REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADACOMANDANTE SUPREMOHUGO RAFAELCHAVEZ FRIASNCLEO ZULIALABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I Prof. Yadira Cubillan

BOMBA CENTRFUGAAutores: Mara A. Mata C.I: 26.166.525 Shirley Faneite Seccin: 06-IPE-D07 Fecha de realizacin: 19/05/2015

Resumen: Las bombas son maquinas que mantienen un fluido en movimiento, es un convertidor de energa y la misma se convierte en energa que el fluido adquiere, en forma de presin, de desplazamiento o posicin, teniendo en cuenta la cantidad de fluido liberado al transcurrir el tiempo (caudal), como tambin el potencial y la eficiencia que experimenta dicho fluido, en condiciones de bombeo.

1. INTRODUCCIN TEORICAFluidoEs aquella sustancia que se deforma continuamente cuando es sometida a un esfuerzo cortante, sin importar que tan pequeo sea ese esfuerzo. Un esfuerzo cortante e define como el componente de la fuerza tangente a una superficie, y esta fuerza dividida por el rea de la superficie es el esfuerzo cortante promedio sobre dicha superficie.

Caudal

El caudal corresponde a una cantidad de agua que pasa por un lugar (canal, tubera, entre otros) en una cierta cantidad de tiempo, o sea, corresponde a un volumen de agua (Litros, metros cbicos, entre otros) por unidad de tiempo (segundo, minutos, horas, entre otros). Su ecuacin es:

BOMBAS.

Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energa a la corriente del fluido impulsndolo, desde un estado de baja presin esttica a otro de mayor presin. Estn compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energa es transmitida como energa mecnica a travs de un eje, para posteriormente convertirse en energa hidrulica. El fluido entra axialmente a travs del ojo del impulsor, pasando por los canales de ste y suministrndosele energa cintica mediante los labes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energa cintica adquirida para convertirse en presin esttica.

BOMBAS CENTRIFUGA:Son aquellas en que el fluido ingresa a sta por el eje y sale siguiendo una trayectoria perifrica por la tangente.

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:Su principal caracterstica es entregar una cantidad definida del liquido por camera, desplazamiento del pistn o recoleccin con la pieza mvil que posee, se emplea generalmente para fluidos alta mentes viscosos. Se utiliza en el manejo de fluidos como: agua, aceite, qumicos, pintura, gasolina, grasas entre otros.CABEZAL DE PRESIN DE LA BOMBA:

Es la diferencia entre el cabezal de presin en el tanque de succin y la presin correspondiente a la presin de vapor del lquido.

(2)

Donde: Cabezal total de la bomba (Kpal).= presin de descarga de la bomba (Psi)= presin de succin de la bomba (pulg/mmHg).= peso especifico 9.784 KN/m3Carga de succin. Es la carga esttica de succin menos la carga de friccin total y las prdidas de admisin, ms cualquier presin que se encuentre en la lnea de succin. Es una presin negativa (hay vaco) y se suma algebraicamente a la carga esttica de succin del sistema.

EFICIENCIA(): Es la eficiencia relacionada con las prdidas de energa til, debidas al rozamiento en el cojinete, prensa-estopas y el rozamiento del fluido en los espacios entre la cubierta del rodete y la carcasa de la mquina, llamado rozamiento del disco y se define para una bomba centrifuga como:(3)EFICIENCIA HIDRULICA. Se define en trminos de la relacin entre el trabajo especfico ideal de la mquina y el real del rodete, el trabajo especfico ideal de la mquina se calcula basado en las condiciones totales o estticas.

EFICIENCIA TOTAL Redefine en trminos de la relacin entre la potencia elctrica suministrada a la mquina y la potencia hidrulica entregada por sta.PARTE DE UNA BOMBA CENTRIFUGA: Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la funcin de convertir la energa de velocidad impartida al lquido por el impulsor en energa de presin. Esto se lleva a cabo mediante reduccin de la velocidad por un aumento gradual del rea. Impulsores. Es el corazn de la bomba centrfuga. Recibe el lquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba. Anillos de desgaste. Cumplen la funcin de ser un elemento fcil 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 as la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos. Estoperas, empaques y sellos. la funcin de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del lquido bombeado a travs 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 centrfuga, transmitiendo adems el movimiento que imparte la flecha del motor. Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relacin 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.

