7/23/2019 Ensayo de Bomba Hidraulica http://slidepdf.com/reader/full/ensayo-de-bomba-hidraulica 1/28 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica SANTIAGO TITULO DE LA EXPERIENCIA _________________________________ ENSAYO DE BOMBA HIDRAULICA ______________________________ EXPERIENCIA N° __E950 __Grupo N° __1 __Fecha de la Exp __02/10/2015 ___ Fecha de Entrega ___12/10/2015 __ NOMBRE ASIGNATURA__EQUIPOS E INSTALACIONES TÉRMICAS E HIDRAULICAS __ CODIGO___ 9562 ___ CARRERA____INGENIERIA DE EJECUCION MECÁNICA ______ Modalidad ( Diurna o Vespertina) __VESPERTINA ___ NOMBRE DEL ALUMNO_____LAGOS ____________CORDERO _________________ CRISTIAN _______________ Apellido Paterno Apellido Materno Nombre ________________________ Firma del alumnoFecha de Recepción Nota de Interrogación ________________ Nombre del Profesor _______ GUILLERMO ARANGUIZ __________ Nota de Participación ________________ Nota de Informe ____________________ _________________________________ Nota Final _________________________________________ Firma del Profesor SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE MEJORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA X ________ Presentación ________ Cálculos, resultados, gráficos ________ Características Técnicas________ Discusión, conclusiones ________ Descripción del Método seguido _______ Apéndice OBSERVACIONES
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IEMV – Laboratorio de Equipos e Instalaciones Térmicas e Hidráulicas 9562 – E950 Ensayo de Bomba Hidráulica
Alumno: Cristian Lagos Cordero
1. Resumen del contenido del informe
En el presente informe se detallará la experiencia E950, Ensayo de Bomba Hidráulica, el cualcorresponde al primer laboratorio del ramo de Equipos e Instalaciones Térmicas e Hidráulicas.
En la presente experiencia se busca entender el funcionamiento de un equipo de bombeo de
agua. Para ello se utilizará un sistema que cuenta con distintos instrumentos de medición, necesarios
para determinar los distintos objetivos indicados por el profesor.
En el informe se describen, los instrumentos y equipos utilizados, la metodología utilizada, los
datos obtenidos y las conclusiones que se obtienen al realizar la presente experiencia y su posterior
análisis de datos.
2.
Objetivos de la experiencia
1)
Graficar y analizar curvas características d funcionamiento para 2200 rpm y 3400 rpm.
Considerar la variación de 10 caudales más = 0.
2) Graficar y analizar la variación de la potencia eléctrica con el caudal.
3)
Graficar y analizar la variación de la potencia mecánica con la potencia eléctrica.
4)
Graficar y analizar la variación de la presión en la descarga con el caudal de la bomba.
IEMV – Laboratorio de Equipos e Instalaciones Térmicas e Hidráulicas 9562 – E950 Ensayo de Bomba Hidráulica
Alumno: Cristian Lagos Cordero
6. Discusión de los resultados, conclusiones y observaciones personales
Objetivo 1“Graficar y analizar curvas características d funcionamiento para 2200 [rpm] y 3400 [rpm]”
Se observa que el Hm (altura manométrica) es mayor para 3400 [rpm], ya que con estas rpm, se podría
elevar una mayor cantidad de líquido a una altura mayor. Se cumple además que a medida que
aumenta el caudal, la altura manométrica va decreciendo debido al peso del líquido mismo, lo que
requeriría mayor energía mecánica.
Respecto al rendimiento, se aprecia que también que a 3400 [rpm] se logra el mejor desempeño de la
bomba. Dejando de lado esto, en ambas condiciones de “rpm”, se aprecia un crecimiento en el
aumento del rendimiento, dato esperado ya que la energía requerida para mover el agua, es menor
respecto al caudal medido.
Respecto a la potencia mecánica, se observa que el comportamiento de la curva en ambas condiciones
es similar, donde la diferencia de caudales está dado por las “rpm”.
Objetivo 2“Graficar y analizar la variación de la potencia eléctrica con el caudal” Se aprecia, como era de esperar, un aumento en la potencia requerida para empujar un mayor caudal.
