Laboratorio Bomba Centrifuga

7/24/2019 Laboratorio Bomba Centrifuga

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LABORATORIO BOMBA CENTRIFUGA

CONTENIDO

1. Introduccin2. Objetio!". M#rco terico$. %rocedi&iento'. D#to!(. C)*cu*o!

+. Conc*u!ione!,. Bib*io-r#/#


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1. Introduccin

Como es sabido, las bombas son equipos los cuales permiten aumentarla presin de un fuido a ase liquida, varios proyectos hidrulicos deingeniera necesitan de un aumento de presin y o velocidad para podersuplir su objetivo principal principalmente abastecimiento de los fuidos,esta energa necesaria es causada por una bomba la cual ser elconvertidor de la energa necesaria para por lo cual transormar laenerga mecnica en cintica.

n este laboratorio vamos a tratar de e!plicar la construccin de lacurva caracterstica de la bomba centriuga, para con ello tener unosparmetros de seleccin entre los cuales se encuentran" capacidad de #,

la energa suministrada al fuido, la potencia requerida para accionar labomba $ y la e%ciencia de la unidad .

2. Objetio!

2.1. Objetio Gener#*0

&btener las curvas caractersticas '( )s #, )s #, $ )s #, *$+'

disponible )s #.2.2. Objetio! e!ec/co!

eterminar la cabe-a de energa total del sistema, la potencia

total y la e%ciencia de la bomba con caudales dierentes.


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/nali-ar si la instalacin sure de cavitacin para las condiciones

de operacin del modelo. /plicar las leyes de similitud para encontrar las curvas

caractersticas de la bomba a una velocidad de rotacin dierente.

". M#rco Terico

E*e#cin de !uccin0 s la suma de la elevacin estticade succin,de la carga de riccin de succin total y de las prdidas de admisin 0laelevacin de succin es una carga de succin negativa1.

C#r-# de !uccin0 s la carga esttica de succin menos la carga dericcin total y las prdidas de admisin, ms cualquier presin que seencuentre en la lnea de succin. s una presin negativa 0hay vaco1 yse suma algebraicamente a la carga esttica de succin del sistema.

Condicione! de !uccin0 $or lo que respecta al lquido, se tomar encuenta la infuencia de su presin sobre la succin.

%re!in de #or0+i un lquido se encuentra a una temperaturaarribade su punto de ebullicin, sure evaporacin en su super%cie libre. n elseno del lquido se origina una presin que se llama presin de vapor y

que est en uncin directa con la temperatura del lquido.

%re!in de bo&beo0 estinemos una bomba cualquiera para bombearun lquido. /l uncionar la bomba, tiende a ormar un vaco en el senodel lquido. 2ste succionar se conoce como presin de bombeo.

C#r-# net# de !uccin o!iti# 3N%4560 s la presin disponible orequerida para or-ar un gasto determinado, en litros por segundo, atravs de la tubera de succin, al ojo del impulsor, cilindro o carcasa deuna bomba. n el bombeo de lquidos la presin en cualquier punto en lalnea de succin nunca deber reducirse a la presin de vapor dellquido.

N%45 di!onib*e0 sta depende de la carga de succin o elevacin, lacarga de riccin, y la presin de vapor del lquido manejado a la
http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml


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temperatura de bombeo. +i se vara cualquiera de estos puntos, la *$+'puede alterarse.

N%45 re7uerid#0 sta depende slo del dise3ode la bomba y seobtiene del abricante para cada bomba en particular, seg4n su

tipo, modelo, capacidad y velocidad.

C#r-# 5idr)u*ic#" s la energa impartida al lquido por la bomba, esdecir, la dierencia entre la carga de descarga y la succin.

%otenci# Ab!orbid# 3N60 5epresenta la potenciarequerida por labomba para transerir lquidos de un punto a otro y la energa requeridapara vencer sus prdidas.

%otenci# 5idr)u*ic# 3%860 $otencia cedida al lquido en el procesodesu transerencia de un punto a otro.

Ecienci# Tot#*.5ede%ne en trminos de la relacin entre la potencia elctricasuministrada a la mquina y la potencia hidrulica entregada por sta.

