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 Pd, Vd, Zd Hs Hd

Hs + Hn = Hd

Hn = Hd – H s = ( Pd−Psγ

+Vd2−Vs2

2 g+Zd−Zs¿=m.c . f .)

Pd= Presión de descarga. (kg / cm2 ) (N/m2)

Ps= Presión de succión. (Ps/γ hg ); Ps= γ hg

Caudal

Q= V/ T = ¿) V= Volumen (m3) ; T= Tiempo (seg)

BOMBA HN

Q= Vs As = Vd Ad As= 3.1416 (Ds2) / 4 Ad= 3.1416 (Dd2) / 4 ; Vs= Q / As “Y” Vd= Q / Ad

Finalmente Vs = 4 Q/ 3.1416 Ds2 “Y” Vd= 4 Q/ 3.1416 Dd2

Potencia hidráulica neta o útil.

Pn = (Hn) (γ) (Q) = (m) (N/m2) ¿) = J/seg = Watts.

Potencia eléctrica.

P elect= V I = watts

P elect P en el eje PHn

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 Q1 /2H−3/4

MOTORBOMBA

TABLA DE DATOS

Lectura

N(rpm)

T(seg)

Pd(kg / cm2)

Ps (-)(cm hg)

V (volts)

I(Amp)

Vol (lt)

Q(m3/seg) *10^-4

1 1500 0 0.4 5 86 2.2 0 02 “ 120 0.4 5 86 2.3 3.2 2.66*10^-53 “ 43 0.4 5 86 2.3 2 4.65 *10^-54 “ 20 0.4 5 86 2.4 2 15 “ 7 0.4 5 86 2.5 2 2.856 “ 32 0.1 5 86 2.6 18 5.627 “ 15.6 0.1 5 86 2.7 18 11.538 “ 11.2 0.05 6 86 2.7 18 16.07

1 2000 0 1 4 120 3.1 0 02 “ 9 0.9 4 120 3.2 2 2.223 “ 31.8 0.85 4 120 3.4 18 5.664 “ 18.5 0.8 4 120 3.6 18 9.725 “ 11.5 0.7 5 120 3.9 18 15.656 “ 9.7 0.6 6 120 4.1 18 18.557 “ 8.8 0.5 6 120 4.1 18 20.458 “ 8.4 0.4 7 120 4.2 18 21.429 “ 8.2 0.3 7 120 4.2 18 25.35

1 2500 0 1.5 5 145 3.8 0 02 “ 28.2 1.4 5 145 4.3 18 6.383 “ 11.4 1.2 6 145 5 18 15.784 “ 9.7 1.1 6 145 5.2 18 18.555 “ 8.6 1 7 145 5.3 18 20.936 “ 7.8 0.9 7 147.5 5.4 18 23.077 “ 7.4 0.8 7 147.5 5.4 18 24.328 “ 7.1 0.78 8 147.5 5.5 18 25.35

1 3000 0 2.3 5 190 5.6 0 02 “ 18.6 2.2 5 190 6.2 18 9.673 “ 12.5 2 5 190 6.4 18 14.44 “ 9.9 1.8 6 190 6.6 18 18.185 “ 8.4 1.6 7 190 6.7 18 21.426 “ 7.4 1.4 8 190 6.7 18 24.327 “ 6.6 1.2 9 190 6.7 18 27.278 “ 6.1 1.05 10 190 6.7 18 29.5CALCULOS REALIZADOS A MANO***

TABLA DE RESULTADOS

Lec1500

Pd N/m^2

Ps N/m^2 Vd (m/s)

Vsm/s

HNm

PNW

P elecW

Eficiencia(%)

1 39240 6670.8 0 0 4.88 0 189.22 39240 6670.8 0.052673267 0.02412698 4.88011174 1.27344564 197.8 0.643804673 39240 6670.8 0.092079208 0.04217687 4.88034147 2.22624097 197.8 1.125500994 39240 6670.8 0.198019802 0.09070295 4.88157925 4.78882924 206.4 2.320169215 39240 6670.8 0.564356436 0.2585034 4.89282743 13.6796116 215 6.362610036 9810 6670.8 1.112871287 0.50975057 1.92987955 10.6398506 223.6 4.758430487 9810 6670.8 2.283168317 1.04580499 2.08994646 23.6392381 232.2 10.18055048 4905 8004.96 3.182178218 1.45759637 1.92383237 30.3285824 232.2 13.06140520001 98100 5336.64 0 0 10.744 0 3722 88290 5336.64 0.43960396 0.20136054 9.75178316 21.2376284 384 5.53063243 83385 5336.64 1.120792079 0.51337868 9.29459211 51.6078509 408 12.64898314 78480 5336.64 1.924752475 0.88163265 8.89320469 84.7995525 432 19.6295265 68670 6670.8 3.099009901 1.41950113 8.26679301 126.91718 468 27.11905556 58860 8004.96 3.673267327 1.68253968 7.55942268 137.562972 492 27.95995377 49050 8004.96 4.04950495 1.85487528 6.67644485 133.939165 492 27.22340748 39240 9339.12 4.241584158 1.94285714 5.87658421 123.484782 504 24.50094879 29430 9339.12 5.01980198 2.29931973 5.16685936 128.491267 504 25.49429925001 147150 6670.8 0 0 15.88 0 5512 137340 6670.8 1.263366337 0.57868481 14.9442823 93.5329751 623.5 15.00127913 117720 8004.96 3.124752475 1.43129252 13.4092457 207.577536 725 28.63138434 107910 8004.96 3.673267327 1.68253968 12.5594227 228.550722 754 30.31176695 98100 9339.12 4.144554455 1.8984127 11.8438125 243.181066 768.5 31.64366 88290 9339.12 4.568316832 2.09251701 10.9925143 248.778957 796.5 31.23401847 78480 9339.12 4.815841584 2.20589569 10.086065 240.632531 796.5 30.21124058 76518 10673.28 5.01980198 2.29931973 10.1028594 251.241443 811.25 30.969669430001 225630 6670.8 0 0 23.88 0 10642 215820 6670.8 1.914851485 0.87709751 23.0276736 218.446729 1178 18.5438653 196200 6670.8 2.851485149 1.30612245 21.2074726 299.58524 1216 24.63694414 176580 8004.96 3.6 1.64897959 19.5379606 348.451321 1254 27.78718675 156960 9339.12 4.241584158 1.94285714 17.8765842 375.641022 1273 29.50832856 137340 10673.28 4.815841584 2.20589569 16.222065 387.024728 1273 30.40257097 117720 12007.44 5.4 2.47346939 14.5984113 390.534801 1273 30.67830338 103005 13341.6 5.841584158 2.67573696 13.4343393 388.783062 1273 30.5406962

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?

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 radialBombas de flujo axialBombas de flujo radio axial Según la posición del eje.Bombas de eje horizontalBombas de eje verticalBombas de eje inclinadoSegún la presión engendrada.Bombas de baja presiónBombas de mediana presiónBombas de alta presiónSegún el número de flujos.Simple aspiración o de un flujo De doble aspiración de dos flujos.Según el número de rodetes.De un escalonamientoDe 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. Dibuje tres secciones de volutas de uso común.

11. ¿Qué se entiende por fluido incompresible?

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. ¿Definición de línea de corriente?

Es el flujo de un fluido en movimiento.

14. ¿Qué se entiende por velocidad Subsónica?

Velocidad por debajo de la velocidad del sonido

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 estadosInicial 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--Bombas-rotodinamicas-.html