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PRÁCTICA EN EL COMPLEJO HIDRAULICO

ALUMNO:CRISTHIAN FERNANDO CONTRERAS EUAN

PROFESOR:ING. JUAN DE DIOS BUSTOS TORRES

MATERIA:

MAQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES

FECHA: 3-ABRIL- 2014

1. Objetivo general de la prueba

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA

DEPARTAMENTO DE METAL-MECANICAMAQUINAS DE FLUIDOS

Realizar una práctica en el complejo hidráulico ubicado en el departamento de ingeniería

mecánica; en esta prueba se hará un análisis del funcionamiento de la bomba centrifuga,

observando los procedimientos y medidas necesarias para llevar a cabo la prueba en la

cual se obtendrán datos que nos indicaran las condiciones de funcionamiento en las que

se encuentra la bomba, arrojando datos que utilizaremos para realizar el cálculo de las

variables hidráulicas.

2. Objetivos específicos

1.- conocer los pasos necesarios a llevar a cabo para el arranque de la bomba.

2.- Verificar que la bomba funcione de manera correcta.

3.- Conocer la instrumentación utilizada en el complejo, así como tomar las

mediciones necesarias para el cálculo de las variables hidráulicas.

4.- Conocer como el gasto tiene efecto en las variables hidráulicas como la

eficiencia, y aprender a regularlo.

5.- Obtener las mediciones de la prueba y copilar los datos para obtener 10

lecturas.

6.- Realizar el cálculo de las variables hidráulicas.

7.- realizar las curvas típicas de la bomba centrifuga centrífuga ¿).

8.- Realizar un análisis de los datos y resultados obtenidos.

3 - Descripción del equipo de prueba

Características del motor de la bomba

ANSALDO GIORGIO COMPAGNIA GENERALE GENOVA ITALIA

ELECTROBOMBA M B N 100-46

V 220 A 63

COLL ∆ Cv 25 Hz 60

SERVIZIO CONTINUOQ 800/600 l/1

H 53/42

Tabla 1 . Datos tomadas de la placa de la electrobomba

Fotografia 1. Placa de la electrobomba.

Imagen 1. Partes constitutivas de una bomba centrífuga

Dibujo 1. Esquema

de la bomba.

Instrumentos de medición utilizados en el complejo hidráulico

Fotografía 2. Voltímetro

Fotografía 3. Tablero de mediciones

Fotografía 4. Electrobomba

Fotografía 5. Manómetro y Vacuometro

MANOMETRO

Vacuometro

Fotografía 6. válvulas

Fotografía 7. Amperímetro de gancho

Fotografía 9. Complejo Hidráulico

4.- Procedimiento para efectuar la prueba

1. Llenar de agua el depósito de 8m3 del complejo hidráulico hasta un determinado

nivel, de tal manera que este nivel de agua quede 50 cm arriba de la válvula de

retención vertical del tubo de succión de la bomba.

2. Hacer el cebado de la bomba centrifuga de 23 HP por medio de la válvula de la

tubería de cobre de 1/8” que se conecta al sistema de agua general.

3. Cerrar los interruptores principales y del tablero del complejo.

4. Arrancar la bomba centrifuga, haciendo circular el agua por el circuito de tuberías

de 2”.

5. Colocar el selector para que se mida el gasto con la placa de orificio de 2” para el

primer gasto y hacer la purga de aire de dicho instrumento. Para gastos mayores a

este, se deberá cambiar el selector para la placa de 4” para que el agua circule por

la tubería hasta las turbinas Pelton y Francis.

6. Abrir una de las válvulas del sistema de pérdidas en tubería de 2” y ajustar el gasto

a 130 lt/min permitiendo que se estabilice el sistema durante 5 minutos.

7. Hacer una ronda de medición en los siguientes instrumentos:

a) Presión con vacuómetro en la entrada de la bomba pE

b) Presión en el manómetro de salida de la bomba pS.

c) Gasto en el medidor de flujo de las placas de orificio.

d) Voltaje de alimentación eléctrica de la bomba en el vóltmetro del tablero de

control.

e) Amperaje en las líneas de entrada al motor eléctrico.

8. Se aumenta el gasto con las válvulas correspondientes al siguiente gasto

especificado cambiando previamente el selector del medidor de la placa de orificio

para utilizar la placa de 4” y una vez efectuado el gasto se harán las mediciones

descritas en el paso anterior.

9. Se continuarán efectuando las mismas mediciones para los gastos restantes hasta

llegar al gasto máximo. Al término de esta medición se apagará el equipo

disminuyendo gradualmente el gasto de la bomba.