CUR9A4 CARACTER:4TICA4

/ntes de que un sistema de bombeo pueda ser dise3ado o seleccionadodebe de%nirse claramente su aplicacin. /s sea una simple lnea derecirculacin o un gran oleoducto, los requerimientos de todas laaplicaciones son siempre los mismos, es decir, trasladar lquidos desdeun punto a otro. ntonces, esto obliga a que la bomba y el sistematengan iguales caractersticas para que este dise3o sea ptimo.

6a manera de conocer tales caractersticas se reali-a con la ayuda de lascurvas caractersticas de la bomba, las cuales han sido obtenidasmediante ensayosreali-ados en un bancode pruebasel cual poseela instrumentacinnecesaria para medir el caudal, velocidad de giro,momento de torsinaplicado y la dierencia de presin entre la succiny la descarga de la bomba, con el %n de poderpredecir
http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/proteinas/proteinas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren2.shtml#TRECEhttp://www.monografias.com/trabajos11/bancs/bancs.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAShttp://www.monografias.com/trabajos7/inba/inba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos55/investigacion-sobre-torsion/investigacion-sobre-torsion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/proteinas/proteinas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren2.shtml#TRECEhttp://www.monografias.com/trabajos11/bancs/bancs.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAShttp://www.monografias.com/trabajos7/inba/inba.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos55/investigacion-sobre-torsion/investigacion-sobre-torsion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtml


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el comportamientode la bomba y obtener el mejor punto de operacinel cual se conoce como $(, variando desde una capacidad igual a cerohasta un m!imo, dependiendo del dise3o y succin de la, bomba.7eneralmente este tipo de curvas se obtienen para velocidad constante,un dimetro del impulsor espec%co y un tama3o determinado de

carcasa, reali-ando la representacin gr%ca de la carga hidrulica0curva de estrangulamiento1, potencia absorbida y e%ciencia adiabticacontra la capacidad de la bomba.stas curvas son suministradas por los proveedoresde bombas, de talmanera que el usuario pueda trabajar seg4n los requerimientos de lainstalacin sin salir de los intervalos de uncionamiento ptimo, ademsde predecir qu ocurrir al variar el caudal manejado, sirviendo comouna gran herramienta de anlisisy de compresin del uncionamientodel equipo.

$. %rocedi&iento

$ara la reali-acin de este laboratorio se siguio un procedimiento para la tomade datos, la estacin de bombeo utili-ada para este laboratorio es el siguiente"

89:

$ara la obtencin de los datos se siguieron los siguientes pasos"$rimero debemos considerar la velocidad de rotacin la cual en este laboratoriova a ser de 9;;; rpm, este valor puede ser modi%cado, se mide por medio delsiguiente aparato"
http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/lacali/lacali.shtml#influenciahttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIThttp://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/lacali/lacali.shtml#influenciahttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIT


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.


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" (edidor de pie-metros de descarga.

/dems se va a tomar una carga de Ag medido por una balan-a, este peso estomado para encontrar la potencia de la bomba en cada uno de los caudales,reempl-ando en la siguiente e!presin"

P (Kw )=F(Kg )N(rpm)

2000

Ec. 2: potencia al freno en funcin del peso.

ste proceso se repite veces variando el caudal veces y reali-ando larespectiva toma de datos, al momento de terminar esta toma de datos, seprocede a variar la velocidad de rotacin de 9;;; rpm a 99>; rpm, donde sevan a tomar = valores en los cuales va a variar el caudal, estos datos tomados

sern para la aplicacin de las leyes de similitud y la obtencin de la curvacaracterstica a esta velocidad de giro.

'. D#to!


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Tabla 1: Datos tomados en el laboratorio, piezmetros y alturas.

(. C)*cu*o!

