PRACTICA 4 Determinacion de Curvas Caracteristicas de Bombas

Universidad Nacional Experimental “Francisco De Miranda” Área De Tecnología Programa De Ingeniería Química Departamento De Energética Laboratorio De Operaciones Unitarias I

PRÁCTICA 4: DETERMINACIÓN DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DE BOMBAS 1 OBJETIVO GENERAL • Construir la curva característica y la curva del sistema de bombas centrífugas en serie y paralelo.

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2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Determinar los parámetros necesarios para la construcción de la curva característica. • Determinar los parámetros necesarios para la construcción de la curva del sistema. • Determinar el cabezal Neto de Succión Positivo Disponible (NPSHD) para bombas en serie y paralelo. • Determinar el punto de operación de las bombas en serie y en paralelo.

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3 EQUIPOS NECESARIOS • Banco de prueba conformado por dos bombas centrífugas conectadas en serie y paralelo. • Manómetro Bourdon instalado en el sistema. • Rotámetro Nº 1 y Rotámetro Nº 2. • Watímetros. • Termómetro. 4 DATOS EXPERIMENTALES • Caudal circulante en el sistema. • Temperatura ambiente. • Presión de succión y de descarga para diferentes caudales. • Potencia eléctrica de las bombas. • Altura o elevación inicial en el tanque de alimentación (Z1) y elevación inicial en el tanque de descarga (Z 2). 5 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL • Encender el equipo. • Conectar las bombas en serie, manipulando las válvulas Nº 1, 2, 3, 5 y 7, manteniendo las válvulas Nº 4 y 6 cerradas. • Colocar el flotador del rotámetro Nº 1 en el caudal que se desea determinar comenzando con el caudal cero manipulando la válvula Nº 5.

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Leer la presión de succión y de descarga para el caudal fijado. Tomar la lectura de las potencias eléctricas de las bombas en los watímetros instalados en el sistema. Fijar un nuevo caudal, tomar la lectura de la presión de la succión, descarga, potencias eléctricas, y así sucesivamente hasta cubrir todos los caudales en el rotámetro. Conectar las bombas en paralelo manipulando las válvulas Nº 1, 2, 4, 5, 6 y 7, manteniendo la válvula Nº 3 cerrada. Colocar el flotador del rotámetro Nº 2 en el caudal que se desea determinar comenzando con el caudal cero manipulando la válvula Nº 10. Repetir el procedimiento anterior para el rotámetro Nº 2.

6 TRABAJO A REALIZAR I. Determinar para cada caudal y arreglo Serie / Paralelo: a. Cabezal Total o de la Bomba (HB). b. Potencia Hidráulica Total (PBT). c. Potencia Eléctrica Total (PT). d. Eficiencia Total (η). II. Graficar la Curva Característica (Cabezal Total, Potencia al Freno Total, Eficiencia Total vs. Capacidad) para cada arreglo Serie / Paralelo. II. Construir la Curva del Sistema para cada arreglo Serie / Paralelo. IV. Determinar el Punto de Operación de las Bombas centrífugas interceptando la Curva característica con la Curva del sistema para cada arreglo Serie / Paralelo. B

7 PRE-LABORATORIO Investigar: 1. Definición de Bomba. 2. Definición de Bomba Centrífuga y cómo está constituida internamente. 3. Definición de la Capacidad de una bomba. 4. Presión: Concepto y Unidades.

