Labo Iq 1 Bombas Terminado

I.RESUMENEn el presente informe se desarroll la prctica de bombas centrifugas, enfocndose principalmente en la determinacin de las curvas caractersticas de sta. La experiencia se realiz a una presin de 756mmHg y a una temperatura de a 20C.Antes de realizar cualquier manipulacin del equipo es necesario construir un diagrama de flujo. Durante este proceso se dedujo que el sistema es el agua ya que todos los clculos sern en base a sus propiedadesLa manipulacin del equipo se inicia encendiendo la bomba, para lo cual tanto la vlvula de control (descarga) como la de succin deben estar totalmente abiertas. Las mediciones se inician cerrando la vlvula de control totalmente, en ese momento el caudal es igual a cero, la presin de vaco es 1.9pulgHg y la presin manomtrica es 16 psi. Luego se procedi abrir completamente la vlvula de control y se cerrar la vlvula de descarga del tanque. De esta forma se obtuvo durante cierto periodo de tiempo un volumen conocido. Este procedimiento se repiti 5 veces para cada caudal, el cual va variando al ir cerrando o abriendo la vlvula de control.La segunda parte de la experiencia consisti en lograr que la bomba cavite, estrangulando la vlvula de succin y manteniendo la vlvula de control abierta en todo momento. Este procedimiento se realiz para presiones de vaco igual a 4.2pulgHg y 4.8pulgHg.Al realizar los clculos se observ que los caudales medidos varan desde hasta , siendo el mximo valor de la carga hidrulica igual 13.1593m cuando el caudal es y 7.2245m para . Con respecto a la potencia til, para un caudal de esta es 0 Kw y 0.2686 Kw para un caudal . Para este rango de caudales la eficiencia aumenta alcanzando un punto mximo en 27.28% cuando el caudal es . Se concluy que el caudal es inversamente proporcional a la carga hidrulica, y a medida que el caudal aumenta la eficiencia de la bomba aumenta hasta un punto mximo y luego empieza a disminuir. La bomba no cavita en ningn momento, ni cuando se estrangula la vlvula de succin y en caso de querer hacer cavitar la bomba se recomienda aumentar la temperatura del sistema.

II.INTRODUCCIN

En toda planta industrial se realizan procesos u operaciones unitarias que involucran la necesidad de transportar fluidos de un punto a otro.Para que un lquido fluya es necesario contar con una fuerza impulsora. Algunas veces, esta fuerza es la gravedad cuando hay diferencias de nivel. Por lo general, un dispositivo mecnico como una bomba o un ventilador es el que suministra la energa o la fuerza impulsora que incrementa la energa mecnica del fluido.Si se trabaja con lquidos, el dispositivo mencionado recibe el nombre de bomba. Las bombas son mquinas hidrulicas que proporcionan energa a los lquidos. Este aparato retroalimenta la energa mecnica de la sustancia, compensando las prdidas por friccin o permitiendo incrementos de la velocidad, presin o altura del fluido. La energa suministrada a los aparatos para impulsar fluidos en procesos industriales, es con frecuencia una fraccin importante del consumo de energa del proceso. Para conservar sta energa es necesario seleccionar de manera apropiada la bomba.

III.PRINCIPIOS TERICOS

3.1 Bomba

Es una maquina hidrulica que transforma la energa cintica del fluido en presin.En general, una bomba se utiliza para incrementar la presin de un lquido aadiendo energa al sistema hidrulico, para mover el fluido de una zona de menor presin, nivel o velocidad a otra de mayor presin, mayor nivel o mayor velocidad. Tambin las bombas son equipos mecnicos que comunican al fluido suficiente cantidad de energa que les permite vencer la resistencia de las tuberas y accesorios a la circulacin.

