Informe Bomba Reciprocante FIM UNI

INDICE

Objetivos

2

Fundamento Teórico

3

Datos del laboratorio

10

Cálculos y Resultados

11

Conclusiones y Observaciones

15

OBJETIVOS

 !nali"ar el com#ortamiento de la bomba reci#rocante de #istón$  Obtener la curva de altura% #otencia y e&iciencia vs caudal$

2

FUNDAMENTO TEÓRICO

Caracter'sticas (enerales de &uncionamiento )as bombas de este ti#o son bombas de des#la"amiento *ue crean la succión y la descar(a% des#la"ando a(ua con un elemento móvil$ +l es#acio *ue ocu#a el a(ua se llena y vac'a alternativamente &or"ando y e,trayendo el l'*uido mediante movimiento mecánico$ +l t-rmino .#ositivo/% si(ni&ica *ue la #resión desarrollada está limitada solamente #or la resistencia estructural de las distintas #artes de la bomba y la descar(a no es a&ectada #or la car(a a #resión sino *ue está determinada #or  la velocidad de la bomba y la medida del volumen des#la"ado$ )as bombas de des#la"amiento #ositivo &uncionan con bajas ca#acidades y altas #resiones en relación con su tamao y costo$ +ste ti#o de bomba resulta el más til #ara #resiones e,tremadamente altas% #ara o#eración manual% #ara descar(as relativamente bajas% #ara o#eración a baja velocidad% #ara succiones variables y #ara #o"os #ro&undos cuando la ca#acidad de bombeo re*uerida es muy #oca$ C)!+ D+ O4! D+ D+)!6!47+8TO O7T79O :ay dos clases de bombas de des#la"amiento #ositivo; a< )as de #istón o reci#rocantes% *ue des#la"an el li*uido #or la acción de un -mbolo o #istón con movimiento rectil'neo alternativo% o con movimiento de oscilación$ b< )as rotatorias% en las cuales% el des#la"amiento se lo(ra #or el movimiento de rotación de los elementos de la bomba$

3

1< ombas reci#rocantes Caracter'sticas de &uncionamiento +n las bombas reci#rocantes el #istón crea un vac'o #arcial dentro del cilindro #ermitiendo *ue el a(ua se eleve ayudada #or la #resión atmos&-rica$ Como =ace &alta un es#acio determinado de tiem#o #ara *ue se llene el cilindro% la cantidad de a(ua *ue entra al es#acio de des#la"amiento de#enderá de la velocidad de la bomba% el tamao de las válvulas de entrada y la e&ectividad del material sellante de las válvulas y del #istón$

Debido a la resistencia &riccional *ue se desarrolla en sus #artes en movimiento% las bombas reci#rocantes tienen una e&iciencia relativamente baja> las #-rdidas en las correas% los en(ranes y las c=umaceras se aaden a la resistencia de las #artes móviles #ara dar un rendimiento bajo en #ro#orción a la #otencia suministrada #or la unidad motri"$ )as válvulas de las bombas de #istón son de dos ti#os las de succión% *ue #ermiten la entrada al es#acio de des#la"amiento% y las de descar(a% *ue dejan *ue el a(ua #ase =acia el tubo de descar(a% +stas válvulas o#eran #or la &uer"a *ue ejerce sobre ellas el #eso del a(ua% o #or la acción ejercida #or  elemento de des#la"amiento$ 4

9entajas y desventajas de las bombas reci#rocantes )as ventajas de las bombas reci#rocantes de #o"o llano son;  !lta #resión dis#onible  !utocebantes ?dentro de ciertos l'mites<  Flujo constante #ara car(as a #resión variable  !da#tabilidad a ser movidas manualmente o #or motor  )as desventajas son;  aja descar(a  aja e&iciencia com#arada con las bombas centri&u(as  4uc=as #artes móviles  Re*uieren mantenimiento a intervalos &recuentes  ucción limitada  Costo relativamente alto #ara la cantidad de a(ua suministrada  Re*uieren un tor*ue considerable #ara llevarlas a su velocidad  Flujo #ulsante en la descar(a

