Informe N° 1 - Ingeniería Sanitaria I

Practica No.1 Características de una bomba centrífuga E la lab bor ado por :  B r.

J ohny J oel V elá lásq sque uezz R amí r ez

2014-0904U

G rup rupo o: I C-4 C-42 2D G r up upo o Pr Pra acti ca: I C -42 -42D D3 D oce cent nte e T eor í a: I ng. M ar i a E le lena na B ald ldii zon D oce cente nte Practica: I ng. E r i ck G abr i el Cá C ár dena nass Cruz Cr uz F echa de de r ealilizzaci ció ón de lab labo or ato torr i o: 25 de agosto del 2017. 2017. F echa de de entr ntre ega: 08 de agosto de del 2017.

Informe N°1: Características de una bomba centrífuga

Contenido I.

INTRODUCCIÓN INTRODU CCIÓN.................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ................................... ..................2 .2

II.

OBJETIVOS OBJETIV OS ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ...........................3 ..........3

III.

GENERALIDADES GENERAL IDADES .................................. ................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ..............................4 ............4

IV.

Materiales Mater iales y equipo utilizado.................. utilizado ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 15

V.

Procedimiento Procedim iento ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ................................... ................... 15

VI.

CALCULOS................ CALCULO S................................. ................................... ................................... .................................. ................................... .................................... ................................... ..................... .... 16

6.1.

DATOS RECOPILADOS RECOPILAD OS.................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................................. ................ 16

6.2.

Fórmulas Fórmula s a utilizar: utilizar :................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... .................... 16

6.3.

Procedimiento de Cálculos: .......................................................................................................... 17

6.4.

Tabla de resultados resulta dos .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... .................... 18

VII.

Desempeños Desempeño s de comprensión comprens ión ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 19

VIII.

CONCLUSIONES CONCLUSIO NES ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... .............................. ............ 21

IX.

ANEXOS ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 22

X.

Bibliografía Bibliog rafía ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 24

Ing. Sanitaria 1

Página 1


I.

INTRODUCCIÓN

En los sistemas de distribución de agua potable que existen en las ciudades es normal encontrar hoy en día una gran variedad de métodos para resolver las necesidades de la población correspondiente a consumo de agua, una de ellos es utilizar tanques de almacenamiento en los puntos altos haciendo uso de la gravedad para que el agua alcance la presión requerida, y cuando la topografía no permite ese método es necesaria la instalación de equipos de bombeo con el fin de vencer las pérdidas de energía y/o los desniveles existentes con el fin de enviar el caudal deseado. Una motobomba o bomba es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases. En definitiva, son máquinas que realizan un trabajo para mantener un líquido en movimiento consiguiendo así aumentar la presión o energía cinética del fluido, para que este fluya desde el lugar de origen hasta el destino, el cual, generalmente se encuentra a una cota superior. En el diseño de sistemas de bombeo se debe estar en capacidad de escoger la bomba más adecuada y el número de unidades necesarias con el fin de enviar el agua de una manera eficiente y económica, por lo tanto es de suma importancia conocer muy bien las características de la bomba que vayamos a utilizar. Existen una gran variedad de tipos de bombas que se utilizan en la industria, entre las que más se utilizan para el bombeo de agua está la Bomba Centrifuga, esta debido a sus características es la que más se utiliza en sistemas de tuberías cerradas. En la práctica correspondiente a Características de una bomba centrifuga se conoció el funcionamiento de una bomba centrifuga utilizando como suministro de agua el banco hidráulico, así como el manejo necesario del equipo para su puesta en marcha y para realizar las lecturas de datos correspondientes, se especificaron las características de la bomba siendo estas: el gasto o caudal, la carga total, la potencia y la eficiencia, posteriormente en el desarrollo del presente informe se realizo el cálculo del valor numérico de las características antes mencionadas, así como la realización de las graficas correspondientes a: carga total – caudal, potencia – caudal, y eficiencia – caudal, todo esto con el objetivo de tener un mayor conocimiento acerca de la bomba centrifuga utilizada en la realización de la practica.

