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• Jorge Enrique Bautista

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR.FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGIA, MINAS, PETROLEOS Y AMBIENTAL. INFORME DE PRACTICA DE LABORATORIO PREPARADO POR EL ESTUDIANTE

LABORATORIO DE HIDRÁULICA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------CARRERA: Ingeniería Ambiental SEMESTRE: Tercero CALIFICACIÓN: PRÁCTICA 2015/08/03

FECHA:

NOMBRES: Tatiana Sandoval

TEMA: Sistema de bombeo. 1. OBJETIVOS:   

Analizar el funcionamiento de un sistema de bombeo. Reconocer si se trata de un sistema con altura estática de aspiración o altura estática de succión (COLUMNA) Determinar la altura dinámica total y la potencia de la bomba.

2.- FUNDAMENTO TEORICO. Sistema (líneas de flujo). En muchas ocasiones el sistema al cual se necesita acoplar una bomba existe con anterioridad, y el trabajo se reduce a conocer y entender bien las características del mismo, para así poder determinar satisfactoriamente la bomba necesaria para poder cumplir con los requerimientos del proceso. Asumiendo que se debe concebir el sistema para que satisfaga las necesidades del proceso, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: 

Caudal requerido.



Cabeza requerida (este aspecto está fuertemente influenciado por las características del sistema).



Fluido a bombear.



Temperatura del fluido.

La característica de un sistema está dada por la curva de cabeza-caudal, la cual está dada por dos componentes; la cabeza estática total, TSH, (Fija. Independiente del caudal manejado) y la Cabeza Dinámica, CD, (Variable. Dependiente del caudal manejado). Esta Cabeza Estática Total (TSH) se determina físicamente sobre el sistema, y generalmente se dan las dos configuraciones siguientes:

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La bomba se encuentra por encima del nivel de succión (Fig.2).



La bomba se encuentra por debajo del nivel de succión (Fig.3).

Fig. 2 Bomba por encima de la succión. En este caso la Cabeza Estática Total (TSH) es la suma de la Elevación de Succión Estática (SSL), más la Cabeza Estática de Descarga (SDH).

Fig. 3 Bomba por debajo de la succión. En este caso la Cabeza Estática Total (TSH) es la diferencia entre la Cabeza Estática de Descarga (SDH), menos la Cabeza Estática de Succión (SSH). La Cabeza Dinámica es variable, ya que depende de varios factores, como son; caudal manejado por el sistema (velocidad de flujo), las características físicas de la tubería (diámetro y rugosidad) y la viscosidad del fluido (es función de la temperatura), forma general de la línea (accesorios y válvulas). Dicha cabeza cuantifica las pérdidas de energía que se generan por fricción en la tubería, y cambios de dirección (u obstrucciones) producto de las válvulas y los accesorios.

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Para calcular las pérdidas por fricción en la tubería se utiliza la ecuación de Darcy-Weisbach:

Dónde: 

= Factor de fricción.

Para calcular las pérdidas por accesorios y válvulas se utiliza el método de Coeficiente de Resistencia K. Con la siguiente ecuación:

Dónde: K= Factor de fricción. Así la cabeza dinámica es igual a la suma de las dos expresiones anteriores.

Ahora, la característica total del sistema está dada por (Fig. 4):

Fig. 4 Característica H-Q del Sistema. Ahora, ya que está determinado el comportamiento del sistema dependiendo del caudal manejado, revisaremos las características de la bomba, para así elegir la bomba más apropiada. 3.- PARTE EXPERIMENTAL

3.1 MATERIALES Y EQUIPOS

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Metro. Sistema de bombeo: 1.- válvula de pie 2.- válvula de check 3.- válvula de compuerta

1 2

4.- PROCEDIMIENTO o o o o o

Con ayuda del metro se tomó medida primero desde la bomba hasta el espejo de agua (COLUMNA) Después se tomó medida desde el espejo de agua hasta el final de la tubería (altura estática de elevación) Se tomaron mediciones de longitudes restantes de la tubería Se observó y se tomó nota de los accesorios que tenía la tubería. Finalmente se midió el diámetro de la tubería.