Bombas Centrfugas La bomba centrifuga consiste en un impulsor rotatorio dentro de un carcasa. El fluido entra a la bomba cerca del centro del impulsor rotatorio y es enviado hacia afuera por la accin centrifuga. La energa cintica del fluido aumenta desde el centro del impulsor hasta las puntas de las aspas del impulsor. Esta energa de velocidad se convierte en una presin a medida que el fluido sale del impulsor y entra a la espiral o difusor.Las bombas centrfugas estn compuestas bsicamente por un conjunto de paletas rotativas, encerradas en una estructura envolvente o carcasa, que se utilizan para abastecer de energa al fluido mediante fuerzas centrfugas. As, omitiendo los detalles constructivos, se puede afirmar que una bomba centrfuga consta de dos partes: El elemento rotativo (el impulsor acoplado a un eje) El elemento estacionario (la carcasa)

ImpulsoresEl impulsor es el corazn de la bomba centrifuga, recibe el lquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.El impulsor de simple succin es ms prctico y usado, debido a razones de manufactura y a que simplifica considerablemente la forma de la carcasa.

CarcazaTiene como funcin 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.

3.2 Ecuacin de energa para flujo de fluidoEl flujo de un fluido ocurre cuando un esfuerzo es aplicado al fluido. Entonces, el sistema de transporte de un fluido depende de la fuente de energa, el lquido que se va a usar. Para el caso de lquidos se emplea bombas, para el caso de gases se emplea ventiladores.El desarrollo matemtico del estudio se basa en la primera ley de la termodinmica.Las hiptesis son: Asumir un flujo en estado estacionario, esto quiere decir masa en la entrada es igual a la masa de salida. Las condiciones del fluido en la entrada y la salida son las mismas. El calor y el trabajo aadido al fluido es constante. La transferencia de energa elctrica, magntica y tensin superficial es despreciable.Bajo estas hiptesis, la ecuacin desarrollada para bombas es:

P2, V2, Z212

P1, Z1, V1

Figura N1: Esquema de una bomba

Figura N2: Diferentes arreglos para una bomba

Esta ecuacin contiene los trminos de energa por variacin de presin, energa cintica, energa potencial y las prdidas asociadas a las fuerzas de friccin.Energa por variacin de presinEs el trmino que denota la disipacin de energa por la variacin de la presin entre los puntos 1 y 2 escogidos como referencia.

Energa cinticaRepresenta la energa que se produce por la variacin de velocidad del fluido. Se asume que el fluido tiene velocidad constante durante todo el recorrido y que los efectos viscosos son despreciables.

Energa potencialEs la energa descrita por el cambio de posicin de un cuerpo.

Prdidas por friccinLas prdidas por friccin en las tuberas se describen:

Donde se refiere a perdidas en las tuberas (tramos rectos), y ha a prdidas por accesorios.Se determina:

Donde:L: longitud de la tuberaD: dimetro interno de la tuberaV: velocidad de flujofd: factor de Darcy: Suma de los accesorios: Gravedad (9.81 m/s2)Para hallar fd, empleamos la ecuacin de Karmann-Prandtl :

Donde es la rugosidad relativa, depende del material y del dimetro de la tubera.Carga dinmica total (H)Es la energa absorbida por el lquido; es la que necesita para vencer la altura esttica total ms las perdidas en las tuberas y accesorios del sistema.Para el esquema utilizado, haciendo un balance de energa entre el vacumetro de succin (punto 1) y el manmetro descarga (punto 2) adems tomando como punto de referencia la altura de la bomba, se tiene:

Como Z1 = 0:

Grafica N3: curvas de una bomba centrifuga3.3 Potencia de Freno (BHP)Es la potencia necesaria para vencer todas las perdidas y proporcionar al fluido la energa deseada. Estas prdidas incluyen rozamiento originado por el paso del fluido turbulencia y rozamiento mecnico.

3.4 Potencia til (HPH)Es la potencia necesaria para impulsar el caudal Q a una altura H.

Donde:HPH: (Kw)Q: caudal (m3/s) : peso especfico del fluido (kgf/m3)H: carga hidrosttica (m)