5

2< ombas rotatorias Caracteres (enerales de su &uncionamiento )as bombas rotatorias son unidades de des#la"amiento #ositivo% *ue consisten en una caja &ija *ue contiene en(ranes% as#as u otros dis#ositivos *ue rotan% y *ue actan sobre el l'*uido atra#ándolo en #e*ueos volmenes entre las #aredes de la caja y el dis#ositivo *ue rota% des#la"ando de este modo el l'*uido de manera similar a como lo =ace el #istón de una bomba reci#rocante$ ero las bombas rotatorias en ve" de suministrar un &lujo #ulsante como sucede con las bombas reci#rocantes% descar(an un &lujo uni&orme% #or el movimiento de rotación de los en(ranes *ue es bastante rá#ido$ )as bombas rotatorias se usan (eneralmente #ara a#licaciones es#eciales% con l'*uidos viscosos% #ero realmente #ueden bombear cual*uier clase de l'*uidos% siem#re *ue no conten(an sólidos en sus#ensión$ 8o obstante% debido a su construcción% su uso más comn% es como bombas de circulación o trans&erencia de l'*uidos$ Caracter'sticas #rinci#ales; 

on de acción #ositiva



Des#la"amiento rotativo



Flujo uni&orme



Construcción com#acta



Car(a alta



Descar(a relativamente baja



9elocidades de o#eración de moderadas a altas



ocas #artes móviles



Re*uieren toda la #otencia #ara llevarlas a su velocidad de o#eración



Flujo constante dentro de ciertos l'mites #ara car(a variable



!s#iración limitada

6

Como las #ie"as *ue ori(inan el des#la"amiento son de metal y rotan% el contacto metálico entre las #artes móviles ori(ina des(astes *ue #osibilitan los resbalamientos a altas #resiones% es #or eso *ue la e&ectividad de las bombas rotatorias disminuye con el uso$ Distintos ti#os de bombas rotatorias )as bombas más comunes y más e&ectivas de este ti#o son las de en(ranes e,ternos$ e(n los dientes se se#aran en el lado de succión de la bomba% el es#acio entre dos dientes consecutivos se llena de l'*uido y de esta &orma es arrastrado =asta *uedar atra#ado entre estos y la #ared de la caja de la bomba> el movimiento de rotación del en(rane lleva entonces el l'*uido atra#ado =asta el lado de descar(a% en donde al *uedar libre es im#ulsado =acia a&uera #or la lle(ada constante de nuevas cantidades de li*uido$ )as bombas rotatorias son (eneralmente &abricadas #ara ca#acidades *ue no e,ceden de 500 (#m ?31$5@ lAs< y car(as *ue no sobre#asan 500 #ies ?152$@ m<$

7

8

3< Bsos más corrientes de las bombas de des#la"amiento #ositivo 

ombeo en #o"os llanos



ombeo en #o"os #ro&undos



ara niveles de a(ua variable



ombas de incendio



ombas de trans&erencia y circulación



O#eración #or molinos de viento



!ltas car(as a #resión



!limentación de calderas



ombeo de aceite y (asolina



Fumi(adores de cosec=as

DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

8

 

8

3.3

8

75

9

1.1

1

9 Punto

1

 

Pd (kg/cm 2)

W (lb)

N

h (c m)

1

0.8

9

5.2

75

1

5

 

9

3.6

8

1.0

875

9

5

3

Ps (pulg Hg)

-1

Punto

Pd (kg/cm 2)

W (lb)

N

h (c m)

1

1

0.8

9

5.1

75

0

5

5

2

 

2

1.3

8

25

9

4

8

3

 

3

1.6

9

25

0

3

 

3

4

 

4

2.0

8

75

9

1 2.3

2

 

2

2

5

 

5

2.3

8

1.8

75

9

5

 

6

2.6

8

25

9

3

 

3

 

7

2.8

8

1.2

75

9

5

3.9

5

9

5

1.6

8

25

9

2.9

6

1.5

4

 

4

5

7

8 4

5

6

1.2

2.0

8

65

9

2.1

7

5

3

 

5

2.4

8

375

9 6

9

1.8

6

 

6

2.7

8

5

9

1.5

8

5

7

7

3

8

1.2

9

5

9

6

8

 

8

3.1

8

875

9

1.1

6

9

 

9

3.6

8

1.0

25

9

5

   

-2

1 2 3 4 5 6 7

           

N

1

1.1

17

25

81

1.5

17

65

71

1.9

2 3 4 5 6 7

h (c m)

375

30

8

4.2

17

16.

