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• Felipe Espejo Carchipulla

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LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICAS PRACTICA 1

CARRERA INGENIERIA MECANICA

CICLO

OCTAVO

DENOMINACION DETERMINACIÓN DE LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

1 OBJETIVOS -

Determinar las curvas características (H-Q) ;(Pw–Q) y (n-Q) de una bomba, mediante válvula de control a la descarga. Comparar la curva (H-Q) obtenida en la prueba, con la entregada con el fabricante. Obtener la ecuación de las curvas características (H-Q) y (-Q); mediante el ajuste de curvas por el método de los mínimos cuadrados. 2 EQUIPO Y MATERIALES

-

Banco de pruebas para bombas centrifugas. Bombas Centrifugas

3 GENERALIDADES FUNDAMENTO TEORICO El estudio de las Bombas Centrifugas reviste gran importancia en la formación del ingeniero Mecánico, debido a q la mayoría de los procesos industriales donde se transportan fluidos, interviene este tipo de máquinas hidráulicas. Por tal razón, es indispensable que el estudiante pueda constatar y manejar los parámetro de funcionamiento de las bombas centrifuga: a través del manejo de las curvas características de operación tales como: Potencia, Eficiencia y NPSH. CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS Curva ideal altura-caudal Las curvar características de operación, son de gran utilidad en las turbomáquinas, entre todas estas, la más trascendental en las bombas centrífugas es la H = f (Q), o curva altura - caudal, por ser estos dos parámetros H y Q los más significativos en el trabajo de una bomba. De la ecuación de Euler:

(3.1)

Como se trata de poner la carga en función del caudal solamente, para un impulsor determinado con un radio (2) girando a una velocidad  = cte., esto es, con una u2 = cte., solo hará falta expresar a cu2 en función de Q en la fórmula de Euler, a través de cantidades medibles. Para un impulsor determinado 2 y A2 están definidas y por lo tanto la ecuación s la forma explícita de la curva característica ideal altura - caudal, se puede poner bajo la forma sencilla: (3.2) La ecuación 1.2 representa una recta con “c” como ordenada en el origen y con “a” como pendiente. Según el valor de 2 la cotangente puede ser positiva, negativa o cero, dando lugar a las tres formas de la característica presentada en la figura

2 < 90°

Alabes curvados hacia atrás condición para un buen rendimiento, aunque con baja transferencia energética;

2 = 90°

Alabes rectos el rendimiento es bajo pero con una transferencia energética importante.

2 > 90°

Alabes son curvados hacia delante, produciendo una c2 muy alta, un muy mal rendimiento aunque la transferencia energética es muy alta.

Figura. 3.2 Curva teórico motriz de una bomba centrífuga

Curva motriz real (H-Q) La curva característica de una bomba centrífuga es una ecuación de la forma, H= f (Q), que relaciona el caudal con la altura manométrica. En la curva de comportamiento real, hay que considerar diferentes tipos de pérdidas, obteniéndose las alturas manométricas H relativas a cada uno de los caudales Q. En consecuencia, la ecuación real es una función parabólica, en lugar de una función lineal de las curvas teóricas, lo que se ajusta a la realidad:

H = Ht,z - Hr - Hc Ht,z =Número de álabes Hr = Fricción Hc = Choques internos

Figura 3.3 Curvas de la Ecuación de las bombas centrífugas

Por lo que: H = c + bQ + aQ2

(3.3)

La curva real ha de obtenerse por vía experimental en un “banco de ensayos”, y ésta será la que el fabricante suministre al usuario. Para obtener el modelo matemático, se toma una serie de puntos para luego ajustar la función mediante el método de los “mínimos cuadrados”. A

B

C

Figura 3.4 Curvas características de tres tipos de bombas hidráulicas A) Bomba radial centrifuga; B) Bomba Helicocentrifuga; C) Bomba de hélice

Curvas características Mediante un análisis puramente teórico no es posible obtener la ecuación de la bomba; se determina por vía experimental en un banco de ensayos, y esta será la que el fabricante de la bomba suministre al usuario.

