INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. ESCUELA SUP RIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y EL ÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO.
OMBAS HIDRÁHULICAS.
PROYECTO: DISEÑO E UNA BOMBA CENTRI UGA. PROFES R: ING. SAÚL RIVERA ZAM RA.
ALUMNOS: AHUMADA NIÑO IVAN OVIDIO. BARRAZA ARROYO SALVADOR. ONTRERAS MAYA JOSÉ MANUEL. ESPINOSA ORTEGA IRVING. ESTRADA HIPOLITO ANDRÉS. ESTRADA VARGAS BARUC. RANCO LUJAN VICTOR ALBERTO. GARCIA HERNANDEZ ANGEL. ARCIA SÁNCHEZ LUIS ROLANDO. GONZALEZ ABOGADO JOSE GRABIEL . 1
INDICE.
Objetivo................... Objetivo............................... ......................... ............................ ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... ............... 3 Justificación……………………………………………………………………………………. 4 Introducción…………………………………………………………………………………….. 5 Principios de una bomba hidráulica………………………………………………………… 6 Clasificaciones de las bombas centrifugas………………………………………………... 8 Partes constitutivas de una bomba………………………………………………………. bomba………………………………………………………... 10 Impulsores……………………………………………………………………………………... 11 Flechas…………………………………………………………………………………………. 13 Desarrollo del proyecto……………………………………………………………………… proyecto…………… ………………………………………………………… 14 Trazo del impulsor …………………………………………………………………………… 36 Conclusiones…………………………………………………………………………………. 39 Bibliografía……………………………………………………………………………............ 40
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INDICE.
Objetivo................... Objetivo............................... ......................... ............................ ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... ............... 3 Justificación……………………………………………………………………………………. 4 Introducción…………………………………………………………………………………….. 5 Principios de una bomba hidráulica………………………………………………………… 6 Clasificaciones de las bombas centrifugas………………………………………………... 8 Partes constitutivas de una bomba………………………………………………………. bomba………………………………………………………... 10 Impulsores……………………………………………………………………………………... 11 Flechas…………………………………………………………………………………………. 13 Desarrollo del proyecto……………………………………………………………………… proyecto…………… ………………………………………………………… 14 Trazo del impulsor …………………………………………………………………………… 36 Conclusiones…………………………………………………………………………………. 39 Bibliografía……………………………………………………………………………............ 40
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OBJETIVO.
Diseñar una bomba centrífuga partiendo de las condiciones de carga (H), gasto (Q), número de pasos (z) (z) y un número específico específico de revoluciones (rpm) requeridos por un un cliente así como tamaño de flecha y mamelón correspondientes para dicha bomba, basándose en los conocimientos obtenidos durante el curso de la carrera de Ingeniería Mecánica con especialización en Hidráulica.
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JUSTIFICACIÓN.
Al efectuar el diseño de una máquina hidráulica en este caso de una bomba rotodinámicas, se aplicarán los conocimientos obtenidos durante el curso de bombas hidráulicas, lo que involucra aplicar conocimientos adquiridos durante todos los semestres pasados, como lo son materias de diseño de elementos mecánicos y apoyados con información de libros de bombas hidráulicas.
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INTRODUCCION.
Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de álabes giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y los álabes lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El rotor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener álabes de guía para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad. El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una válvula de retención en el conducto de succión, que mantiene el líquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta válvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presión. En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial. En flujos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es más paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa como una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.
FIGURA No. 1 succión y expulsión de un fluido en una bomba centrifuga
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PRINCIPIOS DE UNA BOMBA HIDRÁULICA.
Bomba centrífuga. Bomba que aprovecha el movimiento de rotación de una rueda con álabes (rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspirada gracias a la fuerza centrífuga que desarrolla, encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego en el tubo de envío. Caudal. Cantidad de líquido (en volumen o en peso) que se debe bombear, trasladar o elevar en un cierto intervalo de tiempo por una bomba: normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por minuto (l/m), metros cúbicos por hora (m³/h) o galones por minuto (GPM). Símbolo: Q. Altura de elevación. Altura de elevación de un líquido: el bombeo sobreentiende la elevación de un líquido de un nivel más bajo a un nivel más alto. Expresado en metros de columna de líquido o en bar (presión). En este último caso el líquido bombeado no supera ningún desnivel, sino que va erogado exclusivamente a nivel del suelo a una presión determinada. Símbolo: H. Curva de prestaciones. Especial ilustración gráfica que explica las prestaciones de la bomba: el diagrama representa la curva formada por los valores de caudal y de altura de elevación, indicados con referencia a un determinado tipo de rodete diámetro y a un modelo específico de bomba. Cebado. Llenado de la bomba o de la tubería para quitar el aire presente en ellas. En algunos casos, se pueden suministrar, también, bombas auto cebadas, o sea, dotadas de un mecanismo automático que facilita el cebado y por lo tanto la puesta en marcha de la bomba, lo cual sería imposible de otra manera, y además muy lento.