Por otra parte, y por una cuestión de proporcionalidad directa, el costo económico también aumenta.
Sin embargo, para la condición de 3400 [rpm] el costo de empuje de caudal es mayor en comparación
con la otra condición.
Objetivo 3“Graficar y analizar la variación de la potencia mecánica con la potencia eléctrica” Se observa que para 2200 [rpm] el comportamiento es errático, y por lo mismo no es la condición ideal
de funcionamiento. Para las 3400 [rpm], se observa un comportamiento proporcional del aumento de
la potencia eléctrica vs la potencia en el eje.
Objetivo 4“Graficar y analizar la variación de la presión en la descarga con el caudal de la bomba” En la condición de 2200 [rpm], observa que la presión en la salida de la turbina se mantiene en una
mayor cantidad de caudales. En cambio, para la condición de 3400, decrece inmediatamente. Esto seproduce por la pérdida de carga, debido a la velocidad de giro del rodete el cual genera turbulencias.
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Alumno: Cristian Lagos Cordero
Curva de descarga
Para determinar experimentalmente la relación Hm vs Q correspondiente a las RPM dadas, se ha de
colocar un manovacuómetro en la entrada y un manómetro en la salida de la bomba. En la tubería desalida, aguas abajo del manómetro, se instala una llave de paso que regula el caudal. La velocidad de
rotación en el experimento será controlada por medio de un panel de control. La curva que se obtiene
corta el eje (Q = 0) en un punto en el que la bomba funciona como agitador, elevando un caudal nulo.
Esta situación se consigue cerrando totalmente la llave de paso en el origen de la tubería de salida.
Para las bombas centrifugas la curva de potencia se podrá ver de la siguiente forma (graficando Hm vs
Qbomba)
Curva del rendimiento de bomba
El rendimiento de la bomba es la relación entre la potencia hidráulica de la bomba y la potencia
mecánica de la bomba. Este es, en general, suministrado por los fabricantes de la bomba, y consideralas pérdidas por fugas (rendimiento volumétrico) y por rozamientos en ejes y caras del impulsor
(rendimiento mecánico). El rendimiento es nulo para un caudal nulo y para un caudal máximo. Entre
ambos el rendimiento varía, alcanzando el máximo en un punto correspondiente a un cierto caudal,
llamado caudal nominal de la bomba, que es aquel para el cual ha sido diseñada la bomba.
Curva de Potencia Hidráulica
En la teoría, la potencia suministrada por la bomba será:
=
∙ ∙
76 ; []
Donde:
→ Potencia hidráulica de la bomba [HP]
→ Peso específico [kg/m³]
→ Caudal de la bomba [m³/s]
→ Altura neta [mca]
En la práctica, las pérdidas por rozamiento hidráulico, mecánico y las posibles fugas dan lugar a que la
potencia al freno P absorbida al motor por el eje de la bomba difiere de . Su valor se obtiene en
laboratorio mediante un dinamómetro, se tiene que:
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Alumno: Cristian Lagos Cordero
Donde:
→ Potencia mecánica del motor [HP]
→ Torque en el eje del motor [kgf]
→ Velocidad de rotación del eje [rpm]
Siendo F el par resistente de la bomba. La relación entre la potencia hidráulica (Psalida) y la potencia al
freno (Pentrada) mide el rendimiento global. Se determina a partir de la ecuación:
ɳ =
∙ 100 = %
Representación gráfica de las curvas características
Caudalimetro magnético
Un caudalímetro es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto volumétrico de un
fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que
transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.
Existen versiones mecánicas y eléctricas. Un ejemplo de caudalímetro magnético los cuales están
basados en la fuerza de Lorentz (que experimentan cargas moviéndose en el seno de un campomagnético), de la que se deriva que el voltaje inducido a través de un conductor que se desplaza
transversal a un campo magnético es proporcional a la velocidad del conductor. Aplicando un campo
magnético a una tubería (en una zona con un recubrimiento interior aislante) y midiendo la diferencia
de potencial (voltaje) de extremo a extremo de un diámetro de la tubería. Este sistema es muy poco
intrusivo pero solo funciona con líquidos que tengan algo de conductividad eléctrica. Es de muy bajo