05

28

1

W (lb)

N

h (c m)

1

1

1.1

17

31.

25

88

2

1.5

17

26.

625

86

8

1.9

17

23.

775

68

2

2.2

17

21.

5

65

8

2.6

17

20.

25

54

2

3

17

18.

53

8

3.3

17

17.

75

47

9

3.8

17

16.

125

34

8

4.1

17

15.

25

24

8

5

35

6

28

7

17

25.

8

375

73

1

2.4

17

22.

375

80

3

2.8

17

21

125

74

3.0

17

20.

65

45

3

3.5

17

18.

9

         

2 3 4 5 6

     

Ps (pulg Hg)

10

16.

Pd (kg/c m2)

4 W (lb)

17

Punto

2

Pd (kg/c m2)

3.9

-1

3

Punto

9

5

Ps (pulg Hg)

5

Ps (pulg Hg)

8

39

7 8 9 -2

CALCULOS Y RESULTADOS Q (gl/h ) 257' 8 224'4  194'3 4 17'1 6 152'6 1 137'4 2 125'4 4 117'6 8 114'9 7

Q (m3/h)

Q (lb/h)

H (p!"s )

WH P

#H P

$b%%! do

$g u

n&

n

0.97

441.4

33.93

0.0

0.0

40.10

34.3

85.

49.6

44

89

7

70

5

0.0

0.1

30.0

76.

57.3

76

32

0

23

5

0.0

0.1

25.9

65.

60.0

98

63

8

65

7

22.7

58.

55.4

5

19

4

20.4

52.

54.0

0

01

3

18.3

46.

52.7

7

83

6

16.7

42.

51.3

7

85

7

15.7

40.

47.0

3

29

0

15.3

39.

47.1

7

27

5

2 0.85

385.3

66.73

0 0.74

333.6

99.53

8 0.64 0.58 0.52 0.47 0.45 0.44

292.1

132.3

0.1

0.2

7

3

14

06

262.0

165.1

0.1

0.2

3

3

28

36

235.9

197.9

0.1

0.2

5

3

38

61

215.3

230.7

0.1

0.2

9

3

47

85

202.0

263.5

0.1

0.3

5

3

57

34

197.4

296.3

0.1

0.3

1

3

73

66

39.35 39.57 39.09 39.22 39.22 39.14 39.05 39.14

Q (gl/h)

Q (m3/h)

Q (lb/h)

H (p!"s )

WH P

#H P

$b%%! do

$g u

n&

n

254'6 2 222'9 9 191' 7 162'5 9 15'5 3 137'4 2 125'4 4

0.96

437.1

35.07

0.04

0.08

39.49

34.0

0.8

0.5

5

8

4

6

2

0.07

0.12

29.8

0.7

0.6

7

4

1

6

2

25.5

0.6

0.6

4

5

0

21.7

0.5

0.5

4

5

3

20.1

0.5

0.5

2

1

2

18.3

0.4

0.5

7

7

1

16.7

0.4

0.4

7

3

9

9 0.84

382.8

67.87

9 0.72 0.62 0.57 0.52 0.47

328.0

100.6

0.09

0.16

7

7

7

2

279.1

133.4

0.11

0.20

8

7

0

6

258.4

166.2

0.12

0.24

7

7

7

3

235.9

199.0

0.13

0.27

5

7

9

3

215.3

231.8

0.14

0.29

9

7

7

9

39.18 39.27 39.31 39.27 39.22 39.27

117'6 8 114'9 7

0.45 0.44

202.0

264.6

0.15

0.31

5

7

8

7

197.4

297.4

0.17

0.36

1

7

3

0

39.27 39.22

15.7

0.4

0.5

3

0

0

15.3

0.3

0.4

7

9

8

Q (gl/h)

Q (m3/h)

Q (lb/h)

H (p!"s )

WH P

#H P

$b%%! do

$g u

n&

n

663'7 8 593'7 1 562'1 2 529'8 4 514'1 6 55'5 2 482'5 9 459'8 8 45'2 

2.51

1139.