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Cavitación. Fenómeno causado por una inestabilidad en el flujo de la corriente. La cavitación se manifiesta con la formación de cavidad en el líquido bombeado y está acompañada por vibraciones ruidosas, reducción del caudal y, en menor medida, del rendimiento de la bomba. Se provoca por el pasaje rápido de pequeñas burbujas de vapor a través de la bomba: su colapso genera micro chorros que pueden causar graves daños. Pérdidas de carga. Pérdidas de energía debidas a la fricción del líquido contra las paredes de la tubería, proporcionales al largo de éstas. También son proporcionales al cuadrado de la velocidad de deslizamiento y variabilidad en relación con la naturaleza del líquido bombeado. Cada vez que disminuye el deslizamiento normal del fluido movido representa una posibilidad de pérdidas de carga como los bruscos cambios de dirección o de sección de las tuberías. Para lograr en la bomba un correcto dimensionamiento, la suma de tales pérdidas se debe agregar a la altura de elevación prevista originariamente. Sello mecánico. Sello mecánico para ejes rodantes. Usado en todos los casos en que no se puede permitir goteo alguno externo de líquido. Está compuesto por dos anillos con superficie plana, una fija y otra rodante: las dos caras están prensadas juntas de manera que dejan sólo una finísima película hidrodinámica formada por líquido que se retiene para que funcione como lubricante de las partes que se deslizan. Viscosidad. Se trata de una característica del fluido bombeado: representa su capacidad de oponerse al desplazamiento. La viscosidad varía según la temperatura. Peso específico. Cada fluido tiene una densidad característica. El agua, que se usa como término de comparación, convencionalmente tiene un peso específico (o densidad) de 1 (a 4°C y a nivel del mar). El peso específico representa el valor usado para comparar el peso de un cierto volumen de líquido con el peso de la misma cantidad de agua.
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CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS CENTRIFUGAS. Por el tipo de los materiales de sus partes. Las designaciones del material frecuentemente usadas para bombas son: 1. 2. 3. 4.
Bomba estándar (fierro y bronce). Bomba toda de fierro. Bombas toda de bronce. Bomba de acero con partes internas de fierro o acero inoxidable.
Las bombas centrifugas pueden construirse también de otros metales y aleaciones como porcelana, vidrio, hules, etc. Para bombas de alimentación de agua potable la construcción más normal es la estándar de fierro y bronce. Parte
Bomba estándar
Bomba de fierro dúctil
Bombas de acero
Carcasa
Fierro
Fierro dúctil
Acero
Cabeza de succión
Fierro
Fierro dúctil
Acero
Impulsor
Bronce
Fierro o fierro dúctil
Anillos de desgaste
Bronce
Fierro
Difusores
Fierro
Fierro o fierro dúctil
Fierro, acero o acero inoxidable Acero inoxidable
Flecha
Acero
Acero
Camisa de flecha Prensaestopas y partes pequeñas Soportes de rodamientos o baleros
Bronce
Acero inoxidable
Acero o acero inoxidable Acero inoxidable
Bronce
Acero inoxidable
Fierro
Fierro o acero
Bombas de acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable
Bombas de acero dúctil Acero dúplex Acero dúplex
Acero inoxidable
Acero dúplex
Acero inoxidable Acero inoxidable
Acero dúplex Acero dúplex
Acero inoxidable
Acero dúplex
Acero inoxidable
Acero dúplex
Acero inoxidable
Acero inoxidable
Acero dúplex
Fierro o acero
Fierro o acero
Acero
Acero
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Por el tipo de succión. Se pueden clasificar las bombas en función al tipo de succión en: 1. 2. 3. 4. 5.
