Bombas Centrífugas

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Universidad de Antioquia Universidad de Antioquia Mecánica de fuidos Mecánica de fuidos 11 BOMBAS CENTRÍFUGAS BOMBAS CENTRÍFUGAS Andres Felipe A

Andres Felipe Arboleda Gutiérrez, Dianrboleda Gutiérrez, Diana Cristina Atehortúa Rivera, Roba Cristina Atehortúa Rivera, Robert Andrésert Andrés Petro Úsuga.

Petro Úsuga. Facultad de ngenier!a, "scuela AFacultad de ngenier!a, "scuela A#biental $niversidad de Antio%uia#biental $niversidad de Antio%uia,, &edell!n. &edell!n.

OBJETIVOS

General

Conocer un equipo de bombeo Conocer un equipo de bombeo y

y ddeetteerrmmiinnaarr ex

experperimeimentantalmelmente nte las las curcurvasvas car

caractacteríerístisticas cas de de las las bombombasbas centrífugas.

centrífugas.

Especícos

Iden

Identicar ticar los los compcomponentonenteses y

y ccararaacctteerrííssttiiccaas s dde e uunnaa bomba centrífuga.

bomba centrífuga.



 AApprreennddeer r a a cceebbaarr co

corrrrecectatamementnte e ununa a bobombmbaa ce

centntrírífufuga ga y y su su pupuesesta ta enen marcha.

marcha. C

Comomprprenendeder r lo lo quque e es es unun e

eqquuiippo o dde e bboommbbeeo o y y llooss elementos que lo componen. elementos que lo componen. 

iiffeerreenncciiaar r elle ffuunncciioonnaammiieenntto o y y llaass características de un sistema características de un sistema d de e bboommbbeeo o een n sseerriie e y y eenn paralelo. paralelo. 

eetteerrmmiinnaar r lla a ccaarrggaa!! potencia y eciencia de una potencia y eciencia de una bomb

bomba! a! indivindividualidualmentemente! ! enen serie y en paralelo.

serie y en paralelo. "nt

"ntendender er la la impimporortantancia cia dede la

la eecieciencncia ia en en un un sisiststememaa de bombeo. de bombeo.

INTRODUI!N

# #aarra a qquue e uun n $$uuiiddo o $$uuyya a aa ttrraavv%%s s dde e uunna a ttuubbeerríía a eess necesario suministrarle energía& necesario suministrarle energía& un

una a bobombmba a es es un un didispspososititivivoo m

meecc''nniicco o eemmpplleeaaddo o ppaarraa suministrar esta energía! la cual suministrar esta energía! la cual p

puueedde e eemmpplleeaarrsse e ppaarraa a

auummeennttaar r lla a vevelloocciiddaadd! ! llaa pr

presesi(i(n! n! la la alaltutura ra dedel l $u$uido ido oo para compensar las p%rdidas de para compensar las p%rdidas de energía debidas a la fricci(n. energía debidas a la fricci(n. "n el monta)e experimental se "n el monta)e experimental se emple( un sistema compuesto emple( un sistema compuesto por dos bombas hidr'ulicas las por dos bombas hidr'ulicas las cu

cualales es nonos s peperrmimiteten n esestutudidiarar di

difeferrenentetes s titipopos s de de bobombmbeoeo!! pa

para ra eseste te cacaso so pupuedede e seser r enen serie o en paralelo& en el cual serie o en paralelo& en el cual mediante el uso de un soft*are mediante el uso de un soft*are y

y vavaririanando do la la apaperertutura ra de de lala v'

v'lvlvulula a se se pupuedede e dedeteterrmiminanarr a

allgguunnaas s dde e llaas s vvaarriiaabbllees s oo p

prrooppiieeddaaddees s ddeel l ssiisstteemmaa requeridas para el desarrollo de requeridas para el desarrollo de %sta pr'ctica.

%sta pr'ctica.

