INSTITUTO NACIONAL POLITÉCNICO ESCUELO SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA ESIME CULHUACÁN LABORATORIO DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS PRÁCTICA: BOMBA REGENERATIVA “
”
GRUPO: 7MV391 PROFESOR: ARMANDO GARCÍA ESPINOSA INTEGRANTES: ARAIZA RIVERA ROBERTO BALCAZAR AGUIRRE PABLO ALOIS ESTRADA LOPEZ LUIS ERNESTO SALGUERO GATICA EDGARDO MARTINEZ PALMA SERGIO ANTONIO
FECHA DE ENTREGA: 04/10/2018
OBJETIVOS 1-Dar una introducción al estudiante de los conceptos básicos de las bombas de tipo regenerativa. 2-Obtener y analizar las curvas de comportamiento de las bombas de tipo turbina regenerativa por el método experimental. 3-Observar la variación de la intensidad de corriente demandad por el motor al haber variación de gasto-carga de la bomba. 4-Obtener la eficiencia de la bomba. INTRODUCCIÓN Las bombas son dispositivos que necesitan ser accionados mecánicamente para poder impulsar fluidos líquidos venciendo un potencial adverso. Las bombas periféricas son muy útiles para uso doméstico e industrial, y en su presentación física se encuentran desde las más pequeñas comercialmente hablando; en cualquier presentación cubren perfectamente las necesidades de una vivienda, ya que son elípticas y ayudan a mejorar la presión del agua. Llegan a tener un caudal aproximado de 86 a 90 litros/minuto, por lo que es muy común verlas donde hay muy poca presión y pueden tener una potencia aproximada de ½ caballo, hasta 1HP (dependiendo del modelo). En el tema de la altura, pueden llegar a una máxima de 35 metros; además las entradas de tubería son de una pulgada, por una pulgada de salida. En general es fácil de manipular y fácil de instalar.
La manera de funcionar de esta bomba es que llega a consumir potencia, esto para que en determinado momento pueda actuar como turbina y entregar potencia; es por ello que también se le conoce como bombas tipo turbina de vértice y regenerativas, en este tipo se produce remolinos en el agua por medio de los álabes a velocidades muy altas, las cuales se generan a través de impulsos de energía que se genera de manera muy veloz y además con mucha fuerza en el impulsor. Es importante saber que este tipo de bombas tienen la capacidad para trabajar por dos o tres departamentos por piso, sin que requiera mayor esfuerzo; sin embargo, cuando se requiere cubrir mayores capacidades, podemos encontrar en el mercado bombas de agua que doblan el tamaño de la anterior, y por lo tanto su altura máxima puede llegar a ser de 42 metros, con un caudal de máximo 130 litros/minuto, pero siempre y cuando se encuentre a la altura adecuada. Una de las diferencias más notoria en cuanto a la capacidad física, entre una bomba centrifuga es el tamaño de la turbina, porque la de la bomba periférica es de un menor tamaño. Las diferencias principales entre una bomba centrífuga y una bomba periférica es básicamente el tamaño de la turbina; encontramos que la periférica utiliza una turbina más chica y la centrífuga una más grande, así que aunque ambas realizan a la perfección la tarea de suministrar agua al inmueble, se deben de tomar en cuenta diferentes características que serán básicas para sacarle el mayor provecho a nuestra elección.