Simple succión. Doble succión: en donde intervienen ambos lados del impulsor. Succión negativa: donde el nivel del liquido inferior al de la bomba. Succión positiva: donde el nivel del líquido es superior al de la bomba. Succión a presión: en donde la bomba succiona el líquido de una cámara hermética donde se encuentra ahogada y a donde llega el líquido a presión.
Por su dirección de flujo. Se pueden clasificar las bombas de acuerdo a su dirección de flujo en: 1. Bombas de flujo radial: estas tienen impulsores generalmente angostos de baja velocidad específica que desarrollan cargas altas. El flujo es casi totalmente radial y la presión desarrollada es debida principalmente a la fuerza centrifuga. 2. Bombas de flujo mixto:
3. Bombas de flujo axial.
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PART S CONSTITUTIVAS DE UNA BOMBA. Las partes constitutivas de una bomba centrifuga dependen de su construcción y tipo. De la lista de que aparece en el libro del Instituto “Hydrahulic In titute” en su última edición (el mencionado instituto tiene como miembros a más de ci cuenta compañías fabricantes de equipos de bombeo en el mundo entero y se ha preoc pado por mantener al día a los llamados “stan ars”)
FIGURA No. 2. Partes constituti as de una bomba centrifuga.
Nomenclatura recomendada para piezas de las b mbas Centrifugas. Ref. No.
Nombre de la pieza
Ref. No.
Nombre de la pieza
1 1A 1B 2 6 7 13 14 16 17 18
C rcasa Carcasa (mitad inferior) Carcasa ( itad superior) Impulsor Árbol de la bomba Anillo d la carcasa Empaquetadura Manguiito del árbol Cojine e (interno) Collarín del estopero Cojinete (externo) Tuerca d manguito de rbol. Contratuerca del cojinete Anillo de cierre hidráulico
31 32 33 35 37 42 44 46 48 50 52
Cubierta de cojinete ( interno) Cuña del impul or Cubierta de cojinete ( externo) Tapa de cojinete (interno) Tapa de cojinete (e terno) Acoplamiento (mitad en l impulsor) Acoplamiento (mitad en la bomba) Cuña del acoplam iento Buje del acoplamiiento Contratuerca del acop lamiento Pasador del acopla miento
123
Tapa de extremo de cojinete
125 127
Aceitera o gras ra Tubo de sello
20 22 29
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IMPULSORES. El impulsor es el corazón de la bomba centrifuga ya que recibe el liquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba. Se dice entonces que es el órgano principal de las bombas centrifugas. Formado por un conjunto de álabes que pueden adoptar diversas formas, según la misión a que vaya a ser destinada la bomba, los cuales giran dentro de una carcasa circular. El impulsor es accionado por un motor, y va unido solidariamente al eje, siendo la parte móvil de la bomba. El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta la entrada del impulsor, experimentando un cambio de dirección más o menos brusco, pasando a radial, (en las centrífugas), o hermaneciendo axial, (en las axiales), acelerándose y absorbiendo un trabajo. Los álabes del impulsor someten a las partículas de líquido a un movimiento de rotación muy rápido, siendo proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrífuga, creando una altura dinámica de forma que abandonan el impulsor hacia la voluta a gran velocidad, aumentando también su presión en el impulsor según la distancia al eje. La elevación del líquido se produce por la reacción entre éste, sometido al movimiento de rotación. Los impulsores se clasifican según los siguientes criterios:
Tipos de impulsores
Succión
Simple Succión Doble Succión
Forma de las aspas
Aspas curvas radiales Aspas tipo Francis
Dirección del flujo
Construcción
Velocidad Específica
Radial
Abierto
Baja
Mixto
Semiabie
Media
Axial
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Tipos de impulsores.
FIGURA No. 3 Impulsor de flujo axial.
FIGURA No. 4 impulsores de flujo mixto.
FIGURA No. 5 Impulsores abiertos.
FIGURA No 6. Impulsores cerrados.
