Bomba de Desplazamiento Positivo | Tipos, Manejo de Viscosidad

Bombas de desplazamiento positivo: tipos (pistón, engranajes, lóbulos, peristálticas), manejo de viscosidad y consideraciones operativas para control de flujo preciso.

Bomba de Desplazamiento Positivo | Tipos, Manejo de Viscosidad

Las bombas de desplazamiento positivo son dispositivos fundamentales en el campo de la ingeniería térmica. A diferencia de las bombas de flujo dinámico, estas bombas funcionan moviendo un volumen específico de fluido de un lugar a otro en cada ciclo de operación. Esto permite un control preciso del flujo y hace que sean ideales para aplicaciones que requieren una entrega constante de líquido.

Tipos de Bombas de Desplazamiento Positivo

Bombas de Pistón: Estas bombas utilizan un pistón que se mueve dentro de un cilindro para desplazar el fluido. Son adecuadas para aplicaciones que requieren presiones altas y son típicamente usadas en sistemas hidráulicos.

Bombas de Engranajes: Utilizan dos engranajes en malla para desplazar el líquido. Son comunes en la transferencia de aceites y otros líquidos de alta viscosidad.

Bombas de Lóbulos: Similar a las bombas de engranajes, pero utilizan lóbulos que rotan para mover el fluido. Son favorecidas en industrias alimentarias y farmacéuticas debido a su capacidad de manejar fluidos sensibles y con sólidos en suspensión.

Bombas Peristálticas: Funcionan mediante la compresión y relajación de una manguera flexible. Son ideales para manejar fluidos corrosivos o sensibles sin contacto directo con las partes móviles de la bomba.

Manejo de Viscosidad

Una de las principales consideraciones en el uso de bombas de desplazamiento positivo es la viscosidad del fluido a manejar. La viscosidad afecta la eficiencia, el desgaste y la capacidad de la bomba de mantener un flujo constante. A continuación, se exploran algunas estrategias para manejar diferentes niveles de viscosidad:

Alta Viscosidad: Los fluidos con alta viscosidad requieren un diseño robusto para soportar el esfuerzo adicional. Las bombas de engranajes y de pistón suelen ser las más adecuadas, ya que pueden generar altas presiones necesarias para mover estos fluidos.

Baja Viscosidad: Los fluidos de baja viscosidad, como el agua, son más fáciles de bombear, pero pueden causar problemas de cavitación. En estos casos, es importante mantener una buena lubricación y evitar la entrada de aire.

Temperatura: La viscosidad cambia con la temperatura. Es crucial mantener una temperatura controlada para evitar variaciones en la viscosidad que puedan afectar el rendimiento de la bomba.

La ecuación de la ley de Newton para la viscosidad se expresa como:

\[ \tau = \mu \frac{du}{dy} \]

donde \(\tau\) es el esfuerzo cortante, \(\mu\) es la viscosidad dinámica, y \(\frac{du}{dy}\) es el gradiente de velocidad.

En resumen, las bombas de desplazamiento positivo son versátiles y capaces de manejar una amplia variedad de fluidos, incluyendo aquellos con diferentes niveles de viscosidad. La clave para su utilización efectiva radica en seleccionar el tipo correcto de bomba y adaptar las condiciones operativas para mantener un rendimiento óptimo.