UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN DEPART DEPARTAMENTO AMENTO DE INGENIER I NGENIERÍA ÍA SECCION MECÁNICA SEMESTRE 2015-lI LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS PRACTICA NUMERO 6 BOMBA CENTRIFUGA DE FLUJO RADIAL. PERE MEDINA LEON ANTONIO
OBJETIVO Obtener las curvas características más importantes de una bomba centrifuga (que maneja agua) como son: carga vs caudal, potencia hidráulica neta vs caudal, potencia en el eje o mecánica vs caudal, potencia eléctrica consumida por el motor vs caudal, eciencia vs caudal !sí como las curvas de insuciencia " en base al punto de #ptimo rendimiento obtener sus revoluciones especícas en el sistema métrico
INTRODUCCION $lasicaci#n de las bombas centrifugas: %eg&n su geometría ' ' '
adiales: l *ujo de salida es en direcci#n radial !+ial: l *ujo llega " sale a+ialmente i+tas: %on tanto a+iales como radiales el *ujo de salida
%eg&n el sentido de la trasferencia de energía 'aquinas generadoras !umenta la energía especíca de un caudal de *uido aquinas receptoras eciben energía del *uido %eg&n la componente de energía -luido'dinámica manejando ' ' '
.ariaci#n de energía de potencia .ariaci#n de energía cinética .ariaci#n de presi#n
%eg&n la variaci#n de densidad del *uido ' '
%i el *ujo es compresible %i el *ujo es incompresible
%eg&n en n&mero de etapas ' '
/as de una sola etapa poseen un rodete ultietapa poseen varios rodetes
%eg&n la direcci#n de l*ujo en el rodete
'
0ependiendo del rodete es: radial, a+ial, o mi+to
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS.
DIBUJO DE LA INSTALACION
DESARROLLO '$ebar la bomba para asegurarse que no e+ista aire en el interior de ella ' %e hace funcionar, asegurándose que la válvula de control está totalmente abierta " marca un punto de referencia sobre la mariposa de la válvula '-ijar una velocidad angular con la a"uda de un tac#metro, accionando para esto el variador de velocidad '1ota: 2acer esto s#lo cuando la bomba está funcionando '3na ve4 que se ha jado la velocidad angular cerrar totalmente la válvula de control, (ésta no debe permanecer así más de un minuto) " contar el n&mero de vueltas, tomar en estas condiciones las lecturas de presi#n de descarga (5d), presi#n de succi#n (5s) " potencia consumida por la bomba (5) '%in variar la velocidad angular, ir variando la apertura de la válvula para diversas posiciones de la mariposa, acordadas de antemano, " tomando sus lecturas para cada posici#n epetir este pas# hasta obtener la apertura má+ima de la válvula '$ambiar la velocidad angular, " repetir los pasos d " e
FORMULAS C!"#! $%&! %$&"%#!'! ()" l! *)+*! P, V, , >O>! '
P' V' '
,
21
2s 6 2n 7 2d 2
2n 7 2d 8 2 s 7 (
Pd − Ps Vd −Vs + γ 2g
5d7 5resi#n de descarga (9g
cm
2
2
+ Zd −Zs ¿=m . c . f
. ) 2
(1 m )
)
5s7 5resi#n de succi#n (5s γ hg ); 5s7 γ hg $audal 3
<7 . = 7
m / seg ¿
)
3
.7 .olumen ( m ) ; =7 =iempo (seg)
<7 .s !s 7 .d !d !s7 ?@A@B (0 s
2
) A !d7 ?@A@B (0 d
2
)A
; .s7 < !s CDE .d7
< !d -inalmente
.s 7 A < ?@A@B 0 s
2
.d7 A < ?@A@B 0 d
CDE
2
5otencia hidráulica neta o &til 3
5n 7 (2n) (
γ
) (<) 7 (m) (1
m
2
)
m / seg ¿
)
7 Fseg 7 Gatts
5otencia eléctrica 5 elect7 . H 7 Iatts P elect PHn
O=O
P en el>O>! eje
ciencia total del sistema n= 7 (51 5 eléctrica) + @JJ 5ara el punto #ptimo de rendimiento se determinan las revoluciones especícas en funci#n de la potencia ns " para el sistema métrico serán: / − 1s7 ?BK n Q H 1 2
3 /4
TABLA DE DATOS L%/& "!