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FLECHAS. La flecha de una bomba centrífuga es el eje de todos los ele entos que giran en ella, transmitiendo además el movimiento que le imparte la flecha del otor. En el caso de una bomba centrífuga horizontal, la flecha es na sola pieza o lo largo de toda la bomba. n el caso de bombas de pozo profundo, existe una flecha de impulsores y después una serie de flechas de transmisión unidas por un cople, que completan la longitud n cesaria desde el cuerpo de tazones hasta el cabezal de descarga. Las flechas gener lmente son de acero, modificándose únicamente el contenido de carbono, según la re istencia que se necesite. En el caso d bombas de pozo profundo, las flechas de i pulsores son de acero inoxidable con 13% de cromo, en tanto que las flechas de transmisión son de acero con 0.38 a 0.45 de carb no, rolado en frío y rectificado. La determinación del diámetro de las flechas en centrífugas horizontales se hace tomando en cuenta la potencia máxima que va a transmitir la bomba, el peso de los elementos giratorios y el e puje radial que se produce en las bombas. Camisa de una flecha. Debido a que la flecha es una pieza bastante cara y en la sec ión del empaque o de los apoyos hay desgas e, se necesita poner una camisa de flecha ue tiene por objeto proteger la flecha y ser un pieza de cambio, sobre la cual trabajan los empaques. Las camisas son generalmente de latón o de acero inoxidabl y existen diversas formas constructivas de elllas, dependiendo del tamaño de la flecha y e la naturaleza del líquido manejado.
FIGURA No. 7 Camisa de una fl cha.
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DESARROLLO DEL PROYECTO. Datos:
196 54.44 862.874 1740 100 328.08 1000 ⍴
Cálculo de la velocidad específica.
' & $3. 6 5%$1740% 0 . 0 544 46.5018 3.65/# ! 100/#
46.842( 35.5 )* + ,* -í, +)-- ,, *-, -ú * -+--*. Recordar que el cliente exige un número de impulsores mayor a 1 y menor a 5. Para H-100
recomendado = 80 de la figura 9-24.
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No. De impulsores:
80 ' 46.842' 2.04 2 Altura de cada impulsor
:
: 1002 50
; $%' 46.5018 $2%' 78.2063 De la figura 9-37 a) para
; 78.2063 $<=⁄<>% 0.51 @ A+ 0.96
B> C! 2 : 0.96! $2%$9.8 ⁄>%$50 % 30.0528 ⁄ G60 0 528 F30. B 60 > 0.3 299 329.8 651 D> E E $1740 % D> 329.8651 25.14 12.9868 15
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> 12 25.14 304.8 0.3048 Ó
D> 13 25.14 330.2 0.3302 Ahora para un numero de impulsores (z) = 3
: 100 3 33.3333 ; $%' 46.5018 $3%' 106..0011 De la figura 9-37 a) para
; 78.2063 $<=⁄<>% 0.57 @ A+ 1
B> C! 2 : 1 ! $2%$9.8 ⁄>%$33.3333 % 25.5604 ⁄ G60 5 604 F25. B 60 > 0.2 806 280.5 560 D> E E $1740 % 16
D> 280.5560 25.14 11.0455 Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> 11 25.14 279.4 0.2794 Ahora para un numero de impulsores (z) = 4
: 1004 25 ; $%' 46.5018$4%' 131.5269 De la figura 9-37 a) para
; 131.5269 $<=⁄<>% 0.64 @ A+ 1.0 5
B> C! 2 : 1.05 ! $2%$9.8 ⁄>%$25 % 23.2427 ⁄ G60 2 427 F23. B 60 0.2 551 255.1 1070 D> E> E $1740 % 17
D> 255.08 25.14 10.45 Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> 10 25.14 254 0.2 54 Ahora para un numero de impulsores (z) = 5
: 1005 20 ; $%' 46.5018$5%' 155.4881 De la figura 9-37 a) para
; 155.4881 $<=⁄<>% 0.68 @ A+ 1.0 8
B> C! 2: $1.08%$! $2%$9.8 ⁄>%$20% 21.3829⁄ 3829⁄%$60% 0.2347 234.7032 D> BE>60 $21.E$1740% 18