Característica: Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 Prueba 5 Prueba 6 Prueba 7 Prueba 8 Prueba 9 Prueba 10Gasto o caudal (LPM) 130 260 390 520 650 780 910 1040 1170 1274

Presión agua ent. Bomba (mca)

0 0 -0.5 -1 -1.75 -2.2 -3.2 -3.8 -4.7 -5.2

Presión salida de la bomba ( 45 44.5 44 43 42.5 41 38.5 36 33 26)

Voltaje (volt) 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210Amperaje (amp) 31.8 35.9 38.1 40.8 43.6 45.4 47.5 49.3 50.5 50

Altura neta (mca) 45.3 44.77 44.31 43.27 43.4 41.31 41.5 40.27 38 31.69Potencia hidráulica 0.96 1.9 2.85 3.76 4.73 5.54 6.24 6.81 7.26 6.55

(kW)Potencia eléctrica del motor

(kW)9.83 10.94 11.78 12.61 13.48 14.07 14.69 15.24 15.61 15.45

Eficiencia eléctrica 0.8225 0.829 0.834 0.833 0.834 0.84 0.842 0.849 0.85 0.85

Potencia de la bomba 8.09 9.07 9.82 10.51 11.24 11.82 12.37 12.94 13.27 13.1

Eficiencia de la bomba (%) 11.90% 20.98% 29.06% 35.82% 42.09% 46.92% 50.50% 52.65% 54.73% 50.31%

Eficiencia global (%) 9.79% 17.39% 24.47% 29.84% 35.10% 39.41% 42.52% 44.70% 46.52% 42.37%TABLA DECALCULOS

5.- Cálculo de las variables hidráulicas, potencias y rendimientos

Prueba 3:

Para Gasto de 390 lts/min.

H=Ps

ϱg−(−PE )+(ZS−ZE)

Pe=−0.5mca

PS=4.4 kgcm2 x 98,100=431 ,640 Pa

H= 431 ,6401 , 000 x 9.81

+0.5+0.27=44.51 mca

Q=390 ltsmin

x 1 min60 s

x 1m3

1 ,000 lts=6.5 x10−3 m3

s

PH=(1 , 000)(9.81)(6.5 x 10−3)(44.51)

1, 000=2.85 KW

PELEC=(210)(38.1)(√3)(0.85)

1, 000=11.77 KW

PB=11.77 x 0.835=9.835 KW

ηB=2.85

9.8 35x100=28 %

ηGPO= 2.8511.77

x100=23.98 %

0 200 400 600 800 1000 1200 14000.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

Curva Q-n

Caudal (Lts/min)

Efici

enci

a de

la b

omba

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Curva Q-H

Curva Q-H

6-. Análisis de resultados

En la práctica realizada, podemos observar como varían los datos obtenidos en cuanto el gasto cambia, de modo tal que realizamos curvas de Q-Pb en la cual podemos notar que mientras el gasto aumenta la potencia de la bomba también aumenta, eso nos indica que para cierto tipo de bomba es necesario conocer a que gasto es factible usarla, ya que usarla con un gasto menor al que el fabricante recomienda nos produciría, una menor potencia, y esto no es deseable para una empresa.

También realizamos la curva gasto- eficiencia en la que se puede notar que al trabajar con bombas es necesario tener muy en cuenta que gasto utilizar ya que cobra importancia el hecho de que un menor o un mayor gasto al indicado, produce menor eficiencia de la que dice el fabricante, esto lo podemos notar en que la curva a cierto valor de gasto tiene la mayor eficiencia pero que para un mayor gasto esta baja. Lo que indica que un gasto mayor al que recomienda el fabricante, no es bueno.

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

2

4

6

8

10

12

14

Curva Q-Pb

Caudal (Lts/min)

Pote

ncia

de

la B

omba

Pb

La curva Q-H nos indica que ha mientras más gasto ocupemos, menor será la altura útil que pueda alcanzar la bomba, esto suena lógico debido a que mayor será la cantidad de agua que salga en el mismo diámetro de la tubería. De modo que podemos decir, que el valor de gasto en una bomba debe de ser conocido de manera correcta de tal forma que la bomba opere bajo condiciones óptimas de fabricante.

7.- Conclusiones

En esta prueba realizada obtuve un complemento a los conocimientos obtenidos en el salón de clases debido a que se observe de manera real lo que sucede en las bombas y aclare mis dudas acerca de cómo está conformado el sistema de tal modo que pude aprender que, en el aspirado de la bomba horizontal necesariamente se tiene que colocar un vacuometro para tener los datos de medición, y con un pequeño gasto estas mediciones de presiones son muy bajas y varían poco además de que, la presión de salida aumenta conforme lo hace el caudal.

Sin embargo la altura útil se comporta de manera diferente con poco caudal aumenta y disminuye conforme esta aumenta. A mayor gasto mayor amperaje, esto nos conduce a confirmar lo importante que es el manejo y control del gasto en una instalación hidráulica y mucho mayor a una escala industrial.

Es necesario conocer por lo tanto el caudal óptimo para el uso del sistema debido a que uno menor repercute en menor eficiencia,.No cabe duda que como ingenieros debemos de conocer muy bien el uso de una bomba centrifuga.