279072107-Bomba-Centrifuga

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE
MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CUAUTITLAN
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
SECCION MECÁNICA
SEMESTRE 2015-lI
LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
PRACTICA NUMERO 6
BOMBA CENTRIFUGA DE FLUJO RADIAL.
PEREZ MEDINA LEON ANTONIO
OBJETIVO
Obtener las curvas características más importantes de una bomba
centrifuga (que maneja agua) como son: carga vs caudal, potencia
hidráulica neta vs caudal, potencia en el eje o mecánica vs caudal,
potencia eléctrica consumida por el motor vs caudal, eficiencia vs
caudal. Así como las curvas de insuficiencia y en base al punto de
óptimo rendimiento obtener sus revoluciones específicas en el sistema
métrico.
INTRODUCCION
Clasificación de las bombas centrifugas:
Según su geometría.
-
Radiales: El flujo de salida es en dirección radial.
Axial: El flujo llega y sale axialmente.
Mixtas: Son tanto axiales como radiales el flujo de salida.
Según el sentido de la trasferencia de energía.
-Maquinas generadoras. Aumenta la energía específica de un caudal de
fluido.
Maquinas receptoras. Reciben energía del fluido.
Según la componente de energía Fluido-dinámica manejando
-
Variación de energía de potencia.
Variación de energía cinética.
Variación de presión.
Según la variación de densidad del fluido.
-
Si el flujo es compresible.
Si el flujo es incompresible.
Según en número de etapas.
-
Las de una sola etapa poseen un rodete.
Multietapa poseen varios rodetes
Según la dirección de lflujo en el rodete.
-
Dependiendo del rodete es: radial, axial, o mixto.
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS.
DIBUJO DE LA INSTALACION
DESARROLLO
-Cebar la bomba para asegurarse que no exista aire en el interior de
ella.
- Se hace funcionar, asegurándose que la válvula de control está
totalmente abierta y marca un punto de referencia sobre la mariposa de
la válvula.
-Fijar una velocidad angular con la ayuda de un tacómetro, accionando
para esto el variador de velocidad.
-Nota: Hacer esto sólo cuando la bomba está funcionando.
-Una vez que se ha fijado la velocidad angular cerrar totalmente la
válvula de control, (ésta no debe permanecer así más de un minuto) y
contar el número de vueltas, tomar en estas condiciones las lecturas de
presión de descarga (Pd), presión de succión (Ps) y potencia consumida
por la bomba (PE).
-Sin variar la velocidad angular, ir variando la apertura de la válvula para
diversas posiciones de la mariposa, acordadas de antemano, y tomando
sus lecturas para cada posición. Repetir este pasó hasta obtener la
apertura máxima de la válvula.
-Cambiar la velocidad angular, y repetir los pasos d y e.
FORMULAS
Carga neta entregada por la bomba
Ps, Vs, Zs
BOMBA
Hd
Pd, Vd, Zd
Hs
HN
Hs + Hn = Hd
2
Hn = Hd – H s = (
2
Pd−Ps Vd −Vs
+
+ Zd−Zs ¿=m . c . f . )
γ
2g
Pd= Presión de descarga. (kg /
Ps= Presión de succión. (Ps/ γ hg
cm 2
2
(N/ m )
)
); Ps=
γ hg
Caudal
Q= V/ T =
m3 /seg
)
¿
3
V= Volumen ( m ) ; T= Tiempo (seg)
Q= Vs As = Vd Ad
2
2
As= 3.1416 (D s ) / 4 Ad= 3.1416 (D d ) / 4
; Vs= Q / As “Y” Vd=
Q / Ad
Finalmente
2
Vs = 4 Q/ 3.1416 D s
“Y”
2
Vd= 4 Q/ 3.1416 D d
Potencia hidráulica neta o útil.
Pn = (Hn) (
γ
) (Q) = (m)
(N/ m
2
)
m3 /seg
)
¿
= J/seg = Watts.
Potencia eléctrica.
