Laboratorio de hidrulica de mquinas y transitorios

Practica 2 Curva caracterstica del sistema o curva de prdida de carga

PRCTICA NO. 2CURVA CARACTERISTICA DEL SISTEMA O CURVA DE PRDIDA DE CARGAOBJETIVO La curva del sistema representa las prdidas de carga y la resistencia encontrada por el lquido al pasar a lo largo de su recorrido.Las curvas obtenidas con diferentes con diferentes aperturas prefijadas de la vlvula 23 y distintas velocidades de la bomba en rpm.

Principios tericos implicados MARCO TERICO El comportamiento hidrulico de una bomba viene especificado en sus curvas caractersticas que representan una relacin entre los distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otros parmetros como la altura manomtrica, el rendimiento hidrulico, la potencia requerida y la altura de aspiracin, que estn en funcin del tamao, diseo y construccin de la bomba.Estas curvas, obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas, son proporcionadas por los fabricantes a una velocidad de rotacin determinada (N).Se representan grficamente, colocando en el eje de abcisas los caudales y en el eje de ordenadas las alturas, rendimientos, potencias y alturas de aspiracin. Curva altura manomtrica-caudal. Curva H-Q.Para determinar experimentalmente la relacin H (Q) correspondiente a unas revoluciones (N) dadas, se ha de colocar un vacumetro en la aspiracin y un manmetro en la impulsin, o bien un manmetro diferencial acoplado a dichos puntos. En la tubera de impulsin, aguas abajo del manmetro, se instala una llave de paso que regula el caudal, que ha de ser aforado. La velocidad de rotacin se puede medir con un tacmetro o con un estroboscopio. Con un accionamiento por motor de corriente alterna, dicha velocidad vara muy poco con la carga.La relacin H (Q) tiene forma polinmica con las siguientes formas:H = a + bQ + cQ2H = a + c Q2Las curvas caractersticas H-Q, tpicas de los 3 grupos de bombas vienen indicadas en las siguientes figuras 7.13.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 situacin se consigue cerrando totalmente la llave de paso en el origen de la tubera de impulsin. El llamado caudal a boca llena es el que corresponde a H=0, dando un caudal mximo.

a)b)

c)Figura 7.13. Curvas caractersticas de tres tipos de bombas hidrulicas. a) Bomba radial centrfuga; b) Bomba helicocentrfuga; c) Bomba de hlice Curva rendimiento-caudal.El rendimiento de la bomba o rendimiento global es la relacin entre la potencia til o hidrulica y la potencia al freno. Este es, en general, suministrado por los constructores de la bomba, y considera las prdidas por fugas (rendimiento volumtrico) y por rozamientos en ejes y caras del impulsor (rendimiento mecnico).La curva caracterstica rendimiento-caudal para tres tipos de bombas distintas la podemos ver en la figura 7.13.En general la curva del rendimientopodr ajustarse a una expresin del tipo:

El rendimiento es nulo para un caudal nulo y para un caudal mximo. Entre ambos el rendimiento vara, alcanzando el mximo en un punto correspondiente a un cierto caudal, llamado caudal nominal de la bomba, que es aquel para el cual ha sido diseada la bomba. Curvas carga neta positiva de aspiracin requerida (NPSHr)-Caudal.

Figura 7.14. Curvas NPSHr - Q, de 4 bombas iguales pero con distinto dimetro de rodeteLa NPSHren una bomba a velocidad constante aumenta con el caudal como se muestra en la figura 7.14. Este tipo de curva se estudiar detalladamente en el punto 9 de este tema.En la figura 7.15 se representa las curvas de igual rendimiento en el diagrama Altura-Caudal para distintas velocidades de giro del rotor. Este grfico, por tanto, nos suministrar informacin de velocidad rotacin, caudal, altura y rendimiento. Por ejemplo, para obtener un caudal de 100 l/s a una altura manomtrica de 30 m se requiere una velocidad de 850 r.p.m. y se obtiene un rendimiento del 70 %, figura 7.15 D).