5.- TABLA DE DATOS Altura estática de succión (COLUMNA) Altura estática de elevación Longitud (codo – pared) Diámetro (D) Área (A) Caudal (Q) Eficiencia (η) γ

3.30 m 3.45 m 0.83 m 4 in = 0.102 m = 102 mm 0.008 m2 60 L/s = 0.06 m3/s =3600 L/min 70 % 0.9983

6.- CALCULOS CALCULO DE ALTURA DINAMICA TOTAL (ADT)

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LABORATORIO DE HIDRÁULICA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 v ATD =H 0 + P+ +hf 2g

o

ALTURA ESTATICA TOTAL (H0)

H 0=COLUMNA +alt estc .elevacion H 0=( 3.30+3.45 ) m H 0=6.75 m o

PRESION (P) = 0 2

o

v 2g v=

Q A

m3 s v= 2 0.008 m 0.06

v =7.343

m s 2

m 2 s v = =2.696 m 2g m 2∗10 2 s

(

o

7.343

)

CALCULO DE PERDIDA Columna

hf 1=J∗L

√

J =0.54

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Q 0.280∗C∗D 2.63

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√

0.54

J=

m3 s 2.63 0.280∗140∗0.102 0.06

J =0.412

L=3.30 m+0.102 m ( 23+12.9+1 ) L=6.976 m

hf 1=0.412∗6.976 m hf 1=2.874 m Altura estática de elevación

hf 2=J∗L

√

J =0.54

Q 0.280∗C∗D 2.63

√

0.54

J=

m3 s 2.63 0.280∗140∗0.102 0.06

J =0.412 L=4.28 m+0.102 m ( 1.7 ) L=4.453m hf 2=0.412∗4.453 m hf 2=1.835 m hf T =hf 1 +hf 2 hf T =2.874 m+1.835 m hf T =4.709 m ATD =6.75 m+ 0+2.696 m+4.709 m ATD=14.155 m GI01

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CALCULO DE POTENCIA DE LA BOMBA (BHP)

Q BHP=

3600 BHP=

( minL )∗ADT ( m )∗γ 4500∗η

( minL )∗14.155 ( m)∗0.9983 4500∗0.7

7.-CUADRO DE RESULTADOS BHP=16.149 HP ≈ 16 HP

ATD Potencia

14.155 m

16 HP

8.-CUESTIONARIO 8.1 ¿Cuáles son los parámetros principales que se toman en cuenta para adquirir una bomba?  Altura  Caudal  Potencia de la bomba  Eficiencia de la bomba 8.2 ¿Qué es altura de succión? Es la diferencia entre la superficie del líquido y el eje de la bomba. 8.3 ¿Qué es altura estática de impulsión o elevación? Es la diferencia de niveles entre el eje de la bomba y la cota piezometrica superior.

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LABORATORIO DE HIDRÁULICA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------8.4 ¿Qué es altura estática de elevación total? Es la diferencia entre las cotas superior e inferior. 8.5 ¿Qué es cavitación? Debido al ascenso de la presión en la aspiración se separan burbujas de vapor de agua, los que al ser sometidos a presiones altas dentro de la bomba se rompen y chocan contra las paredes produciendo gran ruido y la rápida destrucción de la bomba. 9.- CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN 



El sistema de bombeo analizado tenía la bomba por debajo del espejo de agua por lo tanto se trataba de una COLUMNA a la cual no hay que cebar puesto a que si la bomba estuviera por encima del espejo de agua sería el caso de una altura de aspiración en el que si se debe cebar. Gracias a los conocimientos adquiridos durante la cátedra de hidráulica y a los respectivos cálculos se pudo determinar la altura dinámica total cuyo valor fue de 14.155 m como también se pudo determinar la potencia de la bomba cuyo valor nos dio 16 HP.

8.- BIBLIOGRAFIA  http://www.monografias.com/trabajos36/bombas-centrifugas/bombascentrifugas2.shtml#ixzz3hj3NSaW7  http://es.slideshare.net/rposadap/bombas-y-sistemas-de-bombeo

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