D>
234.7032 25.14 =9.23
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> =9 25.14 =228.6 =0.2286 Una vez realizado los cálculos para los 5 impulsores se selecciona z = impulsores :
3
$<⁄<>%=0.57 B> =25.5604 ⁄ D> =11 =0.2794 =279.4 Calculamos la velocidad dos real (U2R)
B> = $E%D60 > = $E%$174060 % $0.2794 %=25.4551⁄ D =$<⁄<>%D> =$0.57%$.2794 %=0.1593=159.258 D =162.56 H 25.14 =6.4 Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro uno real (D1R):
D =6 25.14 =152.4 =0.1524 La velocidad uno real (U1R) será:
B =B> DD>= $25.4551 ⁄%$0.57%=13.8846 ⁄ 19
Calculo de las Potencias Potencia teórica
IJ =K 9. 8 K= L M= 9.807 QR>> V1000 QW=999.2862 Q N S IJ =V999.2862 QWF0.0544 Q-G$100 %=5357.2845 Q- IJ =55436.116 Q- H 76 1 Q- =70.4906 Potencia al freno
I = $%√ Q# = 1740 $328.√ 08849.%7361Q# =657.9405 De la Figura 5.3 Karassik. I. J. pág. 2.13, 2.199 se toma la eficiencia hidráulica (NH) para Ns = 657.9505
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Eficiencia hidráulica ȠH = 0.7 La eficiencia total será Ƞ
Y = 1Z 3Q2 [1 Z \]0.532 Ƞ
I^ ȠIJY 5357.20.845532 ⁄ 10070.08336 ⁄ I^ 10070.08336 ⁄ 76 1⁄ 132.5011 08336 ⁄%$60% 52.2656 I^ Ƭ _^ ` Ƭ ^ I_^ $10070.$2E%$1740 % ^ 5526.5641 )
Ƭ
21
Diámetro de la flecha. El material del eje será un acero AISI 1030 con:
a+=75 A=5273 ⁄)> a@=52 = 3655 ⁄)>
Db =c ' 1Ea6 Ad
Ƭ
Donde:
ad =[ad =0.30 ae] ó$ad =0.18 aC%- *, , , ,g, Ks =1
ad =0.30 a@=0.30$3655)⁄ >%=1095.5 )⁄ > ad =0.18 a+=0.18$5273 )⁄ >%=949.14)⁄ > Db =c ' 1Ea6 Ad = 'c $16$%$E1%$%$949.5526.145641⁄)2%)% =3.0953 ) Ƭ
Db =3.0953 )2.514)=1.2186
Redondeando a flechas estándar en pulgadas sin el espesor de la cuña será:
Db =1.5 25.14 =38.1 =0.0381 22
Dimensiones de la cuña. El material de la cuña será un acero AISI 1020 con:
a+=64 A=4499 ⁄)> a@=50 =3515 )⁄ >
De la tabla AT 19 pág. 767 del libro " Diseño de elementos de maquinaria" Fairses
Donde: b = 9.5 mm = 3/8 pulgada t = 6.4 mm = ¼ pulgada
h= a2 Db Ƭ
K = 1.75 por ser una trasmisión sometida a pequeñas vibraciones
> 0. 5 a $0. ⁄ 5 5%$3515 ) e a = = 1.75 % =1004.2857)⁄ > 23
$2%$5526.⁄)5>641%$0.95 )%$3. )% 81 )% =3.0407 ) h= a2 Db = $1004.2857 h=3.0407 )2.514)=1.1971 Ƭ
Redondeando a pulgadas exactas el largo de la cuña (LR) será:
h =1 25.14 =25.4 =0.0254 Nuestra cuña será con las siguientes dimensiones: Largo de cuña (LR) = 1 in = 25.4 mm Con una sección trasversal de: b = 9.5 mm = 3/8 pulgada t = 6.4 mm = ¼ pulgada
Diámetro de la flecha real (D f R ).
Sumando el espesor (t) de la cuña al diámetro de la flecha tendremos:
Db =Db jkñm =38.1 6.4 =44.5 Db =44.5 25.14 =1.7520 Db =2 25.14 =50.8 =0.0508
Redondeando a flechas estándar en pulgadas exactas (DfR) será:
24
Dimensiones del mamelón. El material del mamelón será un acero AISI 1020 con:
a+=64 A=4499 ⁄)> a@=50 =3515 )⁄ >
El diámetro del mamelón será:
Dn =$1.05 , 1.10%2jkñm Db =$1.075%$2%$6.4 %50.8 =64.56 Dn =64.56 25.14 =2.5417 Dn =3 25.14 =76.2 =0.0762
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro del mamelón real (DCR)
Largo del mamelón
hn = D2na > 0. 5 a $0. ⁄ 5 5%$3515 ) e a = = 1.75 % =1004.2857)⁄ > 5 641 )% hn = D2na = $0.95 )%$7.$2%$5526. 62 )%$1004.2857⁄)>% =1.5204 ) hn =1.5204 )2.514)=0.5986 Ƭ
Ƭ
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el largo del mamelón real (LCR)
hn =0.5 25.14 =12.7 =0.0127 25
Diámetro de admisión (Da).