2. DATOS EXPERIMENTALES.Datos del sistema Dimetro Nominal

pvc

Calibre40

Temperatura25 C

Peso especfico997

Densidad del fluido de proceso: Agua 997

Densidad del fluido manomtrico: Mercurio

Tabla . Toma de datos 3600Pd psigPs cmHgViQ

Q107,01002,237,9242

Q206,51002,337,1883

Q39,55,41002,929,9820

Q424,55,01004,019,3236

Q540,04,01004,717,8349

RESULTADOS TABLA 1. PRESIONES 3600rpmPd (pa)Ps (pa)

Q1101,3565E+03

Q2101,3565E+0393326,96

Q3166,859E+0394680,47

Q4270,284E+0395172,66

Q5377,1565E+0396403,13

TABLA 2. CABEZALQm3/sHL (m)HA (m)

6,3208E-40,40741,29

6,19805E-40,393071,213

4,997E-40,26887,65

3,2206E-40,124218,028

2,9724E-40,0981528,80

TABLA 3. POTENCIAS Wt J/segWr hpWt hpN eficiencia %

7,970,18450,0115,96

7,350,19519,86E-035,05

37,390,26080,05019,17

56,790,39010,07619,48

83,730,47740,11223,46

NPSH= 2-6m

Grficas

Azul es el cabezalRojo Eficiencia Verde la potencia hidrulica Npsh Hvp=0,3366m HL (m)Ps (metrosnpshd m

0,37198,77

0,358893326,968,85

0,246694680,479,10

0,114995172,669,28

0,100096403,139,42

El promedio de NPSH d = 9,086m (del fabricante)

4. ANLISIS DE RESULTADOS.Se observ que la relacin de la eficiencia por debajo del cabezal que impulsa la bomba, adems la potencia hidrulica menor que la potencia requerida o mecnica, por lo tanto se tiene que la bomba genera menos potencia de la que recibe de la red elctrica, lo que es un comportamiento medianamente optimo y muy comn en las bombas. NPSHEs una caracterstica propia de la bomba que puede ser obtenida solamente en forma experimental en los bancos de prueba de los fabricantes. Su fin prctico es el mantener en la entrada del rodete la presin de aspiracin por encima de la presin de vapor del lquido a la temperatura de bombeo, en los resultados se obtuvo que el NPSHd es mayor que el NPSHR requerido por lo tanto no hubo cavitacin. Tomando en cuenta que para obtenerlo se utilizaron las presiones de succin en la bomba, experimentales, por lo tanto el cabezal de carga esttica no es ideal, en consecuencia, se obtuvo un resultado real de la bomba que explica la baja eficiencia mostrada en la grfica. En la grfica se observa que mientras el caudal es mayor el Npshd disminuy, por lo tanto se deduce que la presin de succin fue menor para caudal mayor.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Operaciones unitarias en ingeniera qumica. Mc Cabe, C. Smith, P. Harriot. Cuarta edicion. Editorial: Mc Graw Hill.

Smith, J.C. y Harriot, P. (1994). Operaciones Unitarias de Ingeniera Qumica. Mac Graw-Hill. Madrid.

7. APNDICE.Npshd= Ps/ - -hf hvpNpshd=(92711,72 pa/997 x9,81) 0,3719 0,3366m=

Conversin del dimetro TUBO DE PVCDint nominal = 1 dimetro interno es 44,3mm =0,0443m A= A= =1,5413E-3m2

U1=Hl1= Hl= h1 entrada a la tubera DATOS. Lt = 73,05

Ndescripcin Kft 1 L/D

h1Entrada a la tubera de proyeccin hacia adentro1,0----

h2Codos de 90--0,02130

h3salida de la tubera 1,0----

h4friccin de la tubera --

Hl1= = 8,5717E-03mH2= = =5,400076 E-03Mx5=0,0270H3= 8,5717 E-03mH4= datos segn tabla del Robert Mott LA RUGOSIDAD son 3,0E-7 para plstico F ---- Nre= == 20328,27 = 2,03E4E/D= 3,0E-7/F=0,0257H4= (0,0257)x(73,05m/0,0443m)x=0,3633mPara U= 0,40213H4= (0,0258)x(73,05m/0,0443m)x=0,3506mPara U=0,32421F= 0,0273H4=0,2412PARA U4H4=0,1127F=0,0307CONVERSIONES A PASCALPara presin de descarga, a absoluta0 + 14,7psia = 24,2 psia 9,5psig + 14,7psia = 24,2 psia Para presin de succin 7,0cmHg

Dato. Deltaz= 63,6

0= 1,213

Para sacar potencia mecnica Wr= 0,85149xWr= 0,85149x0,18phCalculo de eficiencia