DIAGRAMAS Diag rama fís ico 1
A-Bomba. B-Válvula de succión de la bomba de engranes. C-Depósito. D-Tanque de medición. (Kg) E-Depósito para retorno de sobre flujo. F-Válvula de descarga de bomba de engranes. G-Palanca de drenado de tanque de medición. H-Motor de C.A. I-Manómetro de succión de bomba centrífuga. (bar) J-Manómetro de la succión de la bomba de engranes reciprocante y regenerativa. (Psi)
K-Manómetro de descarga bomba de engranes reciprocante y regenerativa.(bar) L-Tacómetro. (rev/s) M-Amperímetro. (Amp) N-Control de ajuste de velocidad del motor. (V) O-Banda Dentada. P-Dinamómetro de resorte.(N)
Banda de motor y bomba de engranes
Control de ajuste de velocidad de motor
Manómetros y Depósito de fluido (agua)
Di ag rama Unifi lar 2
PROCEDIMIENTO PR UEB A A VE LOCIDAD CONSTANTE:
1-Verifique que todas las válvulas del banco estén cerradas. 2-identifique las válvulas del circuito hidráulico de la bomba y ábralas manteniendo cerrada solo la que se encuentra antes del tanque de medición (válvula de control de descarga F) 3-Cebe la bomba A, abriendo la válvula de la tubería de succión, esto sucede por que la bomba se encuentra debajo del nivel del liquido que se localiza en el depósito C. 4-Coloque el control de velocidad N en cero. 5-Con el motor nivelado H, ajuste el dinamómetro P a una lectura cero con la palanca en posición de arranque. 6-Verifique que las tomas de presión conduzcan al fluido hasta los manómetros abriendo las válvulas hasta el cabezal de válvulas señalada como “CENTRI”, y en su caso la correspondiente al manómetro. 7-Cierre el interruptor de encendido. 8-Aumente gradualmente el voltaje aplicado al motor hasta que la bomba esté funcionando a a la velocidad de 18rps. 9-Mantenga la velocidad del motor a las rps indicada en la tabla de datos el valor rps deseadas se obtendrá con el regulador de voltaje N. 10-Anote la presión máxima de descarga (a válvula de control de descarga cerrada) 11-Ajuste la válvula de descarga F , para regular la presión de descarga hasta los valores dados en la tabla de datos,(la presión de descarga varía al abrir ó cerrar las válvulas de descarga). 12-Cierre la válvula G del tanque de medición D, y tome el tiempo de llenado del mismo. NOTA: el renglón correspondiente al tiempo t(s) se refiere al tiempo necesario para recolectar 15kg de agua en el tanque de medición. Sí el flujo es muy pequeño , recolecte valores menores a 15kg, anotando en todos los casos el peso que tomo el tiempo. 13-Tome la lecturas solicitadas en el cuadro de datos . 14-Repita las operaciones desde el punto número 8 para las rps solicitadas. 15-Regrese el control de velocidad del motor a la posición de cero. 16-Abra los interruptores. PRUEB A A VELOCIDAD VARIABLE
1-Cierre la válvula de descarga F. 2-Cierre el dinamómetro P a la lectura de cero.
3-Cierre el interruptor de sobrecarga del banco. 4-Cierrre el interruptor de encendido. 5-Lleve lentamente la bomba a la velocidad de presión y descarga a los valores indicados en el cuadro de datos. 6-Anote los valores que se piden en el cuadro de datos. 7-Reduzca gradualmente la velocidad de la bomba como lo indica el cuadro de datos y ajuste por medio de la válvula de descarga para mantener el valor de presión de descarga constante8-En cada caso se toma el conjunto de lecturas antes mencionadas en el punto 6. 9-Regrese el control de velocidad N a la posición cero. 10-Abra los interruptores
DATOS DE LA BOMBA TURBINA REGENERATIVA Radio de torque= 0.15m Relación de velocidad= 2:1 a) C arg a dinámica total,Hd
Pb= Pd-Ps
(bar)
Pb= Presión de la bomba Pd= Presión de descarga Ps= Presión de succión Hd= (Pb/Y)X 10^5
(m)
Y= Peso especifico del liquido bombeado (N/m3) b) G as to medido (real)Q.
Q= V/t V= Volúmen T= tiempo
(m3/s)
c) P otencia al freno , Nf.
Nf=2*Nm*F*r
(W)
Nm= Velocidad del motor (rps) F= Fuerza R= Radio de torque d) Potencia hidráulica,Nh.
