Bomba centrífuga
Las bombas centrífugas se utilizan para transportar fluidos mediante la conversión de energía cinética rotacional en energía hidrodinámica del flujo del fluido. La energía de rotación generalmente proviene de un motor o motor eléctrico. Son una subclase de turbomáquinas de absorción de trabajo dinámicas axisimétricas . [1] El fluido ingresa al impulsor de la bomba a lo largo o cerca del eje de rotación y es acelerado por el impulsor, fluyendo radialmente hacia afuera hacia un difusor o cámara de voluta (carcasa), de la cual sale.
Los usos comunes incluyen agua, alcantarillado, agricultura, petróleo y bombeo petroquímico. Las bombas centrífugas a menudo se eligen por su alta capacidad de flujo, compatibilidad con soluciones abrasivas, potencial de mezcla y su ingeniería relativamente simple. [2] Un ventilador centrífugo se usa comúnmente para implementar una unidad de tratamiento de aire o una aspiradora . La función inversa de la bomba centrífuga es una turbina de agua que convierte la energía potencial de la presión del agua en energía de rotación mecánica.
Según Reti, la primera máquina que podría caracterizarse como bomba centrífuga fue una máquina de levantamiento de lodo que apareció ya en 1475 en un tratado del ingeniero renacentista italiano Francesco di Giorgio Martini . [3] Las verdaderas bombas centrífugas no se desarrollaron hasta finales del siglo XVII, cuando Denis Papin construyó una con paletas rectas. La paleta curva fue introducida por el inventor británico John Appold en 1851.
Como la mayoría de las bombas, una bomba centrífuga convierte la energía de rotación, a menudo de un motor, en energía en un fluido en movimiento. Una parte de la energía se convierte en energía cinética del fluido. El fluido entra axialmente a través del ojo de la carcasa, queda atrapado en las paletas del impulsor y gira tangencial y radialmente hacia afuera hasta que sale a través de todas las partes circunferenciales del impulsor hacia la parte del difusor de la carcasa. El fluido gana velocidad y presión al pasar a través del impulsor. La sección del difusor en forma de rosquilla, o espiral, de la carcasa desacelera el flujo y aumenta aún más la presión.
Una consecuencia de la segunda ley de la mecánica de Newton es la conservación del momento angular (o el "momento del momento"), que es de importancia fundamental para todas las turbomáquinas. En consecuencia, el cambio del momento angular es igual a la suma de los momentos externos. Los momentos angulares ρ × Q × r × cu en la entrada y la salida, un par externo M y los momentos de fricción debidos a los esfuerzos cortantes Mτ actúan sobre un impulsor o un difusor.
Dado que no se crean fuerzas de presión sobre superficies cilíndricas en la dirección circunferencial, es posible escribir la Ec. (1.10) como: [4]