P elect= V I = watts
P elect
PHn
MOTOR
P en elBOMBA
eje
Eficiencia total del sistema nT = (PN / P eléctrica) x 100
Para el punto óptimo de rendimiento se determinan las revoluciones
específicas en función de la potencia ns y para el sistema métrico serán:
Ns= 3.65 n
Q
1/ 2
H
−3 /4
TABLA DE DATOS
Lectu
ra
N
(rpm
)
T
(seg)
Pd
(kg /
cm
2
Ps (-) V
(cm
(volt
hg)
s)
I
(Amp
)
Vol
(lt)
Q
5
5
5
5
5
5
5
6
86
86
86
86
86
86
86
86
2.2
2.3
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.7
0
3.2
2
2
2
18
18
18
0
2.66*10^-5
4.65 *10^-5
1
2.85
5.62
11.53
16.07
3
( m /seg )
*10^-4
1
2
3
4
5
6
7
8
1500
“
“
“
“
“
“
“
0
120
43
20
7
32
15.6
11.2
)
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.1
0.1
0.05
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2000
“
“
“
“
“
“
“
“
0
9
31.8
18.5
11.5
9.7
8.8
8.4
8.2
1
0.9
0.85
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
4
4
4
4
5
6
6
7
7
120
120
120
120
120
120
120
120
120
3.1
3.2
3.4
3.6
3.9
4.1
4.1
4.2
4.2
0
2
18
18
18
18
18
18
18
0
2.22
5.66
9.72
15.65
18.55
20.45
21.42
25.35
1
2
3
4
5
6
7
8
2500
“
“
“
“
“
“
“
0
28.2
11.4
9.7
8.6
7.8
7.4
7.1
1.5
1.4
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.78
5
5
6
6
7
7
7
8
145
145
145
145
145
147.5
147.5
147.5
3.8
4.3
5
5.2
5.3
5.4
5.4
5.5
0
18
18
18
18
18
18
18
0
6.38
15.78
18.55
20.93
23.07
24.32
25.35
1
2
3000
“
0
18.6
2.3
2.2
5
5
190
190
5.6
6.2
0
18
0
9.67
3
“
12.5
2
5
4
“
9.9
1.8
6
5
“
8.4
1.6
7
6
“
7.4
1.4
8
7
“
6.6
1.2
9
8
“
6.1
1.05
10
CALCULOS REALIZADOS A MANO***
190
190
190
190
190
190
6.4
6.6
6.7
6.7
6.7
6.7
18
18
18
18
18
18
14.4
18.18
21.42
24.32
27.27
29.5
TABLA DE RESULTADOS
Lec
150
0
1
2
Pd
Ps
N/m^2 N/m^2 Vd (m/s)
39240
6670.8
39240
6670.8
39240
6670.8
39240
6670.8
39240
6670.8
9810
6670.8
9810
6670.8
4905
8004.96
98100
5336.64
88290
5336.64
83385
5336.64
78480
5336.64
68670
6670.8
58860
8004.96
49050
8004.96
39240
9339.12
3
4
5
6
7
8
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Vs
m/s
HN
m
PN
W
P
elec
W
0
0.0526732
67
0.0920792
08
0.1980198
02
0.5643564
36
1.1128712
87
2.2831683
17
3.1821782
18
0
0.024126
98
0.042176
87
0.090702
95
0.258503
4
0.509750
57
1.045804
99
1.457596
37
4.88
4.8801117
4
4.8803414
7
4.8815792
5
4.8928274
3
1.9298795
5
2.0899464
6
1.9238323
7
0
1.273445
64
2.226240
97
4.788829
24
13.67961
16
10.63985
06
23.63923
81
30.32858
24
189.2
0
0.4396039
6
1.1207920
79
1.9247524
75
3.0990099
01
3.6732673
27
4.0495049
5
4.2415841
58
0
0.201360
54
0.513378
68
0.881632
65
1.419501
13
1.682539
68
1.854875
28
1.942857
14
10.744
9.7517831
6
9.2945921
1
8.8932046
9
8.2667930
1
7.5594226
8
6.6764448
5
5.8765842
1
0
21.23762
84
51.60785
09
84.79955
25
126.9171
8
137.5629
72
133.9391
65
123.4847
82
372
Eficienc
(%)
197.8
0.643804
197.8
1.125500
206.4
2.320169
215
6.362610
223.6
4.758430
232.2
10.18055
232.2
13.0614
384
5.53063
408
12.64898
432
19.6295
468
27.11905
492
27.95995
492
27.22340
504
24.50094
9
250
0
1
2
29430
9339.12
147150
6670.8
137340
6670.8
117720
8004.96
107910
8004.96
98100
9339.12
88290
9339.12
78480
76518
9339.12
10673.2
8
225630
6670.8
215820
6670.8
196200
6670.8
176580
8004.96
156960
117720
9339.12
10673.2
8
12007.4
4
103005
13341.6
3
4
5
6
7
8
300
0
1
2
3
5.0198019
8
2.299319
73
5.1668593
6
128.4912
67
0
1.2633663
37
3.1247524
75
3.6732673
27
4.1445544
55
4.5683168
32
4.8158415
84
5.0198019
8
0
0.578684
81
1.431292
52
1.682539
68
1.898412
7
2.092517
01
2.205895
69
2.299319
73
15.88
14.944282
3
13.409245
7
12.559422
7
11.843812
5
10.992514
3
0
93.53297
51
207.5775
36
228.5507
22
243.1810
66
248.7789
57
240.6325
31
251.2414
43
0
1.9148514
85
2.8514851
49
0
0.877097
51
1.306122
45
1.648979
59
1.942857
14
2.205895
69
2.473469
39
2.675736
96
23.88
23.027673
6
21.207472
6
19.537960
6
17.876584
2
4
5
6
137340
7
8
3.6
4.2415841
58
4.8158415
84
5.4
5.8415841
58
10.086065
10.102859
4
16.222065
14.598411
3
13.434339
3
0
218.4467
29
299.5852
4
348.4513
21
375.6410
22
387.0247
28
390.5348
01
388.7830
62
CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es el principio de las turbomáquinas?