33.93

0.11

0.22

78.05

88.7

1.1

0.5

4

3

4

4

1

0.20

0.30

79.3

1.0

0.6

1

8

7

2

5

0.28

0.38

75.1

0.9

0.7

3

2

4

7

4

70.8

0.9

0.7

3

1

4

68.7

0.8

0.7

3

8

8

67.5

0.8

0.8

8

8

5

64.5

0.8

0.8

1

5

3

61.4

0.8

0.8

8

1

1

60.1

0.7

0.8

8

9

4

74 2.25

1019.

66.73

41 2.13

965.1

99.53

8 2.01 1.95 1.91 1.83 1.74 1.70

909.7

132.3

0.35

0.48

5

3

5

2

882.8

165.1

0.43

0.55

4

3

0

4

868.0

197.9

0.50

0.59

0

3

7

4

828.6

230.7

0.56

0.67

2

3

4

6

789.6

263.5

0.61

0.75

3

3

4

7

773.0

296.3

0.67

0.80

1

3

5

7

77.61 77.70 78.01 77.74 76.47 76.21 75.82 75.73

Q (gl/h)

Q (m3/h)

Q (lb/h)

H (p!"s )

WH P

#H P

$b%%! do

$g u

n&

n

626'7 2 58'8 4 54'4 3 523'8 7 54'2 8 486'4 9 474'7  459'8 8 445'9 9

2.37

1076.

35.07

0.11

0.22

78.36

83.7

1.0

0.5

1

4

8

7

0

0.20

0.31

77.6

0.9

0.6

0

0

5

9

4

72.2

0.9

0.7

4

3

1

70.0

0.9

0.8

3

1

0

67.4

0.8

0.8

1

8

3

65.0

0.8

0.8

3

5

4

63.4

0.8

0.8

6

3

5

61.4

0.8

0.8

8

1

4

59.6

0.7

0.8

2

9

5

09 2.20

997.3

67.87

3 2.05 1.98 1.91 1.84 1.80 1.74 1.69

927.9

100.6

0.27

0.38

3

7

5

8

899.5

133.4

0.35

0.44

0

7

4

1

865.8

166.2

0.42

0.51

6

7

5

2

835.3

199.0

0.49

0.58

1

7

0

4

815.0

231.8

0.55

0.65

8

7

7

5

789.6

264.6

0.61

0.73

3

7

6

5

765.7

297.4

0.67

0.79

7

7

2

0

78.27 77.48 77.35 76.87 76.82 76.56 75.99 75.55

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES















 !l incrementar el caudal la #resión cae% y al disminuir el caudal la #resión se incrementa de manera cada ve" más abru#ta$ )a #resión de succión se mantiene inestable% esto se da #or el (ran vac'o #or #ulsos *ue (enera el #istón al momento de succionar$ )a e&iciencia tiene com#ortamiento #arabólico% #or lo *ue e,iste un #unto má,imo *ue #odr'a ser considerado #unto de o#eración$ Con&orme se aumenta la #resión (enerada% la #otencia re*uerida tambi-n aumenta% y al aumentar el caudal la #otencia decrece$ )a e&iciencia volum-trica aumenta casi directamente #ro#orcional con el caudal$ +,iste cierto error en la medición del caudal% ya *ue a altas velocidades este valor var'a en el tubo de Reynolds$ +n al(unos casos la e&iciencia volum-trica es mayor *ue uno% esto es #osible cuando el án(ulo de a#ertura de las válvulas de admisión y esca#e están abiertas simultáneamente% se #roduce e,#ulsión de a(ua sin #resuri"ar% esto e,#licar'a la variación de la #resión en el tubo de succión$ Otro &actor ser'a *ue a velocidades altas% se #roducen mayores &u(as a trav-s de los anillos del #istón$