Figura 3.5 Curvas características reales de una bomba centrífuga

Figura 3.6. Curvas características a velocidades de una misma bomba A) Altura-Caudal; B) Rendimiento-Caudal; C) Potencia-Caudal; D) De igual rendimiento en el diagrama Altura-Caudal

PARTES COSTITUTIVAS DE UNA BOMBA CENTRIFUGA.

Figura 3.7. Partes constitutivas de una bomba centrifuga. Carcasa: La función de la carcasa en una bomba centrifuga es 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: El impulsor 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. ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢

Los impulsores se clasifican según: Tipo de succión: simple y doble Forma de las aspas: curvas radiales, tipo Francis, Para flujo mixto y tipo propela Dirección del flujo: Radial, mixto y axial Construcción mecánica: Abierto, semiabiertos y cerrados Velocidad específica: Baja, media y alta

Los impulsores, además de que se los clasifica con referencia al flujo de succión hacia ellos, al componente básico del flujo y a sus características mecánicas, también se clasifican con referencia a su perfil y a sus características de capacidad de carga a una velocidad dada. Muchos impulsores se diseñan para aplicaciones específicas. Para aguas negras, que suelen contener trapos y materiales fibrosos, se utilizan impulsores especiales que no se atascan, con aristas redondeadas y amplios conductos para agua. Los impulsores diseñados para manejar paletas para pulpa de papel están abiertos por completo, no se obstruyen y tienen paletas transportadoras de tornillo que penetran en la tobera de succión.

Figura 3.8. Impulsor Axial, de doble flujo, tipo intascable y mixto

Figura 3.9. Impulsores abiertos

Figura3.10. Impulsores cerrados

Flechas: La flecha de una bomba centrífuga es el eje de todos los elementos que giran en ella, transmitiendo además el movimiento que le imparte la flecha del motor. En el caso de una bomba centrífuga horizontal, la flecha es una sola pieza o lo largo de toda la bomba. En el caso de bombas de pozo profundo, existe una flecha de impulsores y después una serie de flechas de transmisión unidas por un acople, que completan la longitud necesaria desde el cuerpo de tazones hasta el cabezal de descarga.

Figura 3.11. Flecha Camisas de flecha. Debido a que la flecha es una pieza bastante cara y en la sección del empaque o de los apoyos hay desgaste, se necesita poner una camisa de flecha que tiene por objeto proteger la flecha y ser una pieza de cambio, sobre la cual trabajan los empaques.

Figura 3.12. Camisa de flecha Prensaestopas (estoperos): Los prensaestopas tienen la función principal de proteger la bomba contra fugas en el punto en que el árbol sale de la carcasa de la bomba. Si la bomba produce altura de aspiración y la presión en el extremo de prensaestopas interior es menor que la atmosférica, entonces la función del prensaestopas es evitar las filtraciones de aire a la bomba. Si esta presión es mayor que la atmosférica, la función es evitar las fugas hacia afuera de la bomba.

4

DESCRIPCION DEL BANCO DE PRUEBAS

El Banco para Prueba de Bombas Centrífugas, mediante un proceso automatizado de manejo de datos ( sensores – interface – software FN2002), permite probar las bombas en diferentes condiciones de operación como: Prueba de una Bomba, Prueba de dos Bombas iguales acopladas en Paralelo y en Serie, Prueba de Cavitación y Prueba de una Bomba a Velocidad Variable; y al mismo tiempo, optimizar el proceso de obtención de las curvas características tales como: Curva motriz; Potencia; Eficiencia y NPSH; las mismas que posibilitan un análisis real de funcionamiento de las Bombas Centrífugas, utilizando el método de regulación de válvula a la descarga.

Figura. 4.1 Banco para pruebas de Bombas centrífugas.

5. DESARROLLO 5.1 PROCEDIMIENTO ➢

Energizar el banco para pruebas de bombas centrífugas.

➢

Cargar el software FN 2002 y seleccionar la pantalla de trabajo para la prueba N° 1

➢

Registrar datos de placa de bombas centrífugas (Qmax, Hmax, P mot, RPM, A, V)

➢

Verificar la posición de las válvulas de paso (esféricas) para prueba Nº 1.