3.5 Eficiencia de Bomba (n)Es la relacin entre la potencia til y la potencia de freno.

3.6 Fenmeno de CavitacinAl disear una bomba, para carga y gastos determinados, debe escogerse la velocidad especfica ms alta, ya que ello redunda en una reduccin en tamao, en peso y costo. Sin embargo como es lgico suponer, existe un lmite inferior para el tamao de la bomba, en este caso el factor que se debe tener en cuenta es el incremento de la velocidad del lquido ya que los lquidos son fluidos que se evaporizan, se presenta el fenmeno de la cavitacin , el cual fija dichos lmites.La cavitacin se define como la evaporacin local de un lquido debido a las reducciones locales de presin, por la accin dinmica del fluido, este fenmeno est caracterizado por la formacin de burbujas de vapor en el interior o en las proximidades de una vena fluida.La condicin fsica ms general para que ocurra la cavitacin es cuando la presin en ese punto baja al valor de la presin de vaporizacin.Recordemos que la presin de vaporizacin de un lquido para cierta temperatura, es la presin a la cual un lquido convierte en vapor cuando se le agrega calor.

Signos de la existencia de cavitacin1. RUIDOS Y VIBRACIONES: el ruido se debe al choque brusco de las burbujas de vapor cuando estas llegan a la zona de alta presin.2. UNA CADA DE LAS CURVAS DE CAPACIDAD-CARGA Y LA DE EFICIENCIA: la forma que adopta una curva al llegar al punto de cavitacin varia con la velocidad especifica de la bomba en cuestin con bombas de baja velocidad especifica las curvas de capacidad-carga, eficiencia y potencia se quiebran y caen bruscamente al llegar al punto de cavitacin.3. DESGASTES EN LAS ASPAS DEL IMPULSOR: si el impulsor de una bomba se pesa antes y despus de haberse sometido al fenmeno de cavitacin se encuentra que ha habido una disminucin de peso. Se muestra que el desgaste de las aspas se debe a la accin mecnica (golpeteo) de las burbujas de vapor.Medios de evitar o reducir la cavitacin1. Tener un conocimiento completo de las caractersticas del fenmeno en nuestra bomba.2. Conocimiento de las condiciones de succin existentes en el sistema.3. Las condiciones de succin se pueden mejorar, eligiendo un tubo de succin de mayor dimetro, reduciendo su longitud y eliminados codos, as como todo aquello que pueda ocasionar perdidas por friccin.4. Una revisin completa de todas las secciones de la cabeza de succin, impulsor y carcaza por donde va a pasar el lquido, cuidando de que no existan obstrucciones5. Uso de materiales adecuados.6. Introducir pequeas cantidades de aire para reducir el efecto.Una disminucin general de la presin se produce debido a cualquiera de las siguientes condiciones:1. Un incremento en la altura de succin esttica.2. Una disminucin en la presin atmosfrica, debido a un aumento de altitud sobre nivel del mar.3. Una disminucin en la presin absoluta del sistema, tal como se presenta cuando se bombea de recipientes donde existe vaco.4. Un incremento en la temperatura del lquido bombeado.Para una disminucin de presin local, esta se produce debido a las condiciones dinmicas siguientes:1. Un incremento en la velocidad.2. Como resultados de separaciones y contracciones del flujo, fenmeno que se presenta al bombear lquidos viscosos.

3.7 NPSH (Carga neta positiva de succin)Es la presin disponible o requerida para forzar un gasto determinado en litros por segundo, a travs de la tubera de succin, al ojo del impulsor, cilindro o carcaza de una bomba. Se da en metros del lquido manejado, equivalentes a la presin Kg/cm2 requeridos para forzar el lquido a la bombaNPSHdisponible Depende de la carga de succin o elevacin, la carga de friccin, y la presin de vapor del lquido manejado a la temperatura de bombeo. Si se vara cualquiera de estos puntos el NPSHdisponible puede alterarse. Para determinar el NPSHdisponible, se emplea la ecuacin:

Figura N 4: ejemplo para clculo de NPSHDDonde:Patm: presin atmosfricaPv: presin de vapor a la temperatura de operacinh1-2: perdidas por la friccin

NPSH requerido Depende solo del diseo de la bomba y se obtiene del fabricante para cada bomba en particular, segn su tipo, modelo, capacidad y velocidad. Si se carece de curva se puede usar la ecuacin:

Para que una bomba no Cavite se debe cumplir:

3.8 Bombas en la industriaLas bombas centrifugas se usan en las plantas industriales para manejar aproximadamente el 90 % de los liquido corrosivos. La razn de esto, es la ventaja que presentan las bombas centrifugas de trabajar con holguras ms amplias, lo cual es una ventaja cuando se usan aleaciones inoxidables.Los principales materiales usados en las bombas para la industria son acero inoxidable, vidrio, plstico, grafito, acero, bronce, fierro, hule duro, porcelana y una gran cantidad de otros materiales resistentes a la corrosin y a la abrasin. Adems se requiere que la instalacin y mantenimiento del equipo sea fciles y su operacin confiable.Los lquidos que se manejan abarcan cidos, bases, sales, sales, acetato, hidrocarbonos, cloruros, almidones, aceites, etc.Las bombas para la industria se construyen en varios diseos especiales. En cuanto al problema de las fugas, estos se resuelven con bombas provistas de sellos mecnicos de materiales especiales para resistir la abrasin o la erosin. Tambin se han diseado bombas de las llamadas de cero fugas que son de movimiento magntico. El extremo motriz y el lado magntico. El extremo motriz y el lado en contacto con el lquido estn separados por un diafragma no magntico y el lquido bombeado sirve como lubricante de la bomba este diseo es especial para lquidos peligroso txicos odorferos extremadamente calientes o fros o altamente corrosivo.Tambin se usan bombas con motores de cierre hermtico similares a las empleadas en las plantas nucleares.En lo que se refiere al problema que presentan los lquidos muy abrasivos y que, tal vez es el mayor problema que existe en una bomba, se ha recurrido a recubrimientos de sustancias sintticas que pueden ser reemplazadas peridicamente.Existen diseos especiales para bombear metales fundidos y para manejar sustancias con slidos en suspensin, tales como pulpas qumicas, residuos de zinc, dolomitas, bauxitas, etc.Dentro del campo de las bombas rotatorias son muy conocidas las bombas de tornillo simple, para gran variedad de productos custicos, cidos, colorantes, solventes, jabones, ltex, resinas, etc.Las bombas de Volumen Controlado, de medicin y de dosificacin se usan en procesos qumicos y metalrgicos para inyectar pequeas cantidades de lquidos.Las bombas de Diafragma accionadas por aire tienen gran demanda en las plantas qumicas y metalrgicas para manejar lodos licores cidos, productos cristalinos, etc.Las bombas Reciprocantes mayores son generalmente unidas del tipo de embolo, construidas de aleaciones especiales, porcelanas, hule duro etc. algunas bombas estn provistas de cilindros resistentes al acido, de porcelana y tienen mbolos del mismo material. Las aplicaciones incluyen el manejo de cidos, pinturas, abrasivos, etc.IV.DETALLES EXPERIMENTALES4.1 Equipo Experimental Una bomba Centrfuga, Modelo 32-125-0.5M; 3450 RPM, Potencia 0.5HP Hidrostal. 1 Vacumetro de 0 a 30 pulg. de Hg. (Medidor de la presin de succin ) . 1 manmetro de 0 a 40 psi. (Medidor de la presin de descarga). Equipo medidor de energa. 1 motor. Tanque medidor de flujo. Tanque de almacenamiento del fluido. Tubera de 2 Cd 40 (en el lado de la succin). Tubera de 1 1/2 Cd 40 (en el lado de la descarga). 2 Vlvulas de compuerta. 1 Vlvula check 1 Vlvula de globo. 2 codos. 1 unin T 4.2 Procedimiento Experimental 1. Se miden las dimensiones de la tubera, se identifican los accesorios presentes, reconocemos la bomba y sus caractersticas y se realiza el diagrama de flujo.2. tomar la temperatura del agua antes de comenzar y despus de terminar el proceso.3. Abrimos completamente todas las llaves: succin, impulsin y purga. Luego encendemos la bomba, esperamos la circulacin continua del agua, anotamos los datos de amperaje, potencia y las respectivas presiones en los manmetros. 4. Se procede a medir las presiones, el voltaje, el amperaje y la potencia cuando el caudal es cero, para esto se cierra la vlvula de descarga completamente y se mantiene la de succin abierta totalmente.5. Luego, se abre completamente la vlvula de descarga y se miden las mismas variables. Se toma el tiempo que el agua demora en subir 15 cm en el tanque de descarga, luego de obtener este tiempo se abre la vlvula del tanque. Este proceso se repite cinco veces para un mismo caudal.6. Para obtener diferentes caudales se cierra o abre la vlvula de descarga y se realiza lo mismo que en 5.7. Para observar la cavitacin de la bomba se estrangula la vlvula de succin y se mantiene la de descarga completamente abierta, se realiza lo mismo que en 5.