Ing. Sanitaria 1

Página 2


II. 2.1.

OBJETIVOS

Objetivos g enerales :

2.1.1. Conocer el funcionamiento de una bomba centrifuga en el laboratorio con la

utilización del banco hidráulico.

2.1.2. Identificar las distintas partes que constituyen una bomba centrifuga. 2.2.

Objetivos es pecí ficos :

2.2.1. Adquirir conocimientos en el manejo de la bomba centrifuga. 2.2.2. Realizar las lecturas directas en el equipo correspondientes a la presión de

entrada y salida, así como el voltaje y la corriente.

2.2.3. Calcular las características de la bomba centrifuga con las formulas

correspondientes y los datos recopilados durante la práctica.

Ing. Sanitaria 1

Página 3


III.

GENERALIDADES

Bomba Centrífuga Las Bombas centrífugas también llamadas Rotodinámicas, son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor. Una bomba centrífuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Es aquella máquina que incrementa la energía de velocidad del fluido mediante un elemento rotante, aprovechando la acción de la fuerza centrífuga, y transformándola a energía potencial a consecuencia del cambio de sección transversal por donde circula el fluido en la parte estática, la cual tiene forma de voluta y/o difusor.

CARACTERÍSTICAS: La característica principal de la bomba centrífuga es la de convertir la energía de una fuente de movimiento (el motor) primero en velocidad (o energía cinética) y después en energía de presión. Existen bombas centrifugas de una y varias etapas. En las bombas de una etapa se pueden alcanzar presiones de hasta 5 atm, en las de varias etapas s e pueden alcanzar hasta 25 atm de presión, dependiendo del número de etapas. Las bombas centrifugas sirven para el transporte de líquidos que contengan sólidos en suspensión, pero poco viscosos. Su caudal es constante y elevado, tienen bajo mantenimiento. Este tipo de bombas presentan un rendimiento elevado para un intervalo pequeño de caudal pero su rendimiento es bajo cuando transportan líquidos viscosos. Este tipo de bombas son las usadas en la industria química, siempre que no se manejen fluidos muy viscosos. Las bombas centrífugas de una etapa y monoblock, son ideales para movimientos de líquidos en general, con una profundidad máxima de aspiración de 7 m. ó 9 m. Estas bombas son adecuadas para bombear agua limpia, sin sólidos abrasivos. 











ELEMENTOS: Ing. Sanitaria 1

Página 4


A. Rodete o impulsor. El rodete o impulsor es un elemento móvil, formado por unas paletas o álabes divergentes unidos a un eje que recibe energía del exterior como podemos observar en la figura que nos muestra el despiece de una bomba centrífuga.

-

Según que estos álabes vayan sueltos o unidos a uno o dos discos, los rodetes pueden ser Abiertos: cuando van sueltos. Tienen la ventaja de que permite el paso de impurezas, pero tiene poca eficacia. Cerrados: cuando van unidos lateralmente a dos discos

-

Semiabiertas: cuando van unidos a un disco



-

B. Difusor El difusor junto con el rodete, están encerrados en una cámara, llamada carcasa o cuerpo de bomba, según como se ve en la figura 1.

Ing. Sanitaria 1

Página 5


El difusor está formado por unos álabes fijos divergentes, que al incrementarse la sección de la carcasa, la velocidad del agua irá disminuyendo lo que contribuye a transformar la energía cinética en energía de presión, mejorando el rendimiento de la bomba. Según la forma y disposición, las bombas centrífugas son de 2 tipos: 



De voluta: la carcasa tiene forma de caracol, rodeando el rodete de tal forma que el área de flujo de agua aumenta progresivamente hacia la tubería de descarga (figura a). De turbina: la carcasa va provista de unos difusores fijos dispuestos de tal forma que el área de flujo se ensancha progresivamente hacia la salida, (figura b).

a) Difusor de voluta

b) difusor de turnia

C. Eje El eje de la bomba es una pieza en forma de barra de sección circular no uniforme que se fija rígidamente sobre el impulsor y le transmite la fuerza del elemento motor, como se puede apreciar en la figura.

PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA: -

Carcasa: Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.

Ing. Sanitaria 1

Página 6


-

Impulsores: Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.

-

Anillos de desgaste: Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.