D,= & #qnorp Dn>
=$1.01 , 1.10%=1.055$0.0544⁄%=0.0566 ⁄ DE 0.1 A 0.2 Ca LA MAYOR
! 2 ;
Va + (DE 0.5 A 1 m/s)
sm =0.15! $2%$9.8⁄ >%$33.3333 %=3.8341 ⁄ > ∅ x y Y vm = ∅nzd v --<, , D De la tabla B-11a pág. B-16 Libro Flujo de fluidos en válvulas accesorios y tuberías (Crane). Para:
=0.0544⁄ =3216.667 h/ Dx =Dnzd =6 +,<, Interpolando se obtiene Vs
26
Q(Lts/seg) Vs (m/s) 3000 2.68 3216.667 X 3500 3.13
3%$3000−3216.667% −2.68=2.8750 ⁄ {=v= $2.68−3.13000−3500 27
> > D 6 | } ~ vm =Dnzd $v%= 6.065 $2.8750 ⁄%=2. 9376 ⁄ sm = •vm $0.5 , 1%€ =2.9376 ⁄ 0.75=3.6876 ⁄ Comparando los valores de Ca se escoge el mayor
sm =3.8341 ⁄
sm = •vm $0.5 , 1%€ =2.9376 ⁄ 0.75=3.6876 ⁄ sm =0.15! $2%$9.8⁄ >%$33.3333 %=3.8341 ⁄
El diámetro de admisión será:
$ 4%F0. 0 566 Dm = c $E%$3.8341 ⁄Q%G $0.0762 %> =0.1568 =156.8087 Dm =156.8087 25.14 =6.1736 Redondeando a pulgadas exactas el diámetro de admisión real será (DaR):
Dm =6 25.14 =152.4 =0.1524
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Ancho del impulsor a la entrada (b 1 ).
=EDsm‚ƒ 0.86≤‚ƒ ≤0.98 ∴ )*<-,* , -<, ‚ƒ =0.92 Q 0. 0 544 = E∙D ∙sm ∙‚ƒ = $E%$0.1524%$3.605 ⁄%$0.92% = 0.03174 =31.7445 31.7445 25.14 =1.34 Redondeando a pulgadas exactas tenemos (b1R)
=1.5 25.14 =38.1 =0.0381 = EDs‚ƒ Q 0. 0 544 s = ED‚ƒ = $E%$0.1524%$0.0381%$0.92% =3.1945 ⁄ Triángulo de velocidades (teórico).
† =‡,)* <- *+))ó≈1.2 sˆ =† ∙s =1.2 s =1.2$3.1945 ⁄%=3.8334 ⁄ ‰ =t ŽsB =t 13.3.88334846=15.43° ‘’ = is‰ = 3.-833415./43° =14.4041 B =13.8846 ⁄ 29
FIGURA No. 8 Triangulo de velocidades a la entrada teórico.
Iº <- á,-=–} 15. 4 330 –} =6.5 DD>> D−Di ‰ ‰2 >=6.5 116 i 11−6 2 =8.5 Á,- –} =8 Á,- = E∙D–} = E∙0.18524 =0.0598 Calculamos el factor de obstrucción real
† = $∙∙ii‰‰%− Donde: “s” es el espesor de álabe que va de 3/16”, 3/8” ó 1/8” Para nuestro caso tomaremos 1/8” = 3.175 mm = 0.003175 m
$0.0598%$i 15. 4 3% † = •$0.0478%$i 15.43%€−0.003175 =1.2490 30
sˆ =† ∗s =$1.2490%$3.1945/%=3.9899 / ‰ =t sBˆ=t 13.3.98899846=16.03° ∆‰=16.03−15.43=0.5981°=0°35′17"
∆‰
Debe ser menor a 30’ = 0.5°si no se cumple la cond ición se deberá de iterar hasta que la condición se cumpla
16. 0 330 –} =6.5 DD>> D−Di ‰ ‰2 >=6.5 116 i 11−6 2 =8.64 Á,- –} =9 Á,- = E∙D–} = E∙0.19524 =0.0532 Volvemos a calcular el factor de obstrucción:
∆‰30°
† = $∙∙ii‰‰%− 15. 4 3% † = •$0.0478$0.%$i0598%$i 16.03%€−0.003175 =1.2757 sˆ =† ∗s =$1.2757%$3.1945/%=4.0752 / ‰ =t sBˆ=t 13.4.08752846=16.36° ∆‰=16.36−16.03=0.3246°=0°19′28" Por lo tanto ya se cumplió la condición 31
Triángulo de velocidades (real).