UNMSMBombas Centrfugas8. Al finalizar la toma de datos se abre completamente total las vlvulas y se apaga la bomba

6

4.3 Procedimiento Experimental

V. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

5.1 Datos tericosTabla 1 Condiciones del laboratorioTemperatura Presin

20756

Tabla 2 Datos tericos del aguaTemperatura DensidadViscosidad Presin de Vapor

20998.231.00517.535

21998.020.98118.65

Tabla 3 Datos de la tubera de succin y la de descargaLongitudDimetro nominalMaterialDimetro internoRugosidad

Succin0.262Hierro Galvanizado0.05250.003

Descarga1.2251 1/2Hierro Galvanizado0.040890.0043

Succin (cavitacin)1.452Hierro Galvanizado0.05250.003

Tabla 4 AccesoriosAccesorio

Codo 900.7

Vlvula de compuerta abierta1.5

5.2 Datos experimentales

Tabla 5 Presiones a diferentes caudalesPrimera Corrida

tElevacinreaTemperatura

14.40.150.3660254.25.520

14.10.150.3660254.25.520

14.050.150.3660254.25.520

15.410.150.3660254.25.520

15.220.150.3660254.25.520

Segunda Corrida


17.050.150.3660253.8720

17.020.150.3660253.8720

17.340.150.3660253.8720

17.140.150.3660253.8720

17.020.150.3660253.8720

Tercera Corrida


20.130.150.3660253.4920

18.870.150.3660253.4920

19.70.150.3660253.4920

18.60.150.3660253.4920

18.580.150.3660253.4920

Cuarta Corrida


24.440.150.36602531120

25.640.150.36602531120

24.060.150.36602531120

25.390.150.36602531120

25.520.150.36602531120

Quinta Corrida


29.520.150.3660252.812.521

29.180.150.3660252.812.521

29.930.150.3660252.812.521

30.220.150.3660252.812.521

30.020.150.3660252.812.521

Sexta Corrida


36.850.150.3660252.21421

34.920.150.3660252.21421

36.250.150.3660252.21421

37.320.150.3660252.21421

34.370.150.3660252.21421

Sptima Corrida


41.580.150.3660252.11521

40.50.150.3660252.11521

40.680.150.3660252.11521

41.330.150.3660252.11521

42.410.150.3660252.11521

Octava Corrida


46.130.150.3660252.115.521

47.410.150.3660252.115.521

46.410.150.3660252.115.521

47.670.150.3660252.115.521

48.610.150.3660252.115.521

Novena Corrida


---1.91620

Tabla 8 Valores de potencia, amperaje y voltaje segn la corridaCorridaPotenciaAmperajeVoltaje

