Escuela Politcnica Nacional Facultad de Ingeniera Mecnica

Laboratorio de Mecnica de Fluidos y Turbomquinas Nmero y Ttulo de la Prctica:

Practica 2 Bomba centrfuga - Preparatorio Preguntas

1. Cmo vara la curva caracterstica de la bomba centrfuga con el dimetro

del rotor? Si se reduce el dimetro del rotor de la bomba, manteniendo la misma velocidad de rotacin, el caudal en cada punto de la curva caracterstica variara en proporcin directa del dimetro, la altura variara con el cuadrado del dimetro y la potencia consumida variara con el cubo del dimetro.[1]

12

= 12

12

= 122

12

= 123

2. Explique la ecuacin de Euler La ecuacin de Euler es la ecuacin fundamental que describe el comportamiento de una Turbomquinas bajo aproximacin de flujo unidimensional. = (11 22)

Donde: es la potencia entregada por la mquina, debe ser menor a cero para bombas es el caudal msico que atraviesa la mquina. es la velocidad absoluta del fluido, con el subndice u se considera solo la velocidad tangencial, el 1 y 2 indican entrada y salida. : es la velocidad del rodete. [2]

3. Qu ventaja presenta la bomba centrfuga sobre las volumtricas? Las ventajas principales que ofrecen las bombas centrifugas son: No tienen rganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy

sencillos. La impulsin elctrica del motor que la mueve es bastante sencilla. Para una operacin definida, el gasto es constante y no se requiere un

dispositivo regulador. Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias. El precio de una bomba centrfuga es menor que el precio de la bomba

volumtrica. El espacio requerido es menor. Las bombas centrifugas tienen un peso menor que las bombas volumtricas.

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El mantenimiento de una bomba centrfuga slo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los empaques del presa-estopa y el nmero de elementos a cambiar es menor.

4. Por qu es tan importante el NPSH?

NPSH es un parmetro que requiere atencin en el diseo, es denominado carga neta positiva de aspiracin, y es la diferencia entre la presin existente a la entrada de la bomba y la presin de vapor lquido que se bombea. Esta diferencia es necesaria para evitar la cavitacin. [3]

5. Cmo evita la cavitacin en una bomba? Cul es la parte del rodete de la

bomba ms propensa a cavitacin y por qu? Para evitar la cavitacin en la entrada de la bomba se debe mantener una presin por encima de la presin de vapor. El valor necesario es calculado por el fabricante como NPSHr (Net Positive Suction Head required). Desde el punto de vista de la utilizacin hay que asegurar que el NPSHd (disponible) en el sistema sea superior al NPSHr. El NPSHd es igual a la presin esttica ms la presin dinmica menos la presin de vapor. Las formas de evitar la cavitacin son: Disminuir las prdidas de carga en la succin, disminuir la altura geomtrica en la succin, o elegir una bomba que para el caudal que se requiera se tenga un NPSHr menor. [1] La parte ms propensa a la cavitacin es la entrada del rodete, debido a que en esta parte la presin es inferior a la presin de vapor por lo tanto se forman las burbujas de vapor que: Disminuyen el espacio utilizable para el paso del lquido y perturban la continuidad del flujo debido al desprendimiento de gases y vapores disueltos.

6. Cmo evita los golpes de ariete? Mtodos para contrarrestar el golpe de ariete

Sistemas de bombeo de baja y alta presin: El golpe de ariete tiene mayor significado en sistemas de baja presin, que en los de alta presin.

Tamao de la tubera: El golpe de ariete de un tubo de descarga de una bomba se puede reducir al aumentar el tamao del tubo.

Efecto de volante: Para prevenir el golpe de ariete en los tubos de descarga se provee de un efecto de volante adicional en el elemento rotatorio del motor.

Nmero de Bombas: El nmero y tamao de las bombas conectadas al tubo de descarga tienen un efecto sobre las transitorias del golpe de ariete.

Velocidad Especifica de las Bombas

Accesorios para contrarrestar el golpe de ariete Vlvulas de retencin: Al ocurrir la interrupcin de la corriente, esta se cierra

con una rapidez que no establezca una circulacin inversa apreciable. Supresor de Fluctuaciones: Sirve para controlar el aumento de presin en

los tubos de descarga, despus de una interrupcin de la corriente. El supresor opera una vlvula que se abre con rapidez despus de una interrupcin.

Cmaras de aire: Controla las fluctuaciones de presin en una tubera de descarga larga de una bomba. Se suele conectar en la estacin de bombeo o cerca de sta.

Tanques de compensacin de pulsaciones: Es el dispositivo ms confiable a usar en las estaciones de bombeo para reducir el golpe de ariete.

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Trinquetes no reversibles: Es un aparato usado en plantas de bombeo pequeas, consiste de un trinquete no reversible en el eje de la bomba y del motor, que evita la rotacin inversa. [4]

7. Mencione 3 formas de controlar el caudal de una bomba. Descrbalas. Estrangulacin en la impulsin Se coloca en la tubera de impulsin una llave de paso, generalmente prxima a la bomba y permite obtener un caudal menor que el que se obtendra sin esta llave de peso. Esta forma de regular el caudal posee la ventaja, de que es muy fcil de instalar, es barato y verstil. Sin embargo, posee la desventaja de que disipa energa y puede hacer trabajar la bomba en un punto de bajo rendimiento. Variacin de la velocidad Se puede modificar el caudal de una bomba modificando la velocidad de rotacin del rotor. La regulacin de la velocidad es muy fcil de aplicar cuando la bomba est impulsada por un motor de combustin interna. En este caso no se disipa energa. Cuando el motor es elctrico de corriente continua la velocidad se vara al cambiar la corriente de campo con un restato. En un motor elctrico de corriente alterna asncrono de rotor bobinado la velocidad se vara mediante resistencias rotricas y para un motor elctrico de corriente alterna asncrono en jaula de ardilla la velocidad se vara al cambiar la frecuencia de la energa elctrica de alimentacin. Cerrando canales del rotor Al cerrar algunos canales del rotor se obtiene un caudal y alturas menores, con ahorro considerable de energa con respecto a la regulacin por estrangulacin. El cierre slo a la entrada de los canales es algo ms desfavorable respecto a los caudales pero no tan desfavorable con respecto a la altura. Como ventaja se puede mencionar que hace perder poca energa, pero tiene desventajas ya que exige desarmar la bomba y alterar el rotor, con difcil retorno a la condicin original. [5]

8. Describa qu es la colina de rendimientos. Son curvas de rendimiento en funcin de las variables N (velocidad angular) y Q (caudal), y se representan como en la Fig. 1.

Fig.1 Colina de rendimientos

Referencias

[1] http://es.slideshare.net/MIGUELMUN/int-bombas-centrfugas

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[2]es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Euler_%28turbom%C3%A1quinas%29

[3] tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/TBombas.htm [4]fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/golpedearieteenbombas/

golpearieteenbombas.htm [5] http://www.fing.edu.uy/imfia/sites/default/files/3-%20Centrif.pdf http://www.ing.una.py/pdf_material_apoyo/bombas-centrifugas-y-volumetricas.pdf es.pfernandezdiez.es/?pageID=19

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