INSTITUTO POLITECNICO

NACIONAL

Escuela Superior De Ingeniería Química E Industrias Extractivas

Laboratorio de Flujo de Fluidos

Practica 2

“Bombas centrifugas y sus curvas características”

Profesora: Claudia Flores Castillo

Alumna: Fernández Salas Jazmín

Grupo: 2IV18 Equipo 2

Objetivo General:

Analizar el comportamiento hidráulico en un sistema de bombas en un sola unidad y con dos conectadas en serie y paralelo.

Objetivo Particular:

Obtener las curvas características de carga suministrada (H) contra la capacidad (Q), para cada bomba.

Obtener las curvas características de carga suministradas (H) contra capacidad (Q), para un acoplamiento en serie y paralelo.

MARCO TEORICO

Concepto de bombas

          Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida  como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica. El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de éste y suministrándosele energía cinética mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse  en presión estática.

BOMBA CENTRIFUGA

       Una bomba centrífuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Así, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrífuga tiene dos partes principales: (1) Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y (2) un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras. En la figura 2 se muestra una bomba centrífuga.

FUNCIONAMIENTO

      El flujo entra a la bomba a través del centro o ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.              

PARTES DE UNA BOMBA CENTRIFUGA

Carcasa.   Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión.  Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.

Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.

Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil 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 así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.

Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través 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 centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.

Cojinetes. Sirven de soporte  a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación 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.

 ESQUEMA DE POTENCIA PARA UNA BOMBA CENTRÍFUGA

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

Datos experimentales de la bomba centrifuga 1

Corrida PS1mmHg

PS1Kgf /Cm2

PD1Kgf /Cm2

TiempoS

MasaKg

1 0 0 2.5 0 02 60 0.081552

6322.00 50 30

3 160 0.217473684 1.8 31 304 250 0.339802632 1.6 23 305 280 0.380578947 1.4 23 306 370 0.502907895 1.2 18 30

Datos experimentales de la bomba centrifuga 2

Corrida PS2CmHg

PS2Kgf /Cm2

PD2Kgf /Cm2

TiempoS

MasaKg

1 0 0 2.4 0 02 1 0.01359 2.00 51 303 5 0.06795 1.8 32 304 7 0.09513 1.6 28 305 10 0.1359 1.4 22 306 12 0.16308 1.2 23 30

Datos experimentales de las bombas en serie

Corrida PS1 PS1 PD2 Tiempo Masa

mmHg Kgf /Cm2 Kgf /Cm2 S Kg1 400 0.5436842

12.4 0 0

2 460 0.62523684

2.2 1.41 30

3 480 0.65242105

2.0 50 30

4 500 0.67960526

1.8 40 30

Datos experimentales de las bombas en paralelo

Corrida

PS1mmHg

PS1Kgf /Cm2

PD1Kgf /Cm2

PS2CmHg

PS2Kgf /Cm2

PD2Kgf /Cm2

TiempoS

Masa

Kg1 0 0 2.4 0 0 2.4 0 02 100 0.1359

22 6 0.0815 2.0 20 30

3 180 0.24465

1.8 10 0.1359 1.8 16 30

4 260 0.35339

1.6 18 0.2446 1.6 12 30

Bomba centrifuga 1

Bomba

Centrifuga 2

Corrida

gasto masa(Gm)kg/s

Capacidad(Q)

l/min

Presion suministrada(Δp)

Kgf/cm2

Carga suministrada(H)m

Potencia

desarrollada

PKgf-m/s

Potencia

desarrolladaPHpHp

1 0 0 2.4 24 0 02 0.58823529

435.7227

9111.98641 19.8641 11.6847

6470.15366

8053 0.9375 56.9331

9841.73205 17.3205 16.2379

6880.21354

79

Corrida

gasto masa(Gm)kg/s

Capacidad(Q)

l/min

Presion suministr

ada(Δp)

Kgf/cm2

Carga suministr

ada(H)m

Potencia desarroll

adaP

Kgf-m/s

Potencia desarroll

adaPHpHp

1 0 0 2.5 25 0 02 0.6 36.07214

431.918447

3719.18447

3711.51068

420.1513786

93 0.96774193

558.18087

791.582526

3215.82526

3215.31477

080.2014067

894 1.30434782

678.41770

51.260197

3712.60197

3716.43735

70.2161700

845 1.30434782

678.41770

51.019421

0510.19421

0513.29679

630.1748681

126 1.66666666

7100.2004

010.697092

116.970921

0511.61820

180.1527926

69

4 1.071428571

65.0665124

1.50487 15.0487 16.1236071

0.21204391

5 1.363636364

82.8119249

1.2641 12.641 17.2377273

0.22669587

6 1.5 91.0931174

1.03692 10.3692 15.5538 0.2045503

Bombas en serie

Corrida

gasto masa(Gm)kg/s

Capacidad(Q)

l/min

Presion suministrada(Δp)

