proyecto bomba de engranajes

PROYECTO: BOMBA A ENGRANJES

INTRODUCCION:

Una bomba de engranajes está constituida por una carcasa de fundición de hierro o de aluminio. Esta carcasa está provista de dos orificios: uno de alimentación y otro de salida. Para reducir las pérdidas de carga, la sección del orificio de alimentación suele ser mayor que el de salida.En el interior de la carcasa van situados dos engranajes que normalmente llevan dentado recto rectificado. Uno de los engranajes es el conductor y el otro, el conducido.Las dos caras laterales de la carcasa quedan obturadas mediante sendas tapas. Una de ellas, la del lado de salida del eje, es la que denominamos toma o flange, lleva un dispositivo de estanqueidad que, al mismo tiempo que evita las fugas de aceite, impide la entrada de aire entre el eje y la toma.

ESTUDIO TECNICO

En el proyecto actual, se trata de determinar la potencia del motor que accionará la bomba, la cual debe impulsar melaza desde el depósito hacía la cuba.Para esto realizamos un relevamiento de datos, los cuales se muestran a continuación:

Características de la Bomba:

D = 185 (mm)d = 132 (mm)L = 160 (mm)Material de los engranajes = Bronce

Características de la Instalación:

Material de la tubería Diámetro (mm) Longitud (m)Tubo estirado de acero sin costura

101,6 = (4 pulg.) 54,6

Tubo estirado de acero sin costura

152,4 = (6 pulg.) 4

Tubo estirado de acero sin costura

203,2 = (8 pulg.) 2,4

Accesorios:

Accesorio Cantidad Longitud equivalente (m) Total (m)

Codo 90° (4 pulg) 7 3,36 23,52

Codo 45° (4 pulg) 2 1,52 3,04

Reducción (6 – 4 pulg) 1 3,6 3,6

Cabe aclarar que se dispone de un motor de 15 kW (20,1 HP) y 1500 rpm, y un reductor con relación i= 1:6, por lo que la bomba trabajara a 250 rpm. En base a esto se realizaran los cálculos siguientes.

CALCULO DEL CAUDAL DE LA BOMBA

Datos:n= 250 rpmD = 185 (mm)D = 132 (mm)L = 160 (mm)

Q=D2−d2

4. π . L. n .10−6

Q=1852−1322

4. π .160 .250 .10−6=527( l

min ) Q= 527 (l/min) = 31,62 (m3/h)

CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA EN TUBERIA DE 4 PULGADAS

Longitud Teórica para tubería de 4 pulgadas:

Lteorica=Lreal+Lequivalente=54,6+26,56=81,16(m)

Cálculo de la Pérdida de Carga:

Primero calculamos, con la ecuación de continuidad, la velocidad de la melaza para un caudal Q = 31,6(m3/h) = 0,008 (m3/s):

v=QA

=0,008π .∅ 2

4

=1(m /s)

La velocidad será igual a: v=1(m /s )

Cálculo del Número Reynolds:

Viscosidad cinemática de la melaza = 1,4x10-4 (m2/s).

ℜ= vm .∅❑ = 1 .0,101

1,4 x10−4=721,42

Al ser Re = 721,42, observamos que es un Régimen Laminar, por lo que el factor de fricción f, será:

f=64ℜ =0,088

Quedando la pérdida de carga:

∆ H=f . Lteorica∅

.vm2

2.g=0,088 . 81,16

0,101.12

2.9,8=3,6 (m)

LA PERDIDA DE CARGA EN LA TUBERIA DE 4 PUGADAS SERÁ: 3,6 (m)

CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA EN TUBERIA DE 6 PULGADAS

Longitud Teórica para tubería de 6 pulgadas:

Lteorica=Lreal+Lequivalente=4+3,6=7,6 (m)

Cálculo de la Pérdida de Carga:

Primero calculamos, con la ecuación de continuidad, la velocidad de la melaza para un caudal Q = 31,6 (m3/h) = 0,008 (m3/s):

v=QA

=0,008π .∅ 2

4

=0,44 (m / s)

La velocidad será igual a: v=0,44 (m /s)

Cálculo del Número Reynolds:

Viscosidad cinemática de la melaza = 1,4x10-4 (m2/s).

ℜ= vm .∅❑ =0,44.0,1521,4 x10−4

=477

Al ser Re = 477, observamos que es un Régimen Laminar, por lo que el factor de fricción f, será:

f=64ℜ =¿ 0,13

Quedando la pérdida de carga:

∆ H=f . Lteorica∅

.vm2

2.g=0,13 . 7,6

0,152.0,442

2.9,8=0,06 (m)

LA PERDIDA DE CARGA EN LA TUBERIA DE 6 PUGADAS SERÁ: 0,06 (m)

CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA EN TUBERIA DE 8 PULGADAS

Longitud Teórica para tubería de 8 pulgadas:

Lteorica=Lreal=2,4(m)

Cálculo de la Pérdida de Carga:

Primero calculamos, con la ecuación de continuidad, la velocidad de la melaza para un caudal Q = 31,6(m3/h) = 0,008 (m3/s):

v=QA

=0,008π .∅ 2

4

=0,12 (m /s)

La velocidad será igual a: v=0,24 (m /s)

Cálculo del Número Reynolds:

Viscosidad cinemática de la melaza = 1,4x10-4 (m2/s).

ℜ= vm .∅❑ =0,24 .0,2031,4 x 10−4

=348

Al ser Re =348, observamos que es un Regimen Laminar, por lo que el factor de fricción f, será:

f=64ℜ =¿ 0,18

Quedando la pérdida de carga:

∆ H=f . Lteorica∅

.vm2

2.g=0,18 . 2,4

0,203.0,242

2.9,8=0,006 (m)

LA PERDIDA DE CARGA EN LA TUBERIA DE 8 PUGADAS SERÁ: 0,006 (m)

LA PERDIDA DE CARGA TOTAL EN LA TUBERIA SERA DE:

∆ H=3,6+0,06+0,006=3,666 (m )=0,36(kg/cm2)

∆ H=3,666 (m )=0,36 (kg /cm2)

CALCULO DE LA POTENCIA A ENTREGAR POR LA BOMBA:

En general, el Rendimiento de este tipo de Bomba, varía entre 0.75 y 0.85, tomaremos 0.8 como un valor promedio. Por lo que la Potencia de la bomba será:

ɳ= NuNacc

→Nu=ɳ . Nacc=0,8 .15 ( kW )=12(kW )

Por lo que la Potencia Útil de la Bomba será:

Nu = 12 (kW) = 16, 08 (HP).

MEDINA SILVIO – ROMERA ANTONIO

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