sˆ =4.0752 / ‰ =t sBˆ=t 13.4.08752846=16.36° 4. 0 752 s ‘ = iˆ‰ = i16.36 =14.4703 ⁄ B =13.8846 ⁄
FIGURA No. 9 Triangulo de velocidades a la entrada real.
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Triangulo de las velocidades de salida.
ssˆ>ˆ =0.85 s>ˆ =0.85$4.0752 ⁄ %= 3.4639 ⁄ = ED>>s>ˆ 0. 0 544 ⁄ % =0.0176=17.6325 > = ED>s>ˆ = $E%$0.254%$3. 6⁄37
Redondeando a pulgadas exactas tendremos (b2R)
> =1 25.14 =25.4 =0.0254 Q 0. 0 544 s>ˆ = ED>> = $E%$0.254%$0.0254% =2.4046 ⁄ s>C = B> − ,s>ˆ‰> =25.4551− 2.4,04630⁄ =21.2902 ⁄ s> = & s>ˆ> s>C> = ! 2.4046> 21.2902> = 21.4255 ⁄ ‘> = -‰s>ˆ> = 2.4-04630⁄ = 4.8082 ⁄ > = , ss>ˆ>C = , 21.2.44046255 = 6.44 B> =25.4551 ⁄ °
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FIGURA No. 10 Triangulo de velocidades a la salida.
Carga de Euler.
z = 1 $B>s>C − Bsˆ % z = 9.81⁄ > •$25.4551%$21.4255%−$13.8846%$4.0752%€>⁄> =49.5266 z =49.5266
Carga manométrica.
= kz C =z −℮; ℮; = s>Cs−>C‘C ‘k = AŸ E - ‰> B> Ƞ
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De la tabla 9-3 se obtiene Kr con numero de alavés zn = 9
Kr =1
4551/% 4.4427 ⁄ ‘k = AŸ E - ‰> B> $1%$E%$n30%$25. 9 ⁄ Z4.4427⁄% 0.7913 ℮; s>CsZ>C‘C $21.4255 21.4255⁄ C $z %$℮;% $49.5266 %$0.7913% 39.1916 Ƞ
C 39.1916 49.5266 0.7913
Angulo del torbellino.
•= 2.4046 6.44 >•> ,•= ss>ˆ , 21.4255 >C
°
2.4046 30.82° ‰> tan•= B>sZ>ˆs>C tan•= 25.4551Z21.4255 s>ˆ 2.4046⁄ 4.6933 ⁄ ‘>•> -‰ n30.82° > ´
´
s>•> ! $ s>ˆ%> i $s>C%> ! $ 2.4046⁄%> i $21.4255⁄%> 21.5600 ⁄ 35
TRAZO DEL IMPULSOR.
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CONCLUSIONES.
El desarrollo de este proyecto nos ha ayudado demasiado, ya que con este hemos desarrollado, el trabajo en equipo, una vez que somos nuevos compañeros en el salón y es la primera vez que hacemos un trabajo de esta naturaleza. La planeación de un proyecto no consiste en repartir entre personas y confiar en los resultados de cada una de ellas, sino que consiste en el enfoque de trabajar en un ambiente, en el cual se sientan cómodos todos los integrantes del equipo, para que de esta manera se logren los objetivos más rápidos. Otra parte importantes fue que gracias a este proyecto pudimos aplicar los conocimientos no solo de esta materia, ya que para poder concluir tuvimos que leer, investigar y comprender libros de otras materias como por ejemplo el diseño de elementos de maquinaria entre otros.
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