D"

D"TOS OBTENID

TOS OBTENIDOS

OS

#

#aarra a eel l ddeessaarrrroollllo o dde e eessttaa pr

pr'c'ctticica a se se uutitilili++( ( uunna a sosolala bo

bombmba! la! la cua cual cal conontataba ba coconn u

unnoos s sseennssoorrees s dde e pprreessii((nn encontrados a la entrada y a la encontrados a la entrada y a la ssaalliidda a dde e eessttaa! ! lloos s ccuuaalleess ttrraannssmmiittííaan n aallgguunnoos s dde e llooss d

daattoos s nneecceessaarriioos s ppaarra a eell an'lisis del $u)o a un programa an'lisis del $u)o a un programa p

peerrmimittiieennddo o eel l mmaannee))o o y y llaa observaci(n de estos.

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#i$ura %& -ombas centrífugas

"n primer lugar se reali+aron las medidas de la longitud y el di'metro de las tuberías empleadas! se vari( la apertura de la v'lvula hasta obtener die+ datos diferentes! los resultados obtenidos para cada apertura fueron los siguientes

• /ongitud de la tubería ,m

• i'metro 0!23 cm

• 4emperatura del agua ,56C

• Altura de la tubería al

tanque de succi(n 53cm Ta'la %. #orcenta)e de apertura! caudal! volta)e y corriente

Ta'la (& #resi(n de succi(n! de descarga y potencia. D"TOS TE!RIOS ONSU)T"DOS  "l*i*ud de Medellín 7msnm8 13191 C _T (27_{° C}) ₊ 9!0:02;3::0,

 ,resi-n de Medellín .,a/+ 231100

0)U)OS

1 IA<C

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Universidad de Antioquia Mecánica de fuidos 0 /os c'lculos se reali+aron con el

uso de las siguientes ecuaciones

P=γQH (1)

onde

• # #otencia de la bomba

• γ : #eso especíco del agua • Q: Caudal

• H : Altura >til

Pm

=

VI √ 3

2 cosφ

(

2

)

onde

• Pm: #otencia del motor • V : ?olta)e • I : Corriente • cosφ: 9!25 NPSH _d=h_a± h_s−

∑

h_T−C (3) onde • NPSH d: Cabe+a neta de

succi(n positiva disponible.

• ha : #resi(n atmosf%rica. • hs : Altura de succi(n. •

∑

hT : #%rdidas totales en la tubería de succi(n. • C : @actor de correcci(n

por temperatura y altura sobre el nivel del mar.

0

https==efrainpuerto.*ordpress.com =

"n primer lugar! para hallar la altura >til se utili+( la ecuaci(n de la energía de -ernoulli& ubicando un nivel de referencia tal que las alturas sean iguales. /as velocidades son iguales ya que la tubería no cambia de di'metro ni de caudal. Como resultado obtenemos la siguiente ecuaci(n

H _B= PS− Pe γ

onde #s es la presi(n de salida y #e la de entrada. Con los datos obtenidos para - se reali+a una

gr'ca de B vs -.

Ta'la 1& Caudal y altura >til.

Gráca %& Caudal vs altura >til&

Con la gr'ca obtenida y con la curva de la bomba que da el fabricante reali+amos una comparaci(n entre ellas.

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Ahora el ob)etivo es calcular la eciencia del sistema! para esto se necesita hallar la potencia de la bomba y del motor! lo cual se hace utili+ando las ecuaciones 718  7,8 respectivamente! y luego se calcula la eciencia haciendo de uso de estos datos en la ecuaci(n

η= PB

PM ∗100

/os datos obtenidos se muestran a continuaci(n.

Ta'la 2& #otencia del motor! de la bomba y eciencia del sistema&

De procede a gracar el caudal con cada uno de los datos obtenidos en la tabla ;.

Gráca (& Caudal vs potencia de la bomba&

Gráca 1& Caudal vs potencia del motor&

Gráca 2& Caudal vs eciencia.