$or medio de la siguiente ecuacin encontramos el caudal enL

s B este valor

se desea encontrar enm

3

s , la ecuacin es la siguiente"

Q=0,0165(HVH0)2,45

Ec. 1= Caudales enm

3

s

6os resultados son los siguientes"


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6os datos tomados en el laboratorio corresponden a los datos de presin tantode succin como de descarga tomados en Cm de 'g, e!presado de la siguienteorma"

Pi

=constante

$ara este laboratorio no se tienen en cuenta perdidas ya que la distanciatomada es muy corta, por lo tanto hallamos la energa en los pie-metros de latubera este valor debe estar representado en metros de columna de agua,conociendo estos datos reali-amos un actor de conversin y encontramos elequivalente a metros de columna de agua de la siguiente manera"

H2OhH2O=h(mHg)Hg

hH2O=h(mHg)Hg

H2O

hH2O=

h(mHg)

13600Kg

m3

1000Kg

m3

hH2O=h(mHg)13,6


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Ec. 3: lneas de !radiente "idr#ulico en metros de columna de a!ua

6os datos obtenidos para cada pie-metro son"

*. 5$( 99;;

Caudal$s0cm'g1

$s0m'?&1

$d0cm'g1

$d0m'?&1

9 D 9.;DD 9;> 9@.?D

? E?F E=.GF? ?@ =.?G@

= E?? E?.? =? @.=>?

@ E?9 E?.D>G @; >.@@

> E9> E?.;@ @D G.>?D

G E99 E9.@G >G F.G9G

F EF E;.>? G@ D.F;@

D E> E;.GD F? .F? ; ; D; 9;.DD

9; ? ;.?F? DD 99.GD

*. 5$( ;;

Caudal$s0cm'g1

$s0m'?&1

$d0cm'g1

$d0m'?&1

9 = ;.@;D >> F.@D

? @ ;.>@@ G= D.>GD= > ;.GD F9 .G>G

@ E> E;.GD = >.=;@

> E= E;.@;D @F G.=?

G E9; E9.=G =9 @.?9G

$ara encontrar la energa en cada uno de los puntos de la tubera donde setomaron los datos de presin, se toman estos datos de los pie-metros loscuales tienen las cabe-as de presin y seg4n la geometra del sistema debombeo la cabe-a de altura es G; cm, por medio del principio de manmetrospara tomar la verdadera cabe-a de presin de descarga se le suma ;,?D m decolumna de agua 0?> cm1, adems se necesita encontrar la cabe-a de


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velocidad en los pie-metros, para ello se toma la ecuacin de energa0Hernoulli1 en un punto i, con ello encontramos la energa en cada punto, laecuacin de energa se representa por la siguiente e!presin"

Vi2

2g+

Pi

+zi=constante

Ec. $= Ecuacin de ener!a %&ernoulli'

Vi2

2g=cabeza develocidad enel punto i

Pi

=abeza de presion en el puntoi

zi=abeza dealtura sobre unnivel dere!erencia " puntoi

(odi%cando los valores de presin de descarga se obtienen los nuevos valoresde presin de succin"

*. 5$( 99;;

Caudal$s0cm'g1

$s0m'?&1

$d0cm'g1

$d0m'?&1

9 D 9.;DD 9;> 9@.>=

? E?F E=.GF? ?@ =.>9@

= E?? E?.? =? @.G;?@ E?9 E?.D>G @; >.G

> E9> E?.;@ @D G.FFD

G E99 E9.@G >G F.DGG

F EF E;.>? G@ D.>@

D E> E;.GD F? 9;.;@?

; ; D; 99.9=

9; ? ;.?F? DD 9?.?9D

*. 5$( ;;Caudal

$s0cm'g1

$s0m'?&1

$d0cm'g1

$d0m'?&1

9 = ;.@;D >> F.F=

? @ ;.>@@ G= D.D9D

= > ;.GD F9 .;G

@ E> E;.GD = >.>>@

> E= E;.@;D @F G.G@?


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G E9; E9.=G =9 @.@GG

Como ya tenemos la lnea de gradiente hidrulico, solo nos alta hallar lacabe-a de velocidad de cada uno de los puntos, con esto poder encontrar laenerga en cada punto, conociendo el caudal que pasa por el sistema podemosencontrar la velocidad por medio de la siguiente ecuacin"

V= 4Q

#$2

Ec. (= Ecuacin para calcular la )elocidad en el sistema

Conociendo la velocidad con la que circula el fuido en cada uno de loscaudales hallamos la cabe-a de velocidad de la siguiente manera"

Vi2

2g=cabeza de velocidad

Ec. *= Ecuacin cabeza de )elocidad del sistema, en cada piezmetro

6os datos obtenidos son los siguientes"

*. 5$(

99;;