-

Estoperas, empaques y sellos: la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.

- Flecha: Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga,

transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor. -

Cojinetes: Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.

-

Bases: Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.

TIPOS DE BOMAS CENTRIFUGAS: -

Bombas centrífugas de flujo radiales

Las bombas centrifugas de flujo radial se utilizan para cargas altas y caudales pequeños, sus impulsores son por lo general angostos. El movimiento del fluido se inicia en un plano paralelo al eje de giro del impulsor de la bomba y termina en un plano perpendicular a éste. -

Bombas centrífugas de flujo axiales

Estas bombas se utilizan para cargas pequeñas y grandes caudales, tienen impulsores tipo propela, de flujo completamente axial. La corriente líquida se verifica en superficies cilíndricas alrededor del eje de rotación. La energía se cede al líquido por la impulsión ejercida por los álabes sobre el mismo. -

Bombas centrífugas diagonales

Estas bombas se utilizan para cargas y caudales intermedios. La corriente líquida se verifica radial y axialmente, denominándose también de flujo mixto. La energía se cede al líquido mediante la acción de la fuerza centrífuga y la impulsión ejercida por los álabes sobre el mismo.

Ing. Sanitaria 1

Página 7


CLASIFICACIÓN DE LA BOMBAS CENTRIFUGAS: A. Número de Pasos -

Bombas de un solo paso. Son aquellas en las cuales la carga dinámica total es desarrollada por un solo impulsor. Bombas de varios pasos. Son aquellas en las cuales la carga dinámica total es desarrollada por más de un impulsor.

B. Tipo de Succión -

Bombas de succión simple. Son aquellas provistas de uno o más impulsores de succión simple. Bombas de succión doble. Son aquellas provistas de uno o más impulsores de succión doble.

C. Posición de la Flecha Bombas horizontales. Son aquellas cuya posición de la flecha, normalmente es horizontal. Aplicaciones Riego en general. Sistemas de incendio. Aire acondicionado. -









-

Bombas verticales. Son aquellas cuya posición de la flecha, normalmente es vertical.

D. Tipo de Impulsor Las bombas pueden tener uno o dos impulsores abiertos, semiabiertos o cerrados. E. Tipo de Carcaza -

Bombas con carcaza bipartida: La carcaza de la bomba puede estar bipartida horizontal o verticalmente sobre la línea de centros de la bomba, o en cualquier otra dirección radial. Bombas de voluta: Son aquellas cuya carcaza está construida en forma de espiral o de voluta. Bombas de carcaza circular: Son aquellas cuya carcaza está construida de sección transversal constante, concéntrica con el impulsor. Bombas de difusor. Son aquellas provistas de un difusor.

F. Materiales de Construcción

Ing. Sanitaria 1

Página 8


Las bombas centrífugas, pueden fabricarse de casi todos los metales comunes conocidos o de sus aleaciones, así como de porcelana, vidrio, cerámica, materiales sintéticos y otros.

FUNCIONAMIENTO: El flujo entra a la bomba a través del centro u ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.

CURVAS CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS A causa de las características variables de la bomba centrífuga, es importante tener una visión gráfica de las relaciones entre la carga, el caudal, la eficiencia, la potencia necesaria, etc., de la bomba de que se trate a una velocidad determinada. Estas curvas o gráficos generalmente se preparan por el fabricante. Las curvas que aparecen a continuación pueden considerarse típicas e ilustran las características de una bomba trabajando a una velocidad constante determinada.

Ing. Sanitaria 1

Página 9


La curva de carga-caudal es la línea que desciende de izquierda a derecha, y representa las cantidades variables de líquido que la bomba puede entregar a distintas cargas o presiones. La intersección de esta línea con la línea de cero descargas, nos da la carga o presión que desarrolla la bomba cuando la válvula de descarga está cerrada. La curva que en este caso nos da la potencia necesario para operar la bomba, tiene la pendiente hacia arriba, de izquierda a derecha. En este caso el punto en que la potencia necesaria tiene un valor menor, es el que corresponde a la válvula cerrada.

VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS: -

Su construcción es simple, su precio es bajo. La línea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin dañar la bomba. Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes cantidades de sólidos en suspensión, volátiles y fluidos hasta de 850°F. Sin tolerancias muy ajustadas. Poco espacio ocupado. Económicas y fáciles de mantener. No alcanzan presiones excesivas aún con la válvula de descarga cerrada. Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas. Flujo suave no pulsante. Impulsor y eje son las únicas partes en movimiento. No tiene válvulas ni elementos reciprocantes. Operación a alta velocidad para correa motriz. Se adaptan a servicios comunes, suministro de agua, hidrocarburos, disposición de agua de desechos, cargue y descargue de carro tanques, transferencia de productos en oleoductos.

Las bombas se clasifican con base en una gran cantidad de criterios, que van desde sus aplicaciones, materiales de construcción, hasta su configuración mecánica. Un criterio básico que incluye una clasificación general, es el que se basa en el principio por el cual se adiciona energía al fluido. Bajo este criterio las bombas pueden dividirse en dos grandes grupos; Roto-Dinámicas y de Desplazamiento positivo. a) Roto-Dinámicas. Bombas a las que se agrega energía continuamente, para incrementar la velocidad del fluido dentro de la bomba a valores mayores de los que existen en la succión, de manera que la subsecuente reducción de velocidad dentro ó más allá de la bomba, produce un incremento en la presión. b) De desplazamiento positivo. Bombas en las cuales se agrega energía periódicamente mediante la aplicación de fuerza a uno o más elementos móviles para desplazar un número deseado de volúmenes de fluido, lo que resulta en un incremento directo en la presión. Ing. Sanitaria 1

Página 10


Dentro de estas dos clasificaciones generales encontramos que las Roto-Dinámicas se subdividen en: Centrifugas, Periféricas y Especiales, siendo la bomba centrifuga la más usada en la industria actual.

Las bombas centrífugas se clasifican también de acuerdo a la trayectoria del fluido en el interior del impulsor en: flujo radial, flujo axial y flujo mixto. a) Flujo radial. El movimiento del fluido se inicia en un plano paralelo al eje de giro del impulsor de la bomba y termina en un plano perpendicular a éste. Éstas bombas Pueden ser horizontales o verticales. b) Flujo axial. La dirección del fluido en el impulsor es en forma axial y alrededor del eje de giro del impulsor de la bomba, sin tener cambios de dirección. Éstas bombas desarrollan su carga por la acción de un impulso o elevación de los alabes sobre el líquido y usualmente son bombas verticales de un solo paso. c) Flujo mixto. El movimiento del fluido dentro del impulsor se desarrolla en tres direcciones, tangencial, radial y axial al eje de giro del impulsor de la bomba. Éstas bombas desarrollan su carga parcialmente por fuerza centrifuga y parcialmente por el impulso de los alabes sobre el líquido.

Curva Característica de la Bomba El comportamiento hidráulico de una bomba viene especificado en sus curvas características que representan una relación entre los distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otros parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la potencia requerida y la altura de aspiración, que están en función del tamaño, diseño y construcción de la bomba. Estas curvas, obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas, son proporcionados por los fabricantes a una velocidad de rotación determinada (N). Se representan gráficamente, colocando en el eje de abcisas los caudales y en el eje de ordenadas las alturas, rendimientos, potencias y alturas de aspiración. 

Curva altura manométrica-caudal. Curva H-Q.

Para determinar experimentalmente la relación H(Q) correspondiente a unas revoluciones (N) dadas, se ha de colocar un vacuómetro en la aspiración y un manómetro en la impulsión, o bien un manómetro diferencial acoplado a dichos puntos. En la tubería de impulsión, aguas abajo del manómetro, se instala una llave de paso que regula el caudal, que ha de ser aforado. La velocidad de rotación se puede medir

Ing. Sanitaria 1

Página 11


con un tacómetro o con un estroboscopio. Con un accionamiento por motor de corriente alterna, dicha velocidad varía muy poco con la carga. La relación H(Q) tiene forma polinómica con las siguientes formas: H = a + b·Q + c·Q H=a+c·Q

