informe laboratorio bomba centrifuga

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IMEC-3345L: Lab sistemas de conversion de energia Práctica #1 Práctica #1: Bomba Centrifuga Andres Penaranda, 200923138 Universidad de los Andes I. nomenclatura ρ densidad g gravedad Q Caudal H cabeza μ eficiencia P Hid potencia hidraulica P ele potencia electrica d diametro de la tuberia II. introducion En este laboratorio se pretende caracterizar una bomba centrifugar al estar unida al motor que la impulsa. Para esto se determinara las curvas características de la bomba. Igualmente se desea calcular el coeficiente de pérdidas de la válvula de cheque y el valor del NPSH de esta bomba. La cabeza de la bomba de calcula con la ecuación (1), mientras que la potencia hidráulica y la eficiencia se calculan con las ecuaciones (2) y (3) respectivamente. H = δP ρg (1) P Hid = ρgQH (2) μ = P Hid P ele (3) III. Resultados Durante la práctica se tomaran mediciones de presión a la entrada y salida de la bomba, del caudal, de la potencia consumida y del factor de potencia, para diferentes caudales. Los datos obtenidos se presentan en la tabla a continuación. Usando las ecuaciones (1) , (2) y (3) se calculó la eficiencia y la cabeza. Los resultados obtenidos se muestran en las siguientes gráficas. 1

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Caracterizacion de una Bomba centrifuga

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  • IMEC-3345L: Lab sistemas de conversion de energia Prctica #1

    Prctica #1: Bomba Centrifuga

    Andres Penaranda, 200923138

    Universidad de los Andes

    I. nomenclatura

    densidad

    g gravedad

    Q Caudal

    H cabeza

    eficiencia

    PHid potencia hidraulica

    Pele potencia electrica

    d diametro de la tuberia

    II. introducion

    En este laboratorio se pretende caracterizar una bomba centrifugar al estar unida al motor quela impulsa. Para esto se determinara las curvas caractersticas de la bomba. Igualmente se deseacalcular el coeficiente de prdidas de la vlvula de cheque y el valor del NPSH de esta bomba.La cabeza de la bomba de calcula con la ecuacin (1), mientras que la potencia hidrulica y laeficiencia se calculan con las ecuaciones (2) y (3) respectivamente.

    H =Pg

    (1)

    PHid = gQH (2)

    =PHidPele

    (3)

    III. Resultados

    Durante la prctica se tomaran mediciones de presin a la entrada y salida de la bomba, delcaudal, de la potencia consumida y del factor de potencia, para diferentes caudales. Los datosobtenidos se presentan en la tabla a continuacin.

    Usando las ecuaciones (1) , (2) y (3) se calcul la eficiencia y la cabeza. Los resultados obtenidosse muestran en las siguientes grficas.

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  • IMEC-3345L: Lab sistemas de conversion de energia Prctica #1

    Pt [kW] H [m] Q [m3/h] FP1.36 22.49 3.819 0.691.63 21.79 9.62 0.761.80 21.09 12.64 0.791.93 20.38 14.76 0.822.05 19.68 16.88 0.852.18 18.98 18.83 0.872.28 18.27 20.42 0.882.33 17.57 21.56 0.88

    Cuadro 1: Datos obtenidos.

    IV. Discucion de los resultados

    Podemos ver como la bomba tiene un eficiencia mxima a un caudal de aproximadamente19 m3/s. Adems se tiene que la cabeza comienza a disminuir a medida que aumenta el caudal.Esto es un comportamiento similar al que se muestra en la curva del fabricante. Sin embargo lacabeza calculada es diferente a la presentada en la curva. Esta discrepancia la podemos atribuir alas prdidas de la vlvula de cierra, ya que la presin de salida se midi despus de la vlvula.Comparando los datos obtenidos con la curva de fabricante, se tiene que a un caudal de 20 m3/s,se midi una cabeza de 18.3 metros, mientras que el fabricante reporta una cabeza de 25 metros.Por lo que la vlvula produce una prdida de cabeza de aproximadamente de 6.7 metros. Sabemos

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  • IMEC-3345L: Lab sistemas de conversion de energia Prctica #1

    Figura 1: Curva Carateristica bomba Hyginox SE-35.

    que hvalvula = Kvalvula V2

    2g Kvalvula = hvalvula 2gV2 . Pero sabemos que Q = V(

    4 d

    2. Obtenemosfinalmente que

    Kvalvula = hvalvula2g

    ( 4Qd2 )2= 3,25 (4)

    En la literatura se encuentra que el coeficiente de prdidas de una vlvula de cheque es de 2,por lo que obtuvimos un error del 60 % en nuestros resultados. Ahora se supuso que todas lasprdidas del banco de prueba son atribuidas a la vlvula de cheque. En realidad esto no es el caso,por lo que podemos atribuir el gran error porcentual al resto de las prdidas del banco de pruebas.

    El factor de potencia de un sistema elctrico es la relacin entre la potencia activa y la potenciaaparente. En otras palabras el factor de potencia nos dice la cantidad de energa elctrica quese ha convertido en trabajo. Es un numero adimensional que vara entre 1 y 1, por lo que losresultados obtenidos son coherentes. Adems entre ms cercano a 1 sea el factor de potencia mseficiente ser el sistema. Esto nuevamente lo podemos constatar en los datos que se tomaron. Enefecto la eficiencia mxima de la bomba se da cuando el factor de potencia es mximo. Por otrolado, se tiene que el factor de potencia de un motor trifsico se calcula diferente al de un motormonofsico. Esto se debe a que la potencia real de los 2 motores difiere de un factor de

    3.

    Finalmente se buscaron bombas similares a la que se caracteriz en esta prctica y se encontrque la bomba The Hyginox SE-35 tiene un comportamiento muy parecido. A continuacin semuestra la curva caracterstica de la bomba presentada por el fabricante.

    La bomba Hyginox SE - 35 es una bomba centrifuga fabrica en acero inoxidable. Fue diseadade forma a ser sanitaria por lo que se usa ampliamente en la industria alimentaria. Esta bombatiene un costo de 2900 dlares.

    V. Conclusiones

    En esta prctica se logr caracterizar un bomba centrifuga SIHI 40-200. Se construyerondiferentes curvas, entre ellas Cabeza vs Caudal, y se compar con las curvas caractersticasproporcionadas por el fabricante. Se obtuvieron resultados similares a los reportados por elfabricante, y al comparar la diferencia de cabeza entre los datos obtenidos y la curva caracterstica,

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  • IMEC-3345L: Lab sistemas de conversion de energia Prctica #1

    se determin el coeficiente de prdidas de la vlvula de cheque. Aunque se obtuvo un errorbastante alto, esto se debe a que se le atribuyo todas las prdidas del banco de pruebas a la vlvulade cheque.

    Referencias

    [1] WHITE, Frank Fluid mechanics. Sexta Edicin, McGraw-Hill, New York, 2008.

    [2] Inoxpa. Hygonix Centrifugal Pump. Consultado a las 2:40pm el 7 de febrero en http ://www.inoxpa.co/uploads/document/Fitxes20tC3A8cniques/Components/Bombes/HYGINOX20SE.pd f

    [3] Tuveras Factor de Potencia Consultado a las 3:40 pm el 7 de febrero enhttp://www.tuveras.com/fdp/fdp.htm

    [4] Engineering Tool Box Coeficiente de perdidas valvula de cheque Consultado a las 3:27 pm el7 de febrero en http : //www.engineeringtoolbox.com/minor loss coe f f icients pipesd626.html

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    nomenclaturaintroducionResultadosDiscucion de los resultadosConclusiones