➢

Accionar modo de prueba manual o automático (según asigne el instructor)

➢

Activar inicio de prueba y verificar que las válvulas de control de la succión y la descarga se hayan abierto completamente

➢

De acuerdo al modo de prueba; inicie la regulación de la válvula de control de la descarga en porcentajes o aleatoriamente (según asigne el instructor).

➢

Seleccionar tabla de resultados para leer los valores medidos y calculados en los puntos de regulación establecidos.

➢

Registrar valores de las diferentes magnitudes medidas (QW, Hs, Hd, v, A)

➢

Seleccionar gráfico, para observar las curvas características obtenidas en la prueba.

➢

Una vez finalizada la regulación retorne al punto de máxima apertura de la válvula.

6. CÁLCULOS Y RESULTADOS

NOMENCLATURA

SIMBOLOGIA

UNIDAD

Hu

m

Altura teórica de Euler Constantes

a,c,d,e

Altura o cabeza dinámica Total

Ht

m

Presión Atmosférica

Pa

Pa

Caudal

Qw

m3/s

I

A

Hr

m

Amperaje Altura de pérdidas por fricción Factor de fricción

F

Presión de descarga

Hd

m

Altura de succión

Hs

m

Potencia Hidráulica

Pw

W

Potencia al eje

Pe

W

Pelec

W

Torque

T

N-m

Eficiencia

Η

%

Voltaje

U

V

Potencia Eléctrica

Para cada serie de valores tomados los resultados deben ser tabulados bajo la siguiente estructura: Cabeza Total

H T = Hd − Hs

m

Potencia Hidráulica

Pw = Qw H T  g

W

Potencia al eje

Pe = 3  I  U  cos B

W

 TOT =

Eficiencia Total

Pw Pe

Algunas constantes necesarias son:

cos φ Eficiencia de la bomba

cos  0.98  B = 0.75

Medición 1.

Velocidad Nominal = 60m/s Válvula de Descarga = 100% 𝐻𝑑 0.520 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.186 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.179 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.520𝑏𝑎𝑟 − 0.365𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.155𝑏𝑎𝑟

%

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

1.191𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ (1,581𝑚) ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚

𝑷𝒘 = 𝟏𝟖, 𝟒𝟕 𝑾

𝑠

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂𝑇 =

18,47 𝑊 315.75𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.05

𝜼𝑻 = 𝟓, 𝟖𝟒%

Medición 2.

Velocidad Nominal = 60m/s Válvula de Descarga = 70% 𝑄 = 1.191 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 1.2 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.14 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.142 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 2859 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 2814 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 1.2𝑏𝑎𝑟 − 0.282𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.918𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

1.191𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 9,36𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚

𝑷𝒘 = 𝟏𝟕𝟓. 𝟓𝟔 𝑾

𝑠

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂 𝑇 = 175,56 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.555

𝜼𝑻 = 𝟓𝟓. 𝟓𝟔%

Medición 3.

Velocidad Nominal = 40m/s Válvula de Descarga = 50% 𝑄 = 0.935 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.364 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.124 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.130 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 1862 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 1848 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.364𝑏𝑎𝑟 − 0.254𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.11𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.935𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 1.121𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚 𝑠

𝑷𝒘 = 𝟏𝟎. 𝟐𝟖𝟐 𝑾

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂 𝑇 = 10.282 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.032

𝜼𝑻 = 𝟑. 𝟐%

Medición 4.

Velocidad Nominal = 40m/s Válvula de Descarga = 100% 𝑄 = 0.997 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.312 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.136 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.130 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 1855 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 1844 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.312𝑏𝑎𝑟 − 0.266𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.046𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.997𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 0.469𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚 𝑠

𝑷𝒘 = 𝟒. 𝟓𝟖𝟕 𝑾

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT 𝜂 𝑇 = 4.587 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw = Pe

𝜂 𝑇 = 0.014

Medición 5. En Serie

Velocidad Nominal = 40m/s Válvula de Descarga = 100% 𝑄 = 0.513 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.208 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.142 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.031 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 1858 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 1844 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.208𝑏𝑎𝑟 − 0.173𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.035𝑏𝑎𝑟

𝜼𝑻 = 𝟏. 𝟒𝟓%

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.513𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 0.469𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚 𝑠

𝑷𝒘 = 𝟐. 𝟑𝟔𝟎 𝑾

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂 𝑇 = 2.360 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.0074

𝜼𝑻 = 𝟎. 𝟕𝟒%

Medición 6.