Kgf/cm2

Carga suministrada(H)m

Potencia

desarrollada

PKgf-m/s

Potencia

desarrolladaPHpHp

1 0 0 2.94368421

29.4368421

0 0

2 0.297029703

17.8574972

2.82523684

28.2523684

8.3917926

0.11036169

3 0.6 36.0721443

2.65242105

26.5242105

15.9145263

0.20929426

4 0.75 45.0901804

2.47960526

24.7960526

18.5970395

0.24457238

Bombas en paralelo

Corri gasto Capaci Presion Carga Potenci Potenci

ANALISIS DE GRAFICAS BOMBA 1 Y 2

En estas graficas se puede apreciar que el tiempo es

da masa(Gm)kg/s

dad(Q)

l/min

suministrada(Δp)

Kgf/cm2

suministrada(H)m

a desarro

lladaP

Kgf-m/s

a desarro

lladaPHpHp

1 0 0 2.4 24 0 02 1.5 90.1803

6072.10873

05321.0873

05331.6309

5790.41598

3353 1.875 112.725

4511.99027

89519.9027

89537.3177

3030.49077

0924 2.5 150.300

6011.89900

73718.9900

73747.4751

8420.62435

308

GRAFICAS

ANALISIS DE GRAFICAS BOMBA 1 Y 2

En estas graficas se puede apreciar que el tiempo es

0 20 40 60 80 100 1200

5

10

15

20

25

30

Bomba 1

Q (l/min)

H (m

)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

5

10

15

20

25

30

Bomba 2

Q (l/min)

H(m

)

Conclusiones

En ésta práctica se pudo observar el comportamiento hidráulico de una bomba trabajando sola, y de dos acopladas en serie y en paralelo, por lo que se puede decir que en los tres experimentos realizados se observó el mismo comportamiento en cada uno de los factores que intervienen el sistema de operación.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 30

5

10

15

20

25

30

Bombas en paralelo

Q (l/s)

H (m

)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5022

23

24

25

26

27

28

29

30Bombas en serie

Q (l/min)

H (m

)

ANALISIS BOMBA PARALELO

En esta grafica se puede apreciare para tener una mayor cantidad de agua bombeada (gasto masa) lo

más ideal es poner un sistemas de bombas en paralelo debido al que aumentaba la velocidad del

fluido.

ANALISIS BOMBA EN SERIE

En esta grafica podemos apreciar el incremento de la presión de nuestro bombeo cabe destacar en este caso no fue suficiente por lo tanto no nos permitió llegar a nuestra presión de descarga

De acuerdo a los cálculos realizados, el gasto masa y la capacidad de la bomba incrementan proporcionalmente al incremento del gasto volumétrico, es decir, entre mayor es la salida del fluido, (agua), el tiempo se reduce, en todas las lecturas de los datos experimentales, se tomaron los tiempos y las presiones de succión y de descarga. Por tanto, los valores de las presiones suministradas por la y las bombas se reducen si el gasto masa resulta mayor; cabe mencionar que en las bombas acopladas en serie la presión de descarga aumenta y es mayor a la de las bombas centrífugas trabajando por sí solas. La carga disminuía conforme al aumento del gasto masa, , es decir, el número de metros que ejercen una presión igual a la presión suministrada por la bomba.

El gasto líquido obtenido en las bombas acopladas en paralelo resultó mayor que en los otros dos experimentos, ya que dicho gasto es la suma de los gastos proporcionados por cada una de las bombas funcionando.

Finalmente al término de la práctica y realizando los cálculos pertinentes se pudo identificar la importancia de uso de las bombas, en donde, éstas juegan un papel muy importante en la industria ya que sirven para el manejo de fluidos a través de tuberías, diversos sistemas y conexiones, como ingenieros resulta muy importante el estudio de las mismas y de los factores que éstas incluyen, ya que gracias al conocimiento de las mismas se puede lograr un mejor manejo y así mismo incrementar las oportunidades de eficiencia en los procesos industriales.