DESARROLLO:1. Arranque la bomba 3 segn las instrucciones dadas en las operaciones preliminares.2. Prepare el circuito conveniente, mantener abiertas las vlvulas (17) (salida del tanque bajo), 19 (entrada a la bomba #3), 23 (lnea de descarga) y 29 (de control final), mantenga el resto de vlvulas cerradas. 3. Acercar el nmero de revoluciones n de la bomba al valor prefijado (por ejemplo 1250 r.p.m).4. Abra completamente la vlvula 23 y despus gire lentamente el maneral de la vlvula en sentido de cierre y al momento en que el medidor de flujo se comience a desplazar ponga una pequea marca en el maneral y en la base del eje de la vlvula.5. Continu girando el maneral y cuente el nmero de vueltas del maneral hasta el momento en que se observe que deja de pasar flujo de agua, coloque otra pequea marca en el maneral en el punto de cierre neto de la vlvula y obtenga el ngulo total de apertura de la vlvula.6. Obtenga un punto de apertura al 20% y a velocidades de 950, 1200, 1450, 1700, 1950, 2450 rpm, lee los valores de:a. La presin de carga pm del manmetro 33b. La presin de entrada pa al manmetro de vaco 34c. La potencia absorbida Na en el dinammetro 5.d. El valor del flujo Q del medidor de flujo 12.e. En el tablero de control leer: voltaje y amperaje7. Repite las operaciones del punto 6 con la vlvula 23 a diferentes aperturas (40%, 60%, 80% y 100%)

RESULTADOS.A continuacin se presentan en forma tabulada los datos obtenidos durante la prctica. Datos obtenidos en laboratorio

vacuometroManometroTorquegastovelocidadAmperajeVoltaje

PePsNa QVAV

Pa (bar)Pm(kg/cm2)Na (Nm)Q(m3/hr)V (rpm)|V

Apertura de vlvula del 20%

-0.070.180.73.99503.749

-0.090.2414.812004.258

-0.110.421.45.81450568

-0.130.61.86.51700678

-0.160.82.37.519507.188

-0.221.33.59245010105

Apertura de vlvula del 40%

-0.10.060.84.8950448

-0.140.181.15.212004.853

-0.180.231.6814505.865

-0.240.382.19.217006.975

-0.30.52.710.819508.185

-0.460.824.114.2245011.5105

Apertura de vlvula del 60%

-0.130.050.85.95950450

-0.170.121.17.712004.959

-0.230.181.6914505.969

-0.30.252.110.91700778

-0.390.332.712.919508.288

-0.580.564.216.2245011.9105

Apertura de vlvula del 80%

-0.130.020.86950450

-0.180.081.27.91200558

-0.250.141.691450665

-0.330.22.1111700775

-0.420.282.81319508.585

-0.640.444.3517245012105

Apertura de vlvula del 100%

-0.140.020.76.1950450

-0.190.071.2812004.958

-0.260.121.69.91450668

-0.350.182.111.81700778

-0.440.242.813.819508.588

-0.650.364.317245012105

CALCULOS REALIZADOS.Podemos despejar y conocer la K caracterstica de la curva de la siguiente ecuacin proporcionada:

Clculos

Carga Hcoeficienteh=kQ^2

HKhk

(m)sin unidad

vlvula 20%837648.801

3.112649940.830.98307394

3.92622083751.48915342

5.9662298435.22.17426741

8.0062455804.972.73076095

10.3522385100.83.63562848

16.06425702405.23530501

vlvula 40%621915.897

2.19212330001.10562826

3.8241832804.731.29757761

4.7429602553.07118961

6.8841054071.834.06164826

8.72968888.8895.59724307

13.616875140.6479.67616678

vlvula 60%551576.459

2.396877117.7181.50672728

3.518768987.6882.52337718

4.7427587203.44735287

6.17673034.2565.05654314

7.904615563.0077.08239495

12.188601876.54311.1694233

vlvula 80%537346.099

2.097524001.49262805

3.212667000.8012.58763658

4.5387260803.35841312

5.966639002.9755.01688874

7.7590485.2077.00705947

11.576519117.50911.9824863

vlvula 100%519543.44

2.192763459.2851.49168298

3.2126504302.56564662

4.436586578.5123.92904727

5.966555295.6055.58188493

7.496510124.7647.63440222

10.862487098.68511.585498

GRFICAS.

CONCLUSIONES.Existen curvas caractersticas, tpicas, de bombas centrfugas, donde se puede interrelacionar la presin de descarga (carga), capacidad, potencia requerida y eficiencia de operacin de la bomba; estos datos son de gran importancia al momento de adquirir una bomba debido a que con esas caractersticas podemos encontrar la bomba que se apegue a nuestros requerimientos y as encontrar la que nos proporcione una mayor eficiencia.

BIBLIOGRAFIA.http://www.bombas-ideal.com/Catalogos/LIBRO%20HIDRAULICA%20[D-250112].pdfhttp://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-y-riegos/temario/Tema%207.%20Bombas/tutorial_07.htm