14205220

24005220

33804.8220

43604.4220

53404.2220

63004220

72804220

82603.8220

91803.4220

Tablas 7 Presiones a diferentes caudales - CavitacinPrimera Corrida

tElevacinreaQTemperatura

160.150.3660253.43154.25.521

15.760.150.3660253.48384.25.521

160.150.3660253.43154.25.521

Segunda Corrida

tElevacinreaQTemperatura

16.20.150.3660253.38914.8521

16.680.150.3660253.29164.8521

16.680.150.3660253.29164.8521

5.3 Resultados

Tabla 8 Clculo y promedio de caudales segn la corridaCorridatElevacinreaQ

114.40.150.3660253.81283.8

14.10.150.3660253.8939

14.050.150.3660253.9077

15.410.150.3660253.5629

15.220.150.3660253.6073

217.050.150.3660253.22023.2

17.020.150.3660253.2258

17.340.150.3660253.1663

17.140.150.3660253.2033

17.020.150.3660253.2258

320.130.150.3660252.72752.9

18.870.150.3660252.9096

19.70.150.3660252.7870

18.60.150.3660252.9518

18.580.150.3660252.9550

424.440.150.3660252.24652.2

25.640.150.3660252.1413

24.060.150.3660252.2820

25.390.150.3660252.1624

25.520.150.3660252.1514

529.520.150.3660251.85991.8

29.180.150.3660251.8816

29.930.150.3660251.8344

30.220.150.3660251.8168

30.020.150.3660251.8289

636.850.150.3660251.48991.5

34.920.150.3660251.5723

36.250.150.3660251.5146

37.320.150.3660251.4712

34.370.150.3660251.5974

741.580.150.3660251.32041.3

40.50.150.3660251.3557

40.680.150.3660251.3497

41.330.150.3660251.3284

42.410.150.3660251.2946

846.130.150.3660251.19021.2

47.410.150.3660251.1581

46.410.150.3660251.1830

47.670.150.3660251.1518

48.610.150.3660251.1295

9---00

1-cavitacion160.150.3660253.43153.4

15.760.150.3660253.4833

160.150.3660253.4315

2-cavitacion16.20.150.3660253.38913.3

16.680.150.3660253.2916

16.680.150.3660253.2916

Tabla 9 reas y velocidades de succin y descargaCorridaQDimetro de succinSeccin de SuccinDimetro de descargaSeccin de DescargaVelocidad de SuccinVelocidad de Descarga

13.80.05252.16480.040891.31321.75542.8937

23.20.05252.16480.040891.31321.47822.4368

32.90.05252.16480.040891.31321.33962.2084

42.20.05252.16480.040891.31321.01631.6753

51.80.05252.16480.040891.31320.83151.3707

61.50.05252.16480.040891.31320.69291.1423

71.30.05252.16480.040891.31320.60050.9900

81.20.05252.16480.040891.31320.55430.9138

900.05252.16480.040891.31320.00000.0000

Tabla 10 Reynolds de succin y descarga de cada corridaCorrida

19.153711.7528

27.70849.8971

36.98578.9692

45.29956.8042

54.44115.7021

63.70094.7517

73.20754.1182

82.96073.8014

900

Tabla 11 Factor de friccin de succin y descargaCorrida

12.6672.9586

22.6672.9586

32.6672.9586

42.6672.9586

52.6672.9586

62.6672.9586

72.6672.9586

82.6672.9586

92.6672.9586

Tabla 12 Altura de friccin de succin y de descarga, valor general de para cada corrienteCorrida

12.07653.78680.3994

21.47252.68530.2833

31.20942.20540.2326

40.69601.26920.1339

50.46590.84970.0896

60.32360.59000.0622

70.24300.44320.0467

80.20710.37760.0398

9000.0000

Tabla 13 Presin de succin y de descargaCorridaPresin de SuccinPresin de SuccinPresin de DescargaPresin de Descarga

14.28.65715.51.3871

23.88.792571.4906

33.48.927991.6284

439.0634111.7663

52.89.131112.51.8698

62.29.3342141.9732

72.19.3681152.0421

82.19.368115.52.0766

91.99.4358162.1111

Tabla 14 Carga hidrulica para cada caudalCorridaQH

13.87.2245

23.27.9486

32.99.1349

42.210.2405

51.811.1563

61.511.9601

71.312.6045

81.212.9454

9013.1593

Tabla 15 Potencia de freno, potencia til y eficiencia CorridaPotencia til Potencia de Freno

