cambio constante de velocidad en el impulsor y el canal lateral también cambia la presión tanto en el impulsor como en el canal lateral.

Antecedentes Físicos

En un medio fluido, su energía total está compuesta por energía de velocidad (energía cinética), energía de presión y energía de posición o altitud. La suma de estas tres energías parciales es constante en cualquier punto del medio que fluye. Matemáticamente, esta ley de la naturaleza se resume en la ecuación de la energía:

W12/2 + g * h1 + P1/ρ = W22/2 + g * h2 + P2/ρ = const.

En esta ecuación de energía (también llamada ecuación de Bernoulli) la

• energía de velocidad específica = W2/2 (en Nm/kg)
• energía específica de altura = g * h (en Nm/kg)
• energía de presión específica = P/ρ (en Nm/kg)

Conclusiones de este análisis de energía y hallazgos para la bomba de canal lateral

Si la velocidad del medio que fluye aumenta, su presión disminuye al mismo tiempo, porque la energía total es constante.
Cuando el rodete está girando, el medio que fluye en el rodete tiene una alta velocidad porque debe asumir la velocidad periférica del mismo. En el canal lateral, por el contrario, la velocidad cae bruscamente. Esto significa que la presión del medio que fluye en el rodete es menor que en el canal lateral debido a la mayor velocidad.

Cuando la velocidad del medio que fluye disminuye, su presión aumenta al mismo tiempo, también debido a la constancia de la energía total.

Ventajas de la bomba de canal lateral

Se pueden alcanzar grandes alturas de transporte. El transporte es posible sin problemas incluso en condiciones desfavorables. La bomba de canal lateral es especialmente adecuada para sustancias de ebullición ligera, como el gas líquido, que cambian su estado de agregación de líquido a gaseoso incluso a baja presión.
Las bombas de canal lateral son insensibles al desagradable fenómeno de la cavitación.

Conclusión

El efecto del cambio de velocidad del medio fluyente en la transición del impulsor al canal lateral puede aumentarse aún más si se conectan en serie. La disposición de varios impulsores con canales laterales aguas abajo mejora las propiedades positivas de las bombas de canal lateral.

Las bombas de canal lateral son adecuadas para grandes alturas de descarga debido a la mayor presión en los canales laterales.

Las bombas de canal lateral se utilizan preferentemente para bombear medios de ebullición ligeros como los gases líquidos. Las bombas de canal lateral no causan ningún problema al cambiar el estado de agregación de estos medios de líquido a gaseoso y viceversa.