2

2

La curva que se obtiene corta el eje (Q = 0) en un punto en el que la bomba funciona como agitador, elevando un caudal nulo. Esta situación se consigue cerrando totalmente la llave de paso en el origen de la tubería de impulsión. El llamado caudal a boca llena es el que corresponde a H=0, dando un caudal máximo.

a)

b)

c) Curvas características de tres tipos de bombas hidráulicas. a) Bomba radial centrífuga; b) Bomba helicocentrífuga; c) Bomba de hélice

Curva rendimiento-caudal. El rendimiento de la bomba o rendimiento global es la relación entre la potencia útil o hidráulico y la potencia al freno. Este es, en general, suministrado por los constructores de la bomba, y considera las pérdidas por fugas (rendimiento volumétrico) y por rozamientos en ejes y caras del impulsor (rendimiento mecánico). 

Ing. Sanitaria 1

Página 12


La curva característica rendimiento-caudal para tres tipos de bombas. En general la curva del rendimiento

podrá ajustarse a una expresión del tipo:

El rendimiento es nulo para un caudal nulo y para un caudal máximo. Entre ambos el rendimiento varía, alcanzando el máximo en un punto correspondiente a un cierto caudal, llamado caudal nominal de la bomba, que es aquel para el cual ha sido diseñada la bomba. 

Curva potencia-caudal.

En la teoría, la potencia suministrada por el eje del impulsor es: Ph = potencia hidráulica En la práctica, las perdidas por rozamiento hidráulico, mecánico y las posibles fugas dan lugar a que la potencia al freno P absorbida al motor por el eje de la bomba difiere de Ph. Su valor se obtiene en laboratorio mediante un dinamómetro o freno, aplicando la relación: P=T·N Siendo T el par resistente de la bomba, el cual es el producto de [F x r] donde r es el brazo donde se aplica la fuerza tangencial F. N es el numero de revoluciones o vueltas en la unidad de tiempo, o velocidad angular. La relación entre la potencia hidráulica (P salida) y la potencia al freno (P entrada) mide el rendimiento global. Se determina a partir de la ecuación:

La potencia absorbida por el eje de la bomba o potencia al freno es la potencia que necesita la bomba para realizar una determinada cantidad de trabajo. Es igual a la potencia hidráulica o potencia que necesita la bomba para elevar el agua, más la potencia consumida en rozamientos, y viene determinada por la formula:

Ing. Sanitaria 1

Página 13


Donde: P = potencia bomba (w) 3

= peso específico (N/m ) 3

Q = caudal (m /s) H = altura manométrica total (m) = rendimiento de la bomba (º/ 1). También se puede utilizar la siguiente expresión para Potencias expresadas en C.V.

Donde: P = potencia bomba (C.V.) Q = caudal (l/s) H = altura manométrica total (m) = rendimiento de la bomba (º/ 1). Para cada posición de la llave de regulación del caudal, se determinará la potencia P, con lo que la curva característica P (Q) queda determinada con la figura 7.13. La potencia absorbida por la bomba es la que tiene que suministrar el motor (eléctrico o combustión o hidráulico) por el rendimiento de dicho mo tor (ηm).

Ing. Sanitaria 1

Página 14


IV. 

Banco hidráulico:



Cronometro.



Bomba centrifuga.



Suministro de agua.

Materiales y equipo utilizado

V.

Procedimiento

1. Ya conectada la bomba a la alimentación eléctrica se procedió a lo siguiente. 2. Se conectó y aseguró que el F1-27 estaba conectada al banco hidráulico. 3. Se abrió la válvula de drenaje al banco hidráulico y se cerró cuando el tanque de medida estaba vaciado. 4. Se cerró la válvula de control de descarga en el F1-27. 5. Luego se encendió el inversor del F1-27 se corrió el equipo y después se regulo a una velocidad 50HZ. Se realizó observando en la pantalla del inversor. 6. Se abrió la totalmente la válvula de control de descarga. 7. Luego la válvula de descarga se fue variando el caudal o sea disminuyéndolo. 8. Se tomaron las lecturas de presiones en la succión y la descarga de la bomba, en los cuales los manómetros estaban ubicados en la salida y entrada de la bomba. 9. Desde la primera variación en la válvula se midió el tiempo hasta llegar a un volumen de 15 el cual fue aumentando dado que el caudal disminuía porque se cerraba la válvula. A ese volumen se anotaba el tiempo. 10. Se pulsaba el botón ubicado en el inversor para anotar los valores de voltaje, Amperaje y potencia de salida. Los cuales fueron anotados en cada variación de caudal. 11. Se repitió el procedimiento del paso 7 al 10.

