UNAM Facultad de Ingeniería División de Ciencias Básicas
Laboratorio de Termodinámica Termodinámica((1437 1437)) Práctica 7 Gasto masico, potencia y eficiencia de una bomba . Integrantes:
Campos Hernández Luis Ángel. Corona Santos Rodrigo
Ortega Galicia Bryan.
Rosas Pérez Héctor Giovani.
Profesor: González Pineda Francisco ..
GRUPO:8 GRUPO: 8
Brigada: 1 Brigada: 1
Fecha de elaboración: 10 10 de de octubre octubre de de 2017 2017. Fecha de entrega: 17 17 de de octubre octubre de de 2017 2017.
Objetivos • Aplicar las ecuaciones de la primera ley de la termodinámica y de continuidad para
calcular el gasto másico en el sistema hidráulico propuesto. • Calcular la potencia del motor accionador de la bomba instalada en el sistema. • Calcular la eficiencia mecánica de la bomba.
INTRODUCCION: La sustancia sólo puede encontrarse en dos fases: sólido y fluido. Para esta práctica debemos tener pesantes los siguientes postulados así como, las interpretaciones aritméticas. Estado Estable Es un proceso en el cual las propiedades en cada punto del volumen de control se mantienen contantes con el tiempo. Flujo Másico La cantidad de masa que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo se conoce como flujo másico. Conservación de la Masa La conservación de la masa para un volumen de control se puede expresar como: La transferencia neta de masa hacia o desde el volumen de control durante un intervalo de tiempo Δt (incremento o disminución) es igual al cambio neto de en la masa total del volumen de control durante Δt, es decir,
Balance de masa Cuando se tiene flujo estable, el interés no se centra en la cantidad de masa que entra o sale del volumen de control (dispositivo mecánico) con el tiempo, pero sí se está interesado en la cantidad de masa que fluye por unidad de tiempo. Flujo estable Balance de Energía Para un sistema con una entrada y una salida, la expresión se puede escribir de la manera siguiente: ] Ecuación de Bernoulli Bombas Existen dos tipos básicos de bombas: de desplazamiento positivo y dinámicas o de intercambio de cantidad de movimiento. Todas las bombas de desplazamiento positivo suministran un caudal pulsante o periódico como consecuencia de que la cavidad se abre, atrapa y expulsa al fluido. Las bombas dinámicas añaden simplemente cantidad de movimiento al fluido por medio de paletas o álabes giratorios. Potencia de una bomba Cebar una bomba. Para cebar una bomba, inicialmente el cuerpo es llenado manualmente con agua. Esta agua llega hasta el impulsor o voluta a través del orificio de cebado Purgar una bomba. Purgar una bomba implica el llenado del fluido en todos los ductos del sistema de admisión expulsando el aire que había dentro. Pichancha. Es una válvula de pie, su función es regular la eficientemente el flujo necesario de gua que requiere suministrar la bomba hacia un dispositivo. Desarrollo
1. Conectar la bomba. 2. Abrir totalmente la válvula, cuidando que el mercurio del manómetro no se derrame en la tubería. 3. Esperar al menos 2 minutos para que la bomba trabaje de manera estable. 4. Tomar las siguientes lecturas: a. Diferencia de alturas entre los niveles del manómetro de mercurio. b. La presión que indica el manómetro. c. La presión que indica el vacuómetro. d. La diferencia de altura entre ambos manómetros. e. Diámetros externos de las tuberías:
Diámetro externo en la tubería de succión. Diámetro externo en la tubería de descarga. Diámetro externo en la tubería de reducción. 5. Cerrar la válvula. 6. Desconectar la bomba. Calcular: • • El gasto másico de agua que fluye por el equipo. • • La potencia del motor accionador de la bomba. • • Los errores absoluto y porcentual. • La eficiencia mecánica de la bomba. a. [HP] ≈ 746 [watts]
Considere para sus cálculos que la potencia nominal del motor accionador de la bomba es 0.25 caballos de potencia [HP].
Tabla de datos Experimentales.
∆
Z (niveles de mercurio)
.07[m]
h (diferencia entre manómetro y vacuometro)
.74[m]
∆
.85 [
]
ó ∆ó
.05[
]
.026 [m] .021 [m] ..021 y .015 [m]
Conversiones.
= .85[ ] 98066.1 5 = 83356.525 = ℎ = 36009.78. 05 = 1760.4 +
Calculo de las aéreas transversales
= . − = = 5.3110 = . = 3.46310− = . = 1.76710− = . = 3.46310− = ( ) = 9.81. 072600 = 1785.42 . . = √ −− √ − . = ... = 2.755
Calculo de las velocidades
=
= 3.86
=
Calculo del flujo másico.
̇ = ⃗ ̇ = 10003.86.015 = 57.9 ̇ = 10002.755.021 = 57.855
Calculo de la potencia del motor.
̇ + ̇ = ̇ 12 + + ̇ = 0 ̇ = 57.912 3.862.7555+9.81.74+78760.43.8683356.5252.755 ̇ = 4306.353 ̇ = = ̇ ̇ = 7186.4.1705 = .4030 = 4030% 75.170[watts]
Conclusiones:
Se vieron algunos conceptos como purgar, cebar, el gasto másico, etc., se conoció que en un sistema abierto entra y sale masa y el funcionamiento de la bomba y lo dañino que puede ser para el metal que a esta se le hagan burbujas porque se desgasta. Se logro calcular el gasto másico del fluido que circulaba en las tuberías debido a la potencia que ejerce la bomba, ayudándonos de conocimientos anteriores como la diferencia de presiones, relacionarlo con la velocidad del fluido, conociendo las áreas de las tuberías, obteniendo las lecturas del manómetro y vacuómetro y obtuvimos la potencia de la bomba. Un ejemplo del gasto másico se encuentra en las tuberías que se necesitan para transportar agua hasta nuestras casas, y aunque la distancia es un problema, y en estos casos lo que se necesita es velocidad y de la misma forma se utiliza el principio de Bernoulli, aumentando la presión y la velocidad en la tubería.
Debido a su curva característica de presión relativamente rígida, las bombas rotativas de desplazamiento positivo son apropiadas como bombas de transporte y dosificación en un amplio rango de caudal de bombeo. A menudo son una alternativa económica, especialmente en las industrias alimentaria, farmacéutica y de biotecnología, así como en caso de bajos requerimientos de presión
Desarrollo experimental
1. Lo primero que hicimos fue revisar que todo estuviera bien, con respecto al sistema (comprobar que la llave estuviera cerrada, etc.) 2. medir los diámetros internos y externos de los tubos de entrada y salida del agua de la bomba. 3. Despues conectamos el motor a la corriente eléctrica. 4. Abrimos la llave de paso poco a poco girando La llave para que el líquido en el manómetro de U se moviera (desnivelara). 5. Esperamos un par de minutos en lo que el sistema se estabiliza. 6. Tomamos las lecturas de la presión que indica el manómetro, la presión que indica el vacuómetro, la diferencia de altura entre ambos manómetros diferencia de alturas entre los niveles del manómetro de mercurio esto cada 5 min tres veces. 7. Por ultimo cerramos la válvula y desconectamos el motor.
