PROTOCOLO DE PRÁCTICA DE LABORATORIO LABORATORIO
Mecánica de Fluidos
CARACTERIZACIÓN CARACTERIZACIÓN DE BOMBAS
Alumno: David Roballo Código: 104256888
de laboratorio RESUMEN: Con la práctica obervaremo el procedimiento para obtener una curva caracter!tica de una bomba centri"uga# PALABRAS CLAVE: bomba centri"uga$ curva caract caracter! er!t tica ica$$ e"icie e"icienci ncia$ a$ perdi perdida da$$ potenc potencia ia de una bomba# 1. OBJETIVOS %btener la curva caracter!tica & v ' para una bomba rotodinámica# Determinar la e"iciencia energ(tica del con)unto de bomb bombeo eo * de"i de"ini nirr u comp compor ortam tamie ient nto o en "unción de la ditinta olicitacione# olicitacione# 2. INTR NTRODUC ODUCC CIÓN IÓN +aado en la ecuación de la energ!a$ un dipoitivo de bombeo bombeo coni conite te en cual,u cual,uier ier ite itema ma ,ue le aum aumenta enta la con condic dición ión ener energ g(tic (ticaa del "lu) "lu)o o# Recordando dic-a ecuación:
Donde nde - b .cab .cabe/ e/aa de bom bombeo beo repr repre een enta ta el incremento energ(tico# Dent Dentro ro de lo lo parám parámet etro ro dent dentro ro de un die dieo o -idr -idráu áuli lico co$$ e debe debe calc calcul ular ar ete ete term termin ino o con con u"i u"ici cien ente te cert certe/ e/a$ a$ dado dado ,ue ,ue de (l depe depend ndee la la cond condic icio ione ne dee deead ada a de pre preió ión$ n$ velo veloci cida dad d * elevación en el punto 2 e cumplan ati ati" "ac acto tori riam amen ente te## o ante anteri rior or corr corre epo pond ndee al proceo de elección de ete componente dentro del abanico abanico de poibilid poibilidade ade ,ue o"recen o"recen lo ditinto ditinto "abricante# 3ara reali/ar una elección ,ue realmente garantice con"iabilidad$ e neceario interpretar la in"ormación de ingenier!a preentada por el "abricante obre la caract caracteri eri/ac /ación ión de la bomba# bomba# Cuando Cuando e -abla -abla de caract caracteri eri/ac /ación ión no re"eri re"erimo mo a la evalu evaluaci ación ón del
comportamiento de entrega de energ!a por parte del dipoitivo dentro de la poible olicitacione de entrega de energ!a a la cuale puede er ometido# ta in"ormación e puede preentar por medio de gra"ica o curva caracter!tica# na de eta curva relaciona la ditinta cabe/a de bombeo poible ,ue puede entregar la ma,uina -idráulica contra el caudal ,ue puede etablecere# 3ara ete cao e contara con un e,uipo de bombeo accionado por un motor el(ctrico$ de ete modo la e"iciencia energ(tica del con)unto ,uedar!a de"inida por:
De la primera ecuación e tiene en cuenta ,ue lo diámetro de ucción * decarga on iguale$ lo ,ue -ace -ace ,ue ,ue lo lo t(rm t(rmin ino o de ener energ! g!aa cin( cin(ti tica ca ean ean igua iguale le * e pued puedan an canc cancel elar ar## o o t(rm t(rmin ino o de elev elevac ació ión n etá etá en orde orden n de cent cent!m !met etro ro$ $ para para t(rmino práctico e pueden depreciar *a ,ue lo la cabe/a ,ue e eperan traba)an con magnitude de orden muc-o ma*or# ambi ambi(n (n e conid conidera era ,ue la perdid perdida a tanto tanto del tramo de tuber!a como la interna en la ma,uina e contabili/ara dentro de la e"iciencia del con)unto# Con bae en lo anterior la cabe/a de bombeo viene dada por:
a potencia -idráulica vendr!a dada por la ecuación:
Al con)un con)unto to de bombeo bombeo e le umini uminitr traa energ energ!a !a el(ctrica la cual viene dada por la ecuación:
PROTOCOLO DE PRÁCTICA DE LABORATORIO
Mecánica de Fluidos 3or 7ltimo e relacionara la cabe/a de bombeo * el caudal a trav( de una curva & b v ' * e determinara tambi(n la variación de e"iciencia con repecto al caudal#
uego para apertura parciale de la válvula de regitro tome lectura de volta)e$ ampera)e * caudal# 3ara -allar el dato de caudal e reali/a la medición del tiempo en ,ue e demora en completar un volumen conocido con cronometro# +a)o eta condicione e deben tomar 4 medicione má# a 7ltima medición e debe reali/ar con la válvula de regitro completamente abierta#
3. MARCO TEÓRICO •
•
9$ ;# A# * C<=+AA ># =#$ =ecánica de "luido$ "undamento * aplicacione$ =cra? @&ill +oo Compan*$ =(Bico 2006$ 3ág# 8 E 51 -ttp:FF???#igi-m#comFdocumentacion2#p-p
4. MATERIALES Y COMPONENTES 3ara la e)ecución de la práctica de laboratorio e deben utili/ar lo iguiente elemento: +anco de bomba centri"uga erie E • paralelo 3in/a amperim(trica • Cronometro • 3robeta de 1000 ml • +alde a"orado de 10 lt • 5# METODOLOGÍA Conecte el banco de bomba centri"uga .Gig# 1 a una "uente de energ!a de 110 v mono"áica$ * llene el depoito con al meno 20 litro de agua#
P
suc. (Psi)
551,143 4 4"3,1#! 3 3%#,5"4 3 #%1,%$ " #1$,55% %
P des. Volume Tiemp (Psi) n (lt) o (s)
Pot electrica (W)
1
,!"
1,!
315,1!
1
,!!
1,$
3#3,!
%$#
,$"
1,"
#4#,4%
3
1,3
3,3
3"$,%5
4
1,4
5,$
4%3,%#%
6# RESULTADOS Y DISCUSIÓN l primer producto de entrega: elabore una grá"ica ,ue relacione la cabe/a de bombeo * el caudal entregado por la bomba .& b v '# Realice el análii de eta grá"ica#
A)ute la válvula del banco para ,ue traba)e olo uno de la do bomba centri"uga# a pin/a amperim(trica e deben ubicar en la bornera del motor de la bomba para ,ue no indi,ue la medicione el(ctrica# ncienda la bomba * permita ,ue el aire interno en la tuber!a alga# Depu( de ello inicie el ena*o cerrando la válvula de regitro completamente * tome dato de volta)e * ampera)e# te erá el primer dato ,ue tomara#
&' (m)
(m3*s)
(+pm)
3$ 34,34 #5,!$$! 1",%!$1 1$,4#5
,4"44 ,51$% ,415! ,31#1 ,1!#5
$!3! !#5,$$ %5"1,1# 4"4$,$% #!"#,3
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Mecánica de Fluidos
4 35 3
() 1.%4 ep( ) /0 ."#
#5
Hb(m) # 15 1 5 #345%$!"