/a eciencia m'xima dada por el fabricante es de 3:E! esta diferencia con las obtenidas en los c'lculos se dan debido al gran margen de error que se tiene en los equipos del laboratorio.

#or >ltimo se calcula el F#D disponible 7Cabe+a neta de succi(n positiva disponible8 con la ecuaci(n 708! para lo cual se tiene

 haG 2.:23 m.c.a  hsG9.53m  CGC 4HCA con C4! para ,5CG 9.0:02;3::0 y CA para 1319msnmG 1.21, entonces CG ,.1532;3::0

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Universidad de Antioquia Mecánica de fuidos 3  #ara el c'lculo de las

p%rdidas totales se requieren calcular las p%rdidas friccionales y las locales! para lo cual fue necesario usar  JG9.99999,m ;  G 9.9023m  9.99999191 m 2 s  coecientes de perdidas  val.bola19  val apertura 3.5  codo 9 9.53 3

A continuaci(n se muestran los resultados para las p%rdidas friccionales! locales y totales.

Ta'la 3& #%rdidas friccionales! locales y totales.

#or >ltimo se calcula el F#Dd utli+ando la ecuaci(n 708! obteniendo los siguientes resultados

; http==sica.laguia,999.com= 3 http==***.miliarium.com=

Ta'la 4& Cabe+a neta de succi(n positiva disponible.

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Universidad de Antioquia Mecánica de fuidos 5 "N0)ISIS DE RESU)T"DOS

• #ara el estudio de las

gr'cas obtenidas es necesario resaltar que! al momento de hacer el procedimiento en laboratorio se produ)o una interrupci(n en el accionar de la bomba cuando ya se habían obtenido los primeros datos! esto provoc( que al volver a encender la bomba se generara una diferencia valores entre los datos anteriores y posteriores al hecho. "s por esto que tanto la gr'ca de caudal vs 7altura y potencia8 empie+an en un punto alto y luego cae hasta un valor donde se da inicio a un movimiento uniforme en ascenso conforme se aumenta el caudal! dicho valor es el obtenido despu%s de volver a encender el sistema de bomba.

• /os resultados encontrados

comparados con las especicaciones del fabricante de la bomba se ale)an con un margen de error considerable! a pesar de ser precavidos a la hora de tomar datos es evidente que para que haya un proximidad con poco error es necesario hacer an'lisis m's a fondo los cuales permitan obtener la causa de errores de agentes externos! como saber cu'l es la m'xima

potencia o m'ximo tiempo de duraci(n que resiste el motor antes de recalentarse! esto y otros factores serían esenciales para tener resultados m's precisos y ecaces.

• /a eciencia del sistema de

bombas es un factor de gran importancia para el $u)o de $uidos en una tubería! ya que esta permite que las condiciones físicas del sistema permane+can estables y tengan un buen funcionamiento sin importar la variaci(n del caudal. "l c'lculo arro)( que mientras m's caudal m's eciencia! esto con el tiempo puede disminuir debido al desgaste tanto de la bomba y tuberías como el motor.

BIB)IOGR"#5"

 Cuervo! Astrid. 7,9138. Fotas de clase.  Dtreeter! ?. /. 7,9918. Kec'nica de $uidos. 7p'gs. ,3L01;8. -ogot' Kc <ra*ill.  Kiranda! Kiguel. 7,9108. Kanual de laboratorio de operaciones unitarias I. 7p'g. 318.  IngersollLMand Company 71,:8 Cameron ydraulic ata A andy Meference on the Dub)ect of ydraulics.

 http==sica.laguia,999.com= complementosL

matematicos=diagramaLdeL moody

(8)

 http==***.miliarium.com=#a ginas=#rontu=4ablas=Aguas=#r opiedades@isicasAgua.htm

 http==***.vaxasoft*are.co m=docNedu=qui=pvh,o.pdf

 Instituto <eogr'co Agustin Coda++i.

 https==efrainpuerto.*ordpres s.com=,911=9,=,:=f1L,=