Velocidad Nominal = 40m/s Válvula de Descarga = 50% 𝑄 = 0.209 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.988 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.111 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.725 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 1827 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 1841 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.988𝑏𝑎𝑟 − 0.836𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.152𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.209𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 1.550𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚 𝑠

𝑷𝒘 = 𝟑. 𝟏𝟕𝟕 𝑾

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂 𝑇 = 3.177 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.010

Medición 7.

Velocidad Nominal = 90m/s Válvula de Descarga = 100% 𝑄 = 0.906 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.312 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.217 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 0.006 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 3416 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 3370 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.312𝑏𝑎𝑟 − 0.223𝑏𝑎𝑟

𝜼𝑻 = 𝟏 %

𝐻𝑇 = 0.089𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.906𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 0.907𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚

𝑷𝒘 = 𝟖. 𝟎𝟔 𝑾

𝑠

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

Pw Pe

 TOT = 𝜂 𝑇 = 8.06 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

𝜂 𝑇 = 0.025

𝜼𝑻 = 𝟐. 𝟓 %

Medición 8. Solo una bomba (1).

Velocidad Nominal = 100m/s Válvula de Descarga = 100% 𝑄 = 0.890 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.364 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 0.217 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆2 −−− 𝐼1 1.27 𝐴𝑚𝑝 𝐼2 −−− 𝜂1 3416 𝑟𝑝𝑚 𝜂2 −−− 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.364𝑏𝑎𝑟 − 0.217𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑇 = 0.147𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.890𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 1.499𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚 𝑠

𝑷𝒘 = 𝟏𝟑. 𝟎𝟖𝟕 𝑾

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂 𝑇 = 13.087 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.041

Medición 9. Solo una bomba (2).

Velocidad Nominal = 40m/s Válvula de Descarga = 100% 𝑄 = 0.916 𝑥 10−3 𝑚3 /𝑠 𝐻𝑑 0.364 𝑏𝑎𝑟 𝐻𝑆1 −−− 𝐻𝑆2 0.204 𝑏𝑎𝑟 𝐼1 −−− 𝐼2 0.94 𝐴𝑚𝑝 𝜂1 −−− 𝜂2 3356 𝑟𝑝𝑚 𝐻𝑇 = 𝐻𝑑 − 𝐻𝑠 𝐻𝑇 = 0.364𝑏𝑎𝑟 − 0.204𝑏𝑎𝑟

𝜼𝑻 = 𝟒. 𝟏 %

𝐻𝑇 = 0.16𝑏𝑎𝑟

Pw = Qw H T  g 𝑃𝑤 =

0.916𝑋10−3 𝑚3 𝑠

∗ 1.631𝑚 ∗

1000𝑘𝑔 𝑚3

∗

9.81𝑚

𝑷𝒘 = 𝟏𝟒. 𝟔𝟓𝟔 𝑾

𝑠

Pe = 3  I  U  cos B 𝑃𝑒 = √3 ∗ 2.21𝐴 ∗ 110𝑉 ∗ 𝑐𝑜𝑠0.98 ∗ 0.75

 TOT = 𝜂 𝑇 = 14.656 𝑊

𝑷𝒆 = 𝟑𝟏𝟓. 𝟕𝟓𝑾

Pw Pe

𝜂 𝑇 = 0.046

𝜼𝑻 = 𝟒. 𝟔 %

7.1 Graficar las curvas características ajustadas.

Curva caracteristica ajustada 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000

20.000 10.000 0 0,5000

0,5500

0,6000

0,6500

0,7000

0,7500

Figura 7.1 curva característica ajustada

Figura 7.2 curva característica

0,8000

0,8500

1.