Q(gpm)
Gráfca1 hb(m) vs
De la relación repreentada en la grá"ica 1 anterior .-b H '$ e oberva ,ue a medida ,ue el caudal aumenta conecuentemente la cabe/a de bombeo tienen incremento$ tambi(n e puede obervar mediante una regreión ,ue el comportamiento de la curva e de "orma eBponencial#
Gráfca2 CURVAS CARACTERISTICAS DE B!BA "#ma$ a
%$Iegundo producto a entregar: en el catálogo en l!nea de la emprea <&= .lin mencionado en la parte de lectura * etudio eleccione una bomba con la iguiente caracter!tica:
n la .grá"ica 2 podemo oberva la curva para una bomba centri"uga por catálogo$ al momento de relacionarla con la curva de -bv ' .gra"!a 1 obtenida mediante la toma de dato en el ena*o podemo =arca: <&= • obervar ,ue el comportamiento e eBponencial igual a la 3roducto: Centri"uga caracol • tabla de catalogo$ no óbtate tambi(n podemo determinar ,ue el diámetro a cuale etán tomada la curva var!an * on ditinto a el diámetro uado en la ; decargue u repectiva curva caracter!tica# practica para poderla relacionar me)or tendr!amo ,ue Compare el comportamiento de la bomba ,ue elecciono tener un diámetro ,ue ea igual a el diámetro máBimo o con el obtenido para la bomba del ena*o# J imilar el al de operación# comportamiento de lo dipoitivoK Argumente u ercer producto a entregar: realice una grá"ica de repueta# e"iciencia contra caudal * anal!cela 3ara etablecer la potencia -idráulica de la bomba tomamo la ecuación
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De manera ,ue la e"iciencia de la bomba eta dada por la ecuacion
'om'a
(m3*s)
,5! ,53 ,44 ,15 ,$
,4"44 ,51$% ,415! ,31#1 ,1!#5
.$ .% .5 .4 0b#mba .3 .# .1 . .
bi,ue lo valore de caudal máBimo * cabe/a máBima regitrado en la placa Jon iguale a lo obtenido en la prácticaK JA ,ue puede atribuire la poible di"erenciaK
() 1.% - .#% /0 ."4
.#
.4
.%
Q(m/'s)
Gráfca/ 0b#mba vs
%bervando lo dato de la placa el caudal .' e de 5 lFmin * la cabe/a de bombeo máBimo e 40m$ comparando contra lo reultado obtenido en el ena*o caudal máBimo 1#056 ltFmin * cabe/a de bombeo máBimo #4 m$ e puede ver ,ue lo dato no on iguale pero tiene una aproBimación igni"icativa$ eta di"erencia puede atribuire a lo errore itemático cometido a la -ora de tomar la medida$ tambi(n e abe ,ue el motor tiene un margen de 20L de p(rdida en e"iciencia por lo ,ue eto podr!a a)utar má lo dato de la placa a lo obtenido en la práctica# JConidera uted ,ue lo dato regitrado en la placa de la bomba on lo neceario * u"iciente para -acer una elección adecuada del dipoitivo en una aplicación epeci"icaK >uti"i,ue u repueta#
Dado al uo ,ue e re,uiera$ on mu* importante lo n la grá"ica podemo obervar uno valore dato uminitrado en la placa de la bomba$ e puede aproBimado de la e"iciencia de la bomba utili/ada en el eleccionar la me)or opción para el itema ,ue e ena*o# =ediante una regreión e determina ,ue u neceite por,ue e conoce el abanico de ervicio ,ue comportamiento e l!nea de eto podemo concluir ,ue preta$ cuále on u limitacione la e"iciencia de la bomba e ma*or a como e el caudal de la bomba * ,ue aproBimadamente a 0$8 * 1 mF la bomba la bomba puede alcan/ar u e"iciencia de 100L 7. CONCLUSIONES con eto e puede tener una aproBimación acercada para aber cuál e el caudal óptimo para para aprovec-ar la Ie puede concluir ,ue para -acer una elección de una bomba "otodinámica -a* ,ue tener en cuenta vario energ!a el(ctrica ,ue etá conumiendo la bomba "actore ,ue no relacionen la perdida el un itema -idráulico# Cuarto producto a entregar: lo dato impreo en la placa de la bomba e muetran a continuación#
Como e la perdida de carga en el itema la perdida el(ctrica de lo mecanimo utili/ado eto a*udara a ,ue e tenga un me)or a-orro de preupueto * e tenga una me)or utili/ación de cada uno de eto recuro#
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