5. Presión Absoluta, Manométrica o Relativa y 15. Potencia de la Bomba ó Hidráulica, Potencia al Presión Atmosférica: Concepto y Relación Freno, Potencia Eléctrica y Eficiencia. entre ellas. Definición y cómo se calcula. 6. Presión de Vacío, Presión Hidrostática y 16. Definición de Presión de Vapor y explique la Diferencial: Concepto. cavitación de una bomba. 7. Instrumentos para medir presión. 17. Cabezal Neto de Succión Positivo Requerido 8. Manómetro de Bourdon. Principio de (NPSHR). Definición, factores de los cuales funcionamiento. Ventajas y desventajas. depende y cómo se obtiene. 9. Definición de Presión de Succión y Altura de 18. Cabezal Neto de Succión Positivo Disponible Succión. (NPSHD). Definición, factores de los cuales 10. Definición de Presión de Descarga y Altura de depende y cómo se obtiene. Descarga. 19. Relación entre NPSHR y NPSHD. 11. Cabezal Total de la Bomba (H B). Definición y 20. ¿Cómo se construye la Curva Característica de cómo se calcula. una Bomba? 12. Cabezal Total de la Succión (hs). Definición y 21. ¿Cómo se construye la Curva del Sistema de cómo se calcula. una Bomba? 13. Cabezal Total de Levantamiento (h). Definición 22. ¿Cómo se obtiene el Punto de Operación de y cómo se calcula. una Bomba? 14. Cabezal Total de Descarga (hd). Definición y cómo se calcula. TABLA DE DATOS Tabla 1. Bombas conectadas en serie Q Rotámetro (l/h) Ps Pd Pot.Eléc. 1 Pot.Eléc. 2 (pulg Hg) (bar) (Kwatt) (Kwatt) B

Tabla 2. Bombas conectadas en paralelo Q Rotámetro (l/h) Ps Pd Pot.Eléc. 1 (pulg Hg) (bar) (Kwatt)

Pot.Eléc. 2 (Kwatt)

Temperatura ambiente:__________ 

Z1:__________ Qreal (m3/s)

P’s (N/m2)

Z2:__________ 

Tabla 3. Bombas conectadas en serie / paralelo HB1 PT PBT η Pd 2 (m) (watt) (watt) (N/m )

NPSHD (m)

Prom NPSHD

HB2 (m)

Donde: Qreal: caudal del rotámetro, leído en la curva de calibración (m3/s) Ps: presión de succión de la bomba (N/m 2) Pd: presión de descarga de la bomba (N/m 2) HB1: cabezal total de la bomba para la curva característica (m) HB2: cabezal de la bomba para la curva del sistema (m)

Eficiencia de la bomba η  =

P BT  PT 

Presión de Succión Absoluta P´s = Ps + Patm Patm : Presión atmosférica

Cabezal Neto de Succión Positivo Disponible Cabezal Total  H  B1 =

 NPSHD =

P′s − Pv γ   H

Pd  − Ps

2

O

Pv :

Presión de vapor del agua a la temperatura ambiente

γ   H  O 2

γ   H  O :

Peso específico del agua a temperatura ambiente (N/m3) 2

Potencia Eléctrica Total PT  = Pot. Elect1 + Pot. Elect 2

Pot.Elect 1 : Potencia eléctrica de la bomba 1 (watt) Pot.Elect 2 : Potencia eléctrica de la bomba 2 (watt) P T  : Potencia eléctrica total o Potencia al freno (considerando Eficiencia del motor = 100 %)

Potencia Hidráulica Total de la bomba P BT  = Q * H  B1 * γ   H  O 2

Ecuación de Bernoulli P1 γ   P 1:

2

+  Z 1 +

V 1

2* g

+  H  B 2 =

P2 γ  

2

+  Z 2 +

V 2

2* g

+ h L

Presión atmosférica (Pa) Z 1: Altura o elevación inicial en el punto 1 (m) V 1: Velocidad en el punto 1 (m/s) P 2 : Presión en el sistema (Pa) Z 2 : Altura o elevación inicial en el punto 2 (m) V 2 : Velocidad en el punto 2 (m/s) H B2 : Cabezal de la bomba (m)

REPORTE DE DATOS BOMBAS CONECTADAS EN SERIE Q Rotámetro (l/h)

Ps (pulg Hg)

Pd (Bar)

Pot.Eléc. 1 (Kwatt)

Pot.Eléc. 2 (Kwatt)

BOMBAS CONECTADAS EN PARALELO Q Rotámetro (l/h)

Ps (pulg Hg)

Pd (Bar)

Temperatura del fluido: _________  Sección: _______

Pot.Eléc. 1 (Kwatt)

Z1: _______ 

Pot.Eléc. 2 (Kwatt)

Z2: ________ 

Grupo: _______ 

Integrantes: Nombre y Apellido   ___________________   ___________________   ___________________   ___________________   ___________________

C.I _______________ _______________ _______________ _______________ _______________

Firma _______________  _______________  _______________  _______________  _______________