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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA – ELECTICA Y MECATRONICA

SOLUCIONARIO PRIMERA EVALUACION DE TURBOMAQUINAS CICLO VERANO 2012 Apellidos y Nombres: Código: PREG 1: Explique cómo es la cavitación por succión y como se puede solucionar o aliviar el problema en ese caso.

(1 pto)

PREG 2: Clasificación de las turbinas de acuerdo al grado de reacción.

(0.5 pts)

PREG 3: Clasificación de las turbomáquinas según la variación de densidad a través de las maquinas

(0.5 pts)

PROB 1: El diámetro externo del modelo de una turbina hidráulica de flujo axial (Kaplan) es de 300 mm y desarrolla una potencia de 35 H.P. para un salto de 7.6 m girando a 1200 RPM.

Determine el valor del diámetro y la velocidad de giro del prototipo, el cual deberá entregar una potencia de 10 000 H.P. para un salto de 6 m.

(2 pts.)

PROB 1: El diámetro externo del modelo de una turbina hidráulica de flujo axial (Kaplan) es de 300 mm y desarrolla una potencia de 35 H.P. para un salto de 7.6 m girando a 1200 RPM.

Determine el valor del diámetro y la velocidad de giro del prototipo, el cual deberá entregar una potencia de 10 000 H.P. para un salto de 6 m. •

Coeficiente de carga:

•

Coeficiente de potencia:

• •

•

√

… (1)

(2 pts.)

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• • •

(

) (

)

•

(

) (

) (

(

) (

)

)

De (1) •

Finalmente despejando el valor de DP :

√

• • •

√

(

)

Ahora remplazando los valores dados como dato: √

•

6.05 m

(

)

Finalmente ya con este dato remplazamos en la ecuación (1) donde previamente realizamos el siguiente despeje:

•

)

Donde tenemos la ecuación simplificada

•

•

(

√

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•

√

•

52.87 RPM

Esta preg toma 10 min PROB 2: Una bomba centrifuga trabaja a N=1500 RPM, y eleva (trasiega) agua de un depósito por medio de una tubería, cuya característica viene dada por: Hm(metros)

8

9

10

11

12

Q(litros/seg)

0

6

9.3

11.4

12.8

Y la curva característica de la bomba, para las revoluciones de trabajo por: Hm(metros) Q(litros/seg)

0

2

4

6

8

10

9.4

12

10

7.2

2.5

0

Hallar el número de rpm que hay que comunicar a esta bomba para aumentar el caudal, en la tubería mencionada, al doble.

(2 pts.)

Esta preg toma 10 min

PROB 3: Una bomba centrifuga tiene, para 1500 RPM, la siguiente curva característica: ; Q en

y envía agua de un deposito inferior a otro superior

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colocado 125 m de altura a través de una tubería de impulsión, cuyas pérdidas están dadas por

Determinar: a) El caudal que se puede enviar de un depósito a otro, y potencia (en H.P.) que debe desarrollar la bomba, si su rendimiento es del 75%.

(1 pto)

b) Si se desea incrementar el caudal enviando el triple del anterior hallado, a través de la misma tubería, las RPM que habrá que aplicar a la bomba.

(2 pts)

c) Si se acoplan 3 bombas en serie, trabajando a 1500 RPM, manteniendo la misma tubería de impulsión, entre los depósitos, la nueva curva característica del conjunto, y su punto de funcionamiento.

(2 pts)

d) Si de la tubería de impulsión se distribuye el caudal del apartado (b) entre 2 tuberías en paralelo, a dos depósitos, uno a 125 m de altura y el otro a 75 m de altura, siendo sus curvas características respectivas caudales Q1 y Q2 que van a cada depósito. Esta pregunta toma de 30 a 40 min

y

, los (2 pts)

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PROB 4: Un cierto tipo de bomba centrifuga tiene, para N=2 500 RPM, la siguiente curva característica :

.

a) Se acoplan 3 de estas bombas en serie, y se desea impulsar un cierto caudal de agua a un depósito, cuyo nivel está a 250 m, a través de una tubería de impulsión cuyas pérdidas de carga son

.

¿Cuál será el punto de funcionamiento del acoplamiento, para N=2 500 RPM? ¿Cuál será el rendimiento del acoplamiento si cada bomba consume 850 C.V.? (1 pts) b) Se acoplan 3 de las bombas anteriores en paralelo, para impulsar a través de la misma tubería anterior, también a 2 500 RPM. ¿Cuál será el punto de funcionamiento? (2 pts) c) Al sistema en serie se le reducen las rpm a N=1 800 RPM, manteniendo la misma tubería. ¿Cuál será ahora el punto de funcionamiento? d)

(3 pts)

Si el depósito se conecta con las bombas en serie mediante una tubería nueva, constituida por 3 tramos de características:

;

;

¿Cuál será ahora el punto de funcionamiento trabajando a N=1 800 RPM?

(1 pts)

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27 de Enero del 2012 Docente: Ing. Marcelo Quispe C.