#0lIs1#0mJ=Is

1v0mIs1

Cabe-a develocidad en 0m1

; ; ; ;=G.>>=>

@>>;.;=G>>

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=?.D9=?99

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[email protected]?99F

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9.9?DG9>D?D

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>?9 @G> ;=G9=.==

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#0lIs1#0mJ=Is

1v0mIs1

Cabe-a develocidad en 0m1

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@.DD9>9?;@

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?=.DD9D?F

;.;?=DD9D

9.?;?FF>G;D

;.;F=F=@@9?

espus de encontrar las cabe-as de velocidad, las cabe-as de presin y las

dierencias de altura podemos hallar la energa en cada uno de lospie-metros, los resultados obtenidos son los siguientes"

*. 5$( 99;;

Caudal

Cabe-a de velocidaden 0m1

$s0m'?&1

$d0m'?&1

KL0m1

9 ; 9.;DD 9@.>= ;.G

? ;.?;=DF=G E=.GF? =.>9@ ;.G

= ;.@>DF9>G E?.? @.G;? ;.G

@ ;.D9>@@= E?.D>G >.G ;.G> 9.?F@?; E?.;@ G.FFD ;.G

G 9.D=@DG?= E9.@G F.DGG ;.G

F ?.@F@>9>D E;.>? D.>@ ;.G

D =.?G9FF>F E;.GD 9;.;@? ;.G

@.9?D@@;=F ; 99.9= ;.G

9; >.;GD=G ;.?F? 9?.?9D ;.G


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*. 5$( ;;

Caudal

Cabe-a de velocidad

en 0m1

$s0m'?&

1

$d0m'?&1

KL

0m19 ;.;9>;>@FD ;.@;D F.F= ;.G

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= ;.;;;GD?D9 ;.GD .;G ;.G

@ ;.;>@;9@>D E;.GD >.>>@ ;.G

> ;.;?>@?? E;.@;D G.G@? ;.G

G ;.;F=F=@@9 E9.=G @.@GG ;.G

Conociendo la cabe-a de presin velocidad y la dierencia de altura podemos

reempla-ar estos valores en la ecuacin de Hernoulli de la siguiente manera"

/$6MC/*& *57M/ +Ed"

Vs2

2g+

Ps

+zs+H%=

Vd2

2g+

P d

+zd

Ec. += plicacin de la ecuacin de ener!a entre los puntos s y d con bombaintermedia.

Como el dimetro de la tubera no cambia podemos ver que la velocidad es lamisma en seccin y en descarga por lo tanto no se tiene en cuenta en laenerga de la bomba que va a estar determinada por la siguiente e!presin"

H%=Pd

+&z

Ps

Ec. -= plicacin de la ecuacin de ener!a entre los puntos s y d.

/l conocer cada una de las cabe-as tanto de presin y altura despejamos la

energa en la bomba 0 H% , los datos obtenidos son los siguientes"

*. 5$( 99;;

Caudal 'H9 9@.;@?

? F.FDG= D.9@

@ .9@G


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> .@9D

G .G?

F 9;.>;G

D 99.=??

99.F=

9; 9?.>@G

*. 5$( ;;

Caudal 'H

9 F.??

? D.DF@

= .D?G

@ G.D=@

> F.G>

G G.@?G

Conociendo los valores de energa de la bomba y los valores de caudalpodemos encontrar la curva caracterstica de la bomba en uncin del caudal yla energa de la bomba, la curva obtenida es"

*. 5$( 99;;'H #0lIs1

F.FDG=G.>>=>@

>>

D.9@==.9;?>

>

.9@G=?.D9=?9

9

.@9D?D.=;=G@

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[email protected]?99

F

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18/19

; > 9; 9> ?; ?> =; => @;;

9

?

=

@

>

G

F

D

9;

; 3L6

/hora procedemos a encontrar la potencia de la bomba con el peso que setom en el laboratorio la ecuacin que se utili-a para estos valores es"

P (Kw )=F(Kg )N(rpm)

2000

#0lIs1 $ 0AO1=G.>>=>@

>>@.?=>

==.9;?>>

@.9D

=?.D9=?99

@.;=F

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=.;>

[email protected]?99

F =.F@??.@;@;

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9D.;G@G>?9

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F.>G@F9 ?.@F>


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