12.68571.0525.59

22.4883124.88

32.59150.9527.28

42.20390.924.49

51.96410.8523.11

61.75470.7523.40

71.60260.722.89

81.51940.6523.37

900.450.00

Tabla 16 NPSH disponible y NPSH requeridoCorridaQRPM

13.89.412634501.6445

23.29.543934501.4657

32.99.601134501.3721

42.29.712734501.1403

51.89.764834500.9968

61.59.780534500.8822

71.39.798034500.8015

81.2 9.805934500.7597

909.864034500

Tabla 17 Valores para cada corrida-cavitacinCorrida12

Q3.43.3

Seccin0.00220.0022

Velocidad1.57061.5244

8.38888.1421

2.66702.6670

0.43250.4075

Presin4.84.2

9.29259.3248

1.52641.4962

Tabla 18 NPSH vs caudal - Grfica N4CorridaQ

13.89.41261.6445

23.29.54391.4657

32.99.60111.3721

42.29.71271.1403

51.89.76480.9968

61.59.78050.8822

71.39.79800.8015

81.29.80590.7597

909.86400

1-cavitacion3.49.52531.5264

2-cavitacion3.39.54421.4962

CorridaQHPotencia til

13.87.22450.268625.589.41261.6445

23.27.94860.248824.889.54391.4657

32.99.13490.259227.289.60111.3721

42.210.24050.220424.499.71271.1403

51.811.15630.196423.119.76480.9968

61.511.96010.175523.409.78050.8822

71.312.60450.160322.899.79800.8015

81.212.94540.151923.379.80590.7597

9013.15930.00000.009.86400.0000

1-cavitacion3.49.52531.5264

2-cavitacion3.39.54421.4962

TABLA 19 Carga hidrulica , Potencia til, eficiencia , NPSH vs Caudal - Grfica NVI. DISCUSIN DE RESULTADOS

1. De la grfica N 1 a medida que va aumentando el caudal, va disminuyendo la presin de descarga y va aumentando la presin de succin, de sta forma se reduce la carga hidrulica. Segn la ecuacin de Bernoulli, la carga hidrulica depende mayormente de la diferencia de presiones, y sta diferencia depende del caudal.

2. Al comparar la grfica N2 obtenida en la experiencia con la aportada por el fabricante, se observa que la eficiencia de la bomba ha disminuido. El valor actual se encuentra entre 22.89% y 27.28% mientras que inicialmente se encontraba entre 50%; esto se debe a la antigedad de la bomba, a la corrosin que sufre el metal por accin del agua y a la falta de mantenimiento constante.

3. De la grfica N3 observa que el caudal es directamente proporcional con la potencia til; esto significa que si una bomba impulsa mayor caudal, la potencia absorbida es mayor. Solo existe un punto en el que decae, esto se debe a que con este caudal se obtiene la mayor eficiencia. 4. Se deduce de la grfica N4 que al estrangular solo la vlvula de descarga no se logra hacer cavitar la bomba. Y al estrangular ligeramente solo la vlvula de succin tampoco se logra que cavite. Si se quiere hacer que la bomba cavite se debe aumentar la temperatura del sistema.

VII.CONCLUSIONES

1. A medida que se va cerrando la vlvula de descarga, (la presin manomtrica va aumentando, la presin de vaco va disminuyendo), el caudal y las velocidades de succin y descarga van disminuyendo.

2. Cuando aumenta el caudal, disminuye la carga hidrosttica; y aumenta la eficiencia de la bomba hasta un punto mximo y luego empieza a disminuir.

3. A travs de los clculos comprobamos que la bomba no cavita en ningn momento de la operacin.

4. La eficiencia de la bomba a disminuido debido a su antigedad.

VIII. RECOMENDACIONES

1. La vlvula de impulsin debe abrirse gradualmente a fin de evitar una fuerte carga repentina sobre el motor, as como una sobrepresin momentnea en la tubera de impulsin.

2. Durante la prctica se debe realizar un amplio rango de caudales con el fin de obtener la mayor cantidad de datos posibles para tener como resultado curvas caractersticas completas.

3. Evitar que la bomba trabaje con caudales mnimos. Si no hay suficiente flujo la bomba puede calentarse ms de lo normal.

4. Cuando existe cavitacin sta se puede remediar introduciendo pequeas cantidades de aire en la succin de la bomba o mejorando las condiciones de succin, es decir eligiendo un tubo de seccin de mayor dimetro, reduciendo su longitud y eliminando codos, as todo aquello que pueda ocasionar prdidas de carga.

5. Si se quiere observar el fenmeno de cavitacin se debe de aumentar la temperatura del sistema.

IX.BIBLIOGRAFIA

CHURC, A., Bombas Y Mquinas Soplantes Centrifugas, Ed. Reverte, Buenos Aires, 1956.FOUST, A., Principios de las Operaciones Unitarias, Ed. Cecsa, Mexico, 1969.

