Tarea 2

Universidad Tecnológica de Panamá
Facultad de Ingeniería Mecánica
Campus Universitario Dr. Víctor Levi Sasso
TURBOMAQUINARIA
Tarea 2:
Resolver los siguientes problemas:
1. Una bomba centrifuga de 37 cm. De diámetro funcionando a 2140 rpm con agua a 20ºC proporciona las siguientes actuaciones:
a
b
c
d
E
f
g
Q, m³/s
0,0
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
H, m
105
104
102
100
95
85
67
P, KW
100
115
135
171
202
228
249
a) Determine el punto de máximo rendimiento (PMR).
=
Pot.bomba   g  H  Q   H  Q
=
=
Pot.motriz
TN
TN
b) Represente el coeficiente de altura frente al coeficiente de caudal.
c) Si se desea emplear esta familia de bombas para proporcionar 7000 gal/min de querosén a 20ºC (𝜌K = 804 kg/m3), con una
potencia de entrada de 400 KW, ¿Cuál sería la velocidad de la bomba en revoluciones por minuto y el tamaño del rotor en
centímetros? ¿Qué altura manométrica proporcionaría? Se utiliza el punto del máximo rendimiento.
2. Una turbina Francis gira a una velocidad de rotación de 600 [r.p.m.] y absorbe un caudal de 1,0[m3/s]. Los diámetros de entrada y
salida (para filete medio) son conocidos, así como sus secciones de paso correspondientes:
• D1 = 1,0 m
A1 = 0,14 m2
• D2 = 0,45 m
A2 = 0,09 m2
El ángulo de salida del distribuidor es αd2 = 15 [º] y el ángulo de salida en el rodete es β 2= 45º. Sabiendo que el rendimiento
manométrico es igual a 0,78, calcular la energía hidráulica másica y la potencia hidráulica efectiva suministrada a la máquina.
Suponer que no existe variación en el entrehierro, de manera que α1 ≈ α2d.
3. Una bomba centrifuga radial de agua está diseñada para girar a 1,450 rpm y para entrada radial en los álabes del rodete. El caudal
en el punto nominal (rendimiento óptimo) es 160,000 l/h. De esta bomba se conocen las siguientes características geométricas:
relación de diámetros de salida y entrada de los álabes: D2/D1= 2. Diámetro exterior del rodete D2 = 300mm. Ancho a la salida del
rodete: b2 = 20mm. Angula de los álabes a la salida: (Ꞗ2 = 45°). Se sabe además que para el punto de óptimo rendimiento:
rendimiento hidráulico, 80 %; rendimiento volumétrico,90%; rendimiento mecánico,85%.
Se despreciará el espesor de los álabes. La bomba se ha
diseñado para que la componente radial de la velocidad
absoluta sea constante a la entrada y salida de los álabes.
Las tuberías de aspiración e impulsión de la bomba son
iguales y los ejes de las bridas de entrada y salida de la
bomba se hayan a la misma cota. El manómetro conectado a
la entrada de la bomba marca una presión absoluta de
40,692 Pa, cuando el caudal es el arriba indicado.
Calcular:
a) ángulo de entrada en los álabes; velocidades u2 y u1; velocidad w2; componente radial de la velocidad absoluta a la entrada y
salida de los álabes; ángulo de los álabes a la entrada de la corona directriz de que está provista la bomba;
b) carga teórica y carga neta;
c) potencia en la flecha de la bomba;
d) las alturas estática y dinámica del rodete y grado de reacción de la bomba;
e) presión absoluta del agua a la salida de la bomba.