CONCLUSIONES

Se pudo obtener satisfactoriamente ecuación de las curvas características (H-Q) y (η-Q); mediante el ajuste de curvas por el método de los mínimos cuadrados para realizar el diagrama nos ayudamos del programa Excel. En la curva de comportamiento real, hay que considerar diferentes tipos de pérdidas, obteniéndose las alturas manométricas H relativas a cada uno de los caudales Q. Mediante un análisis puramente teórico no es posible obtener la ecuación de la bomba; se determina por vía experimental en un banco de ensayos, y esta será la que el fabricante de la bomba suministre al usuario. La ecuación real es una función parabólica, en lugar de una función lineal de las curvas teóricas, lo que se ajusta a la realidad Se pudo obtener las curvas características (H-Q) ;(Pw–Q) y (η-Q) de una bomba, mediante válvula de control a la descarga. Las prácticas en este aspecto fueron muy didácticas y ayudaron a la compresión de la materia de un mejor modo 1. ● ● ●

BIBLIOGRAFIA

Maquinas Hidráulicas, conceptos puntuales ejemplos de conceptualización, Problema de diseño y aplicación, Ingeniero Fran Reinoso Msc. Universidad politécnica salesiana Viejo Zubicaray, BOMBAS: Teoría, diseño y aplicaciones, Editorial Limusa México, 1997 Theodore Baumeister, Eugene A. Avallone, Theodore Baumeister III, Marks Manual del Ingeniero Mecánico., Octava Edición, Editorial McGraw Hill, México, 1984

1.

CUESTIONARIO

1. Cuál es la definición de bomba centrifuga? Es una máquina generatriz o motriz? Son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor en energía cinética o de presión de un fluido incompresible. El fluido entra por el centro del rodete o impulsor, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometría del cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente impulsor. Máquina motriz: La energía se extrae del fluido 2. Cuál es la principal desventaja de las bombas centrífugas frente a otros equipos que desarrollan el mismo trabajo? Uno de sus pocos inconvenientes es la necesidad de cebado previo al funcionamiento 3. Como se define el rendimiento de una bomba centrifuga? El rendimiento de cada máquina es la relación entre la potencia de salida y la potencia absorbida. Esta relación se señala con la letra griega ɳ (eta). Debido a que no existen accionamientos libres de pérdidas, el valor de ɳ es siempre inferior a 1 (100%). El rendimiento ɳ total se compone del rendimiento del motor M (eléctrico y mecánico) y del rendimiento hidráulico ɳ P. De la multiplicación de estos valores se obtiene el rendimiento total. ɳ𝑡𝑜𝑡 = ɳ𝑀 ∗ ɳ𝑃 4. Si el rodete de una bomba centrifuga está diseñado con álabes curvados hacia atrás (2 < 90°). Que características de funcionamiento ofrecerá? Alabes curvados hacia atrás condición para un buen rendimiento, aunque con baja transferencia energética 5. Describa el comportamiento de una bomba centrifuga, mediante sus curvas características (H-Q) y (ƞQ).

Figura 10.1. Curvas características a velocidades de una misma bomba A) Altura-Caudal; B) Rendimiento-Caudal.

La curva que se obtiene corta el eje (Q = 0) en un punto en el que la bomba funciona como agitador, elevando un caudal nulo. Esta situación se consigue cerrando totalmente la llave de paso en el origen de la tubería de impulsión. El llamado caudal a boca llena es el que corresponde a H=0, dando un caudal máximo. En general la curva del rendimiento ɳ=ɳ (Q) podrá ajustarse a una expresión del tipo: El rendimiento es nulo para un caudal nulo y para un caudal máximo. Entre ambos el rendimiento varía, alcanzando el máximo en un punto correspondiente a un cierto caudal, llamado caudal nominal de la bomba, que es aquel para el cual ha sido diseñada la bomba.

Practica I

Determinación de las curvas características de operación de una bomba centrifuga. Asignatura: Maquinas Hidráulicas Docente: Ing. Frank Reinoso Integrantes: Boris Tacuri. Wilson Zumba. Diego Espejo. Anthony Cabrera. José Sinchi. Andrés Vintimilla.

Ingeniería Mecánica 16/07/2019