N "(+
T ,%#
P' (9g cm
2
P, - V /+ 4)l& 3# ,
I A+(
V)l l&
5 5 5 5 5 5 5 6
96 96 96 96 96 96 96 96
2.2 2.; 2.; 2.8 2.5 2.6 2.< 2.<
0 ;.2 2 2 2 19 19 19
0 2.66107-5 8.65 107-5 1 2.95 5.62 11.5; 16.0<
3
m / seg
107-8
1 2 ; 8 5 6 < 9
1500 : : : : : : :
0 120 8; 20 < ;2 15.6 11.2
0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.1 0.1 0.05
1 2 ; 8 5 6 < 9 =
2000 : : : : : : : :
0 = ;1.9 19.5 11.5 =.< 9.9 9.8 9.2
1 0.= 0.95 0.9 0.< 0.6 0.5 0.8 0.;
8 8 8 8 5 6 6 < <
120 120 120 120 120 120 120 120 120
;.1 ;.2 ;.8 ;.6 ;.= 8.1 8.1 8.2 8.2
0 2 19 19 19 19 19 19 19
0 2.22 5.66 =.<2 15.65 19.55 20.85 21.82 25.;5
1 2 ; 8 5 6 < 9
2500 : : : : : : :
0 29.2 11.8 =.< 9.6 <.9 <.8 <.1
1.5 1.8 1.2 1.1 1 0.= 0.9 0.<9
5 5 6 6 < < < 9
185 185 185 185 185 18<.5 18<.5 18<.5
;.9 8.; 5 5.2 5.; 5.8 5.8 5.5
0 19 19 19 19 19 19 19
0 6.;9 15.<9 19.55 20.=; 2;.0< 28.;2 25.;5
1 2
;000 :
0 19.6
2.; 2.2
5 5
1=0 1=0
5.6 6.2
0 19
0 =.6<
; : 12.5 2 5 8 : =.= 1.9 6 5 : 9.8 1.6 < 6 : <.8 1.8 9 < : 6.6 1.2 = 9 : 6.1 1.05 10 CALCULOS REALIADOS A MANO
1=0 1=0 1=0 1=0 1=0 1=0
6.8 6.6 6.< 6.< 6.< 6.<
19 19 19 19 19 19
18.8 19.19 21.82 28.;2 2<.2< 2=.5
TABLA DE RESULTADOS L%/ 150 0 1 2
P' P, N>+72 N>+72 V' +>, ?LMAJ
BBNJ
?LMAJ
BBNJ
?LMAJ
BBNJ
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BBNJ
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BBNJ
L@J
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L@J
BBNJ
; 8 5 6 < 9 ALJK JJALB
200 0 1 2
L@JJ K??BBA MLJ K??BBA
; ??K K??BBA
8 NAJ K??BBA
5 BBNJ
BBNJ
6 KBJ JJALB
< ALJKJ JJALB
9 ?LMAJ L??L@M
V, +>,
N +
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M? M?JMNBN? B M@MJNANM B @LK?NLBJ B @NNBKA M @BMMMJBK @AKLA@@ ? @?A?A??L ?
J M@AABN ML MLLKKM A ?AAK@? M@ ?NKBA@J MM ?NJMAN M ?LJK?A J@ ?N?J BM
CUESTIONARIO 1. Cl %, %l ("$/() '% l!, &"*)+$!, %er un transformador de energía; l *uido, al circular entre los álabes del rodete varía su cantidad de movimiento provocando sobre los mismos la fuer4a correspondiente
2. %, $! &"*)+$!
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MKALA
@KJJ@M MB?@? ?J?@@N ?@B ?@M?AJ ?JM@@M ?JLBLB
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áquina provista de alabes para manejar *uidos
;. S%#H$ % (!"+%&"), ,% 3!/% l! /l!,@/!/$ '% l!, *)+*!, ")&)'$+/!,. S%#H$ l! '"%//$ '%l K). >ombas de *ujo radial >ombas de *ujo a+ial >ombas de *ujo radio a+ial
S%#H$ l! (),/$ '%l %K%. >ombas de eje hori4ontal >ombas de eje vertical >ombas de eje inclinado
S%#H$ l! ("%,$ %$#%$'"!'!. >ombas de baja presi#n >ombas de mediana presi#n >ombas de alta presi#n
S%#H$ %l $H+%") '% K),. %imple aspiraci#n o de un *ujo 0e doble aspiraci#n de dos *ujos.