Nh=Q*Hd*Y
(W)
Q= Gasto Hd= Carga dinámica total Y= Peso especifico e) R endimiento
n
n= Nh/Nf
(%)
Cálculos Columna1
Columna2
Concepto Vel. Del Motor Nm (rps) Vel. De la Bomba Nb (rps)
Columna3
Columna4
Columna5
Columna6
Columna7
Columna8
Columna9
1
2
3
4
5
6
7
8
14
14
14
14
14
14
14
14
57.16666667 57.16666667 57.16666667 57.16666667 57.16666667 57.16666667 57.16666667 57.16666667
Presion de Succion Ps (bar) Presion de Descarga Pd (bar)
0
0
0
0
0
0
0
0
2.47
2.15
1.825
1.5
1.175
0.85
0.525
0.2
Tiempo t (s)
0
97
7.25
4.5
2.4
2.34
1.63
1.35
Fuerza F (N)
51.1
51.10
51.1
51
50.9
50.8
50.6
50.5
8
7.5
7.2
7
6.5
6.2
5.9
5.6
Columna6
Columna7
Amperaje (AMP)
Columna1
Columna2
Concepto Vel. Del Motor Nm (rps) Vel. De la Bomba Nb (rps)
1 14
Columna4
2 14
Columna5
3 13
Columna8
Columna9
4 13
5 12
6 12
57.16666667 57.16666667 53.08333333 53.08333333
49
49 44.91666667 44.91666667
Presion de Succion Ps (bar)
7 11
8 11
0
0
0
0
0
0
0
0
1.1
0.2
1.1
0.2
1.1
0.2
1.1
0.2
3.36 56
1.5 55.00
3.8 52
1.65 50
6.7 44
1.7 39.5
7.5 41
1.82 37.5
6.9
6.2
6.1
5.6
5.1
4.6
4.9
4
Presion de Descarga Pd (bar) Tiempo t (s) Fuerza F (N)
Columna3
Amperaje (AMP)
VELOCIDAD CONSTANTE Columna1
Vel Del Motor Nm (rps) Vel De La Bomba Nb (rps) Carga Dinamica Hd (m) Gasto Medio (real) (m3/s)x103 Torque (Nm) Potencia Al Freno Nf (W) Potencia Hidraulica Nh (W) Rendimiento (%)
Columna2
14 57.16666667 25.1783894 0 7.665 674.2486153 0 0
Columna3
Columna4
14 57.16666667 21.91641182 0.010309278 7.665 674.2486153 2216.494845 3.287355428
14 57.16666667 18.60346585 0.137931034 7.665 674.2486153 25172.41379 37.33402371
Columna5
Columna6
Columna7
Columna8
Columna9
14 57.16666667 15.29051988 0.222222222 7.65 672.9291464 33333.33333 49.53468506
14 57.16666667 11.9775739 0.416666667 7.635 671.6096775 48958.33333 72.89700398
14 57.16666667 8.664627931 0.427350427 7.62 670.2902086 36324.78632 54.19262561
14 57.16666667 5.351681957 0.613496933 7.59 667.6512707 32208.58896 48.24163507
14 57.16666667 2.038735984 0.740740741 7.575 666.3318018 14814.81481 22.23338999
Columna6
Columna7
VELOCIDAD VARIAB LE Columna1
Vel Del Motor Nm (rps) Vel De La Bomba Nb (rps) Carga Dinamica Hd (m) Gasto Medio (real) (m3/s)x103 Torque (Nm) Potencia Al Freno Nf (W) Potencia Hidraulica Nh (W) Rendimiento (%)
Columna2
14 57.16666667 11.21304791 0 8.4 738.9025921 0 0
Columna3
14 57.16666667 2.038735984 0.666666667 8.25 725.707903 13333.33333 18.372865
Columna4
13 53.08333333 11.21304791 0.263157895 7.8 637.1149901 28947.36842 45.43507666
Columna5
13 53.08333333 2.038735984 0.606060606 7.5 612.6105675 12121.21212 19.78616231
12 49 11.21304791 0.149253731 6.6 497.6282763 16417.91045 32.99231822
12 49 2.038735984 0.588235294 5.925 446.7344753 11764.70588 26.33489585
Columna8
11 44.91666667 11.21304791 0.133333333 6.15 425.057486 14666.66667 34.50513671
Columna9
11 44.91666667 2.038735984 0.549450549 5.625 388.7720909 10989.01099 28.26594616
GRÁFICAS Velocidad cons tante
Velocidad variable
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA Bombas Centrifugas- Seleccion Operacion y Mantenimiento, I Karassik, R.Carter, Editorial C.E.C.S.A., Febrero 1980. http://ocw.uva.es/file.php/31482/apuntes/TEMA09_CavitacionenTurbomaquinas2011_Apu ntesdeMaquinasHidraulicas.pdf