Ing. Sanitaria 1

Página 15


VI. 6.1.

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 6.2.

CALCULOS

DATOS RECOPILADOS

Velocidad Volumen Tiempo Pr.(entrada) Pr.(salida) Corriente Voltaje Torque (R.P.M) (Litros) (s) (m) (m) (Amper) (Volts) (N*cm) 2800 15 10.93 -2.1 2.5 1.805 229 117.5 2800 15 11.02 -1.8 5 1.765 229 115 2800 15 12.44 -1.2 7.5 1.725 229.5 111.5 2800 15 13.51 -0.9 10 1.705 229 108.5 2800 15 16.36 -0.4 12.5 1.630 230 100.5 2800 15 20.89 0.4 15 1.565 230 92.5 2800 15 42.21 0.9 17.5 1.435 230 74.5 2800 15 1 20 1.335 230 55.5

Fórmulas a utilizar: Caudal:

V  =  =  t

Carga total:

H = Prsalida −Prentrada +Z2 −Z1 Potencia Hidráulica:  =  Potencia del impulsor o mecánica:  =∗

Energía eléctrica del motor: Eficiencia mecánica:

Eficiencia electro mecánica:

La eficiencia total es:

Ing. Sanitaria 1

. =  ∗ 

 =  100%  100%  =   100%  =  Página 16


6.3. 

Procedimiento de Cálculos:

Lectura N° 1

Caudal:

Carga Total:

 .    1 = ,  = 0.00137 /

=(2.5− −2.1)+  0.17−0.020 = 4.75       =1000  ∗9.81 ∗0.00137   4.75  = 63.839 

Potencia Hidráulica:

Potencia Mecánica:

 = [2][,] = 344.528 

Energía eléctrica del motor de la bomba:

Pc. = 1.805 x 229 = 413.345 watt Ƞm1= .. ∗100%=18.53%

Eficiencia Mecánica:

Eficiencia Eléctrica:

 ∗100%=83.35% Ƞe1= . .

Eficiencia Total:

ȠT1= .. ∗100%=15.44%

Nota: De esta misma forma se realizaron los cálculos correspondientes para cada lectura.

Ing. Sanitaria 1

Página 17


6.4.

Tabla de resultados

Velocidad = 50 Hz

N°

1 2 3 4 5 6 7

Caudal (m^3/s)

0.001372 0.001361 0.001206 0.001110 0.000917 0.000718 0.000355

Carga H(m)

4.75 6.95 8.85 11.05 13.05 14.75 16.75

Potencia eléctrica (Watts)

Eficiencia Mecánica

413.345 404.185 395.8875 390.445 374.9 359.95 330.05

18.561 27.522 32.020 37.831 39.832 38.308 26.731

ŋm(%)

Eficiencia Eléctro mecánica ŋe(%)

83.35 83.43 82.58 81.48 78.60 75.35 66.19

Eficiencia Total ŋT(%)

Potencia del Mecánica (Watts)

Potencia Hidráulica (Watts)

15.47 22.96 26.44 30.83 31.31 28.87 17.69

344.527994 337.197611 326.935075 318.138616 294.681391 271.224166 218.445409

63.948994 92.803312 104.684686 120.355848 117.378209 103.899593 58.392857

*Tabla obtenida con la ayuda de Microsoft Excel.

Ing. Sanitaria 1

Página 18


VII.