S%#H$ %l $H+%") '% ")'%&%,. 0e un escalonamiento 0e varios escalonamientos
8. E(l% '%&!ll!'!+%$&% /)$ ,, (")(!, (!l!*"!, P)" ,*% %l !#! !l )K) '%l +(l,)" sto se debe a la aceleraci#n centrípeta que genera una fuer4a centrífuga obligando a las partículas a salir, así mismo arrastrando a las partículas entrantes " creando una depresi#n
5. %, %l C"/!+) %$ $ ,,&%+! '% *)+*%) /l %, , $/$ s una cavidad con un nivel más bajo del suelo " tiene conectada al nal del tubo de succi#n una válvula de pie l cárcamo de bombeo es un espacio de succi#n del líquido, el cual está normalmente colocado en forma independiente de los contenedores %u funci#n es la de asegurar que la succi#n esté funcionando aun cuando los compartimientos de almacenamiento estén en mantenimiento
6. D#! l!, !(l/!/)$%, '% $ +(l,)" !*%"&) )&") /%""!') l impulsor abierto maneja líquidos con residuos o partículas (viscosas) " el cerrado es solo para *uidos limpios
<. %, l! /!"#! $%&! '% ,//$ (),&4!
15%2 (1et 5ositive %uction 2ead) 5or denici#n el 15%2 es la carga de succi#n neta positiva, medida con relaci#n al plano de referencia, aumentada de la altura correspondiente a la presi#n atmosférica " disminuida de la altura debida a la tensi#n de vapor del líquido
9. C+) !%/&! l! !l&"! ,)*"% %l $4%l '%l +!" %$ l! $,&!l!/$ '% $ ,,&%+! '% *)+*%) ! ma"or altura, menor presi#n de vacío " esto proporciona una succi#n más baja
=. %, /%*!" $! *)+*! % %() 3!/% % $! *)+*! ,% l% '%$)+$% !&)/%*!$&%
$ebar una bomba es purgar la instalaci#n, " con a"udada de una válvula de pie, evita que esta escape, para que sea autocebante para futuros usos para poder así bombear un *uido " nuestra bomba no funcione en vacío
10. ,%//)$%, '% 4)l&!, '% ,) /)+H$.
@@
D*K% &"%,
,% %$&%$'%
()" ') $/)+("%,*l% 1o se comprime " este no cambia su densidad con la presi#n
12. %, $ (")/%,) ,)%$&"(/)s aquel en el que la entropía (5arte de la energía que no se puede utili4ar para producir un trabajo)del *uido que forma el sistema permanece constante
1;. '% /)""%$&%
D%@$/$ '% l$%!
s el *ujo de un *uido en movimiento
18. ()" 4%l)/'!' S*,$/! .elocidad por debajo de la velocidad del sonido
,% %$&%$'%
15. E(l% %l ("+%" ,%#$') ("$/() '% l! &%"+)'$+/!. P"+%" ("$/() l trabajo necesario para cambiar el estado de un sistema aislado depende &nicamente de los estados Hnicial " nal, " es independiente del método usado para reali4ar el cambio 5or tanto, e+iste una funci#n de estado que identicamos como la energía interna l trabajo reali4ado sobre el sistema es G 5or tanto, el cambio de la energía interna durante una transformaci#n adiabática es P 7 G l sistema también puede variar su energía sin reali4ar trabajo mecánico, se transere de otra forma, como calor
S%#$') ("$/() nunciado de $lausius: 1o ha" ninguna transformaci#n termodinámica cu"o &nico efecto sea transferir calor de un foco frío a otro caliente nunciado de Qelvin: 1o ha" ninguna transformaci#n termodinámica cu"o &nico efecto sea e+traer calor de un foco " convertirlo totalmente en trabajo
CONCLUSIONES. n esta práctica pudimos observar el funcionamiento de la bomba centrifuga, así como, la direcci#n que tiene el *ujo en el paso del rotor 5or medio de los cálculos, se obtuvo su eciencia asi como la carga que tienen a diferentes revoluciones, como también sus curvas de isoeciencia, para poder obtener una instalaci#n de una bomba donde opere en su punto #ptimo de funcionamiento
BIBLIOGRAFÍA ecánica de *uidos " máquinas hidráulicas $laudio atái+http:gon4ale4p"adirame+tlAKBABRK''>ombas' rotodinamicas'html