Ser un transformador de energía;
El fluido, al circular entre los álabes del rodete varía su cantidad de
movimiento provocando sobre los mismos la fuerza correspondiente.
2. ¿Qué es una turbomáquina?
504
25.4942
551
623.5
15.00127
725
28.63138
754
30.31176
768.5
31.64
796.5
31.23401
796.5
30.21124
811.25
30.96966
1064
1178
18.5438
1216
24.63694
1254
27.78718
1273
29.50832
1273
30.40257
1273
30.67830
1273
30.54069
Máquina provista de alabes para manejar fluidos.
3. Según que parámetros se hace la clasificación de las
bombas rotodinámicas.
Según la dirección del flujo.
Bombas de flujo radial
Bombas de flujo axial
Bombas de flujo radio axial
Según la posición del eje.
Bombas de eje horizontal
Bombas de eje vertical
Bombas de eje inclinado
Según la presión engendrada.
Bombas de baja presión
Bombas de mediana presión
Bombas de alta presión
Según el número de flujos.
Simple aspiración o de un flujo
De doble aspiración de dos flujos.
Según el número de rodetes.
De un escalonamiento
De varios escalonamientos.
4. Explique detalladamente y con sus propias palabras ¿Por
qué sube el agua al ojo del impulsor?
Esto se debe a la aceleración centrípeta que genera una fuerza
centrífuga obligando a las partículas a salir, así mismo arrastrando a las
partículas entrantes y creando una depresión.
5. ¿Qué es el Cárcamo en un sistema de bombeo y cuál es su
función?
Es una cavidad con un nivel más bajo del suelo y tiene conectada al final
del tubo de succión una válvula de pie.
El cárcamo de bombeo es un espacio de succión del líquido, el cual está
normalmente colocado en forma independiente de los contenedores. Su
función es la de asegurar que la succión esté funcionando aun cuando
los compartimientos de almacenamiento estén en mantenimiento.
6. ¿Diga las aplicaciones de un impulsor abierto y otro
cerrado?
El impulsor abierto maneja líquidos con residuos o partículas (viscosas) y
el cerrado es solo para fluidos limpios.
7. ¿Qué es la carga neta de succión positiva?
NPSH (Net Positive Suction Head)
Por definición el NPSH es la carga de succión neta positiva, medida con
relación al plano de referencia, aumentada de la altura correspondiente
a la presión atmosférica y disminuida de la altura debida a la tensión de
vapor del líquido.
8. ¿Cómo afecta la altura sobre el nivel del mar en la
instalación de un sistema de bombeo?
A mayor altura, menor presión de vacío y esto proporciona una succión
más baja.
9. ¿Qué es cebar una bomba y que equipo hace que una
bomba se le denomine autocebante?
Cebar una bomba es purgar la instalación, y con ayudada de una válvula
de pie, evita que esta escape, para que sea autocebante para futuros
usos para poder así bombear un fluido y nuestra bomba no funcione en
vacío.
10.
secciones de volutas de uso común.
11.
por fluido incompresible?
Dibuje tres
¿Qué se entiende
No se comprime y este no cambia su densidad con la presión.
12.
¿Qué es un proceso
isoentrópico?Es aquel en el que la entropía (Parte de la energía
que no se puede utilizar para producir un trabajo)del fluido que
forma el sistema permanece constante.
13.
de corriente?
¿Definición de línea
Es el flujo de un fluido en movimiento.
14.
por velocidad Subsónica?
Velocidad por debajo de la velocidad del sonido
¿Qué se entiende
15.
Explique el primer y
segundo principio de la termodinámica.
Primer principio
El trabajo necesario para cambiar el estado de un sistema aislado
depende únicamente de los estados
Inicial y final, y es independiente del método usado para realizar el
cambio Por tanto, existe una función de estado que identificamos como
la energía interna. El trabajo realizado sobre el sistema es W. Por tanto,
el cambio de la energía interna durante una transformación adiabática
es ∆ E = W.
El sistema también puede variar su energía sin realizar trabajo
mecánico, se transfiere de otra forma, como calor.
Segundo principio
Enunciado de Clausius: No hay ninguna transformación termodinámica
cuyo único efecto sea transferir calor de un foco frío a otro caliente.
Enunciado de Kelvin: No hay ninguna transformación termodinámica
cuyo único efecto sea extraer calor de un foco y convertirlo totalmente
en trabajo.
CONCLUSIONES.
En esta práctica pudimos observar el funcionamiento de la bomba
centrifuga, así como, la dirección que tiene el flujo en el paso del rotor.
Por medio de los cálculos, se obtuvo su eficiencia asi como la carga que
tienen a diferentes revoluciones, como también sus curvas de
isoeficiencia, para poder obtener una instalación de una bomba donde
opere en su punto óptimo de funcionamiento.
BIBLIOGRAFÍA
Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. Claudio
Matáixhttp://gonzalezpyadira.mex.tl/845646_5--Bombasrotodinamicas-.html