Desempeños de comprensión

1. Para cada velocidad de la bomba grafique potencia, carga total y eficiencia vs caudal.

Para 2800 rpm

Q vs H Q vs H

Polinómica (Q vs H) y = -1E+07x2 + 6174.1x + 15.664

18 16 14 12 ) 10 m ( H 8 6 4 2 0

0.000000 0.000200 0.000400 0.000600 0.000800 0.001000 0.001200 0.001400 0.001600 Q(m^3/s)

Q vs Pot Q vs Pot

Q vs Pot

y = -4E+07x2 + 184034x + 157.6 Polinómica (Q vs Pot)

400.000000 350.000000 300.000000

) s t t 250.000000 a W200.000000 ( t o 150.000000 P

100.000000 50.000000 0.000000 0.000000 0.000200 0.000400 0.000600 0.000800 0.001000 0.001200 0.001400 0.001600 Q(m^3/s)

Ing. Sanitaria 1

Página 19


Q vs nT Q vs nT

y = -5E+07x2 + 91745x - 8.872 Polinómica (Q vs nT)

35.00 30.00 25.00 ) 20.00 % ( T 15.00 n

10.00 5.00 0.00 0.000000 0.000200 0.000400 0.000600 0.000800 0.001000 0.001200 0.001400 0.001600 Q(m^3/s)

2. Explique la relación entre Carga Total – Caudal, Eficiencia – Caudal y Potencia – Caudal. 





A medida que el caudal disminuye la carga total aumenta. Para el caso de la eficiencia total – caudal se observa de las graficas que a medida que el caudal disminuye la eficiencia total aumenta hasta llegar a su valor máximo de eficiencia total, una vez alcanzado este valor aunque el caudal siga disminuyendo el valor de la eficiencia total empieza a disminuir. En el caso correspondiente a potencia absorbida – caudal se puede observar de las graficas que a medida que el caudal disminuye la potencia hidráulica aumenta hasta llegar a su valor máximo, cabe destacar que cuando la potencia absorbida llega a su valor máximo en ese mismo instante es cuando se alcanza la eficiencia total máxima de la bomba, una vez ocurrido esto la el valor de la potencia absorbida disminuye.

3. ¿Para cada velocidad, cuál es el caudal y carga para el cual la bomba opera a su máxima eficiencia? 

Para la velocidad de 50Hz el caudal es de 0.001372 m3/s y la carga correspondiente es de 4.75m, ambos se obtuvieron en la quinta lectura, para una eficiencia total del 15.47%.

Ing. Sanitaria 1

Página 20


VIII.

CONCLUSIONES

Una vez finalizado el laboratorio correspondiente a C aracterís ticas de una bomba centrifuga se concluye que: Se cumplieron los objetivos planteados al inicio del presente informe puesto que, una vez realizado el laboratorio adquirimos conocimientos prácticos tanto del funcionamiento de la bomba centrifuga así como de la manipulación de la bomba para realizar las lecturas correspondientes en el equipo para la toma de datos necesarios para el cálculo de las características de una bomba centrifuga. Se logró obtener las características de la bomba dando como resultado eficiencias muy baja.

Ing. Sanitaria 1

Página 21


IX. ANEXOS Tipo de bomba utilizada:

Banco hidráulico conectado a la bomba y sus componentes

Ing. Sanitaria 1

Página 22


Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas casi para cualquier uso. Las más comunes son las que están construidas bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidráulica) con un único rodete, que abarcan capacidades hasta los 500 m³/h y alturas manométricas hasta los 100 metros con motores eléctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero también pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba multifásica o multietapa, pudiéndose lograr de este modo alturas del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentación de calderas. Constituyen no menos del 80% de la producción mundial de bombas, porque es la más adecuada para mover más cantidad de líquido que la bomba de desplazamiento positivo. No hay válvulas en las bombas de tipo centrífugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos de baja frecuencia. Los impulsores convencionales de bombas centrífugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s)

Ing. Sanitaria 1

Página 23


X.

Bibliografía

1. https://www5.uva.es/guia_docente/uploads/2012/375/51412/1/Documento15.pdf 2. http://todoproductividad.blogspot.com/2012/03/guia-de-calculo-para-procesoscon.html 3. http://es.scribd.com/doc/51942512/4/CLASIFICACION-DE-BOMBASCENTRIFUGAS 4. Guías de laboratorio sanitaria I.

Ing. Sanitaria 1

Página 24

Informe N° 1 - Ingeniería Sanitaria I

Recommend Documents