X. APNDICE

10.1 Ejemplo de clculoLos clculos mostrados estn basados en la medida N1

11.1.1 Determinacin de la curva caracterstica de la bomba

1) Determinacin de la curva para la carga hidrulica

Z2=1.225m

Z1=0.0mL2=1.225m m

L1=0.26m m

(2)

(1)

NIVEL DE REFERENCIAP2=5.5psi

P1=4.2pulgHg

Figura 1: Esquema para el clculo de la curva caracterstica de la bomba

1. Determinacin del caudal entre los puntos 1 y 2

Donde:: rea del tanque.: Altura del tanque.: Tiempo de llenado del tanque hasta la altura requerida.Para la primera corrida: Utilizando los datos de la tabla 5.

Hallar el caudal promedio de todas las corridas: Utilizando los datos de la tabla 8.

2. Determinacin del rea de succin y descarga rea de succin : Utilizando los datos de la tabla 9

Donde : Dimetro de succin

rea de descarga : Utilizando los datos de la tabla 9

Donde : Dimetro de descarga

3. Determinacin de la velocidad de succin y descarga Velocidad de succin : Utilizando los datos de la tabla 9

Velocidad de descarga : Utilizando los datos de la tabla 9

4. Determinacin de nmero de Reynolds de succin y descarga Reynolds de succin : Utilizando los datos de la tabla 4 y 2

Reynolds de descarga : Utilizando los datos de la tabla 4 y 2

5. Determinacin del factor de friccin de succin y descargaPara ambos casos el rgimen es turbulento, entonces se utilizar la ecuacin de:

Donde : Rugosidad relativa

Factor de friccin de succin : Utilizando los datos de la tabla 4

Factor de friccin de descarga : Utilizando los datos de la tabla 4

6. Determinacin de las prdidas por friccin de succin y descarga Prdidas por friccin de succin : Utilizando los datos de la tabla 3

Prdidas por friccin de descarga : Utilizando los datos de la tabla 3

7. Determinacin de la presin de succin: Utilizando los datos de la tabla 3

8. Determinacin de la presin de descarga: Utilizando los datos de la tabla 3

9. Determinacin de la carga hidrulica: Mediante el balance de energa entre los puntos (1) y (2) se tiene

Tambin se puede escribir como:

Reemplazando valores de la tabla 9 hasta la 13

2) Determinacin de la curva de la eficiencia de la bomba

1. Determinacin de potencia de freno

Utilizando los datos de la tabla 15

2. Determinacin del potencial til : Utilizando los datos de la tabla 2, 9 y 14

3. Determinacin del porcentaje de eficiencia de la bomba

3) Determinacin de la curva de y de la bomba:

1. Determinacin del por la bomba

Donde:: Caudal al cual est operando la bomba : Revoluciones por minuto de la bomba Utilizando los datos de la tabla 9 y 16

2. Determinacin de las prdidas por friccin de succin

3. Determinacin del por la bomba

1.25 m11

2

0.20m m

1BOMBA

0.56m m

Figura 2: Esquema para el clculo del NPSH disponible

Donde : Presin atmosfrica: Presin de vapor del lquido: Desnivel geomtrico de succin: Perdida de carga en la succin: Prdidas por friccin desde el punto de referencia (1) hasta la bomba (1-2). Utilizando la tabla

Reemplazando en la ecuacin para calcular :

Para que la bomba no cavite se debe cumplir:

Por lo tanto observamos que la bomba para esta medida no cavita.

11.1.2 Determinacin de la curva para y de la bomba

1.25 m11

2

1

0.20m m

BOMBA

0.56m m

Figura 3: Esquema para el clculo del NPSH disponible estrangulando la vlvula de succinSe determina y de la misma forma como se hall anteriormente y se obtiene los siguientes resultados:

Para que la bomba no cavite se debe cumplir:

Por lo tanto observamos que la bomba para esta medida no cavita.

10.2 GraficasGRAFICA N1 -ver tabla N14GRAFICA N2- ver tabla N15GRAFICA N3- ver tabla N15GRAFICA N4- ver tabla N18GRAFICO N5-ver tabla N19

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