Lab Bombas Final

7/23/2019 Lab Bombas Final

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

Escuela Profeso!al "e I!#e!er$a Qu$%ca

Laboratorio de Operaciones Unitarias I

PI 135 B

Laboratorio de Bombas

Profesora& I!#' Ma#al V(as Cuellar

Alumnos integrantes del grupo de trabajo:

Curo Noa) Ma*l! Ma+el ,-..,/0.D

Es1!o2a Mra!"a) 3ru!o Al+er4o ,-..,/05E

G6%e2 L2a!a) Ga! Paul ,-...7708

Mo!4ella!os Vlc9e2) :o9! Mo!4ella!os ,-...,;5A

Se#o(a C<ceres) Maco A!4o!o ,-..../;=

Lima, 12112!15

LOU I – Laboratorio de Bombas Página 1



ContenidoRESUMEN............................................................................................................ 3

A3STRACT........................................................................................................... 4

INTRODUCCION................................................................................................... 4

1" OB#$%I&O'................................................................................................... 5

2" (U)*A+$)%O %$OI-O................................................................................6

3" +$%O*OLO.IA............................................................................................10

/" $'UL%A*O'..............................................................................................11

5" *I'-U'IO) *$ $'UL%A*O'.......................................................................22

0" -O)-LU'IO)$'..........................................................................................23

" AP$)*I-$...................................................................................................23

" BIBLIO.A(IA.............................................................................................33




$'U+$)

E! el 1rese!4e !for%e) se a+or"ar< la "escr1c6! * fu!co!a%e!4o "e los "s4!4ose>u1os %<s co%u!es u4l2a"os 1ara la %1uls6! "e l$>u"os co%o lo so! las +o%+asce!4rfu#as co! el o+?e4(o "e co!ocer su correc4o %a!e?o e! u! ss4e%a "e 4u+er$as) sufu!co!a%e!4o %ec<!co * lo %<s %1or4a!4e la !flue!ca "e (ara+les e! el c<lculo "elas 1o4e!cas e@1er%e!4ales * 4e6rcas' A"co!al%e!4e se es4u"6 la !flue!ca "e loss#ue!4es arre#los& +o%+a ce!4rfu#a +o%+a ce!4r$fu#a au4oce+a!4e e! 1aralelo *+o%+a ce!4rfu#a +o%+a ce!4r$fu#a au4oce+a!4e e! sere) 1os4eror a es4o se real26 eles4u"o "el ss4e%a "e 4u+er$as * +o%+as ce!4rfu#as "e co%o so! u4l2a"as 1ara1ro(eer "e e!er#$a al flu"o * facl4ar as$ su 4ra!s1or4e a 4ra(Bs "e es4os 41os "e ss4e%ase! las "(ersas o1eraco!es "e la !"us4ra' F!al%e!4e "es1uBs "e la 4o%a "e "a4os se

lle(6 a u! a!<lss 1ara la 1os4eror real2ac6! "e las #r<fcas * resul4a"os 1er4!e!4es co!el o+?e4(o "e co%1ararlos * +r!"ar "scuso!es * co!cluso!es co! res1ec4o a es4os'

AB'%A-%

I! 49s re1or4) 49e "escr14o! a!" o1era4o! of 49e (arous co%%o! e>u1%e!4 use" for

1u%1!# l>u"s suc9 as ce!4rfu#al 1u%1s a!" %os4 %1or4a!4 ! or"er 4o !o 49er correc4 use ! a 11!# s*s4e%) 4s %ec9a!cal 1erfor%a!ce ll +e a""resse" 49e !flue!ceof (ara+les ! 49e calcula4o! of e@1er%e!4al a!" 49eore4cal 1oers' A""4o!all* 49e!flue!ce of 49e follo!# arra!#e%e!4s are s4u"e"& ce!4rfu#al 1u%1 ce!4rfu#al 1u%11r%!# ! 1arallel ce!4rfu#al 1u%1 ce!4rfu#al 1u%1 1r%!# ! seres) af4er 49s 49es4u"* of 49e 11el!e s*s4e% a!" ce!4rfu#al 1u%1s as 1erfor%e" are use" 4o 1ro("e1oer 49e flu" a!" 49ere+* facl4a4e 49er 4ra!s1or4 across 49ese 4*1es of s*s4e%s !(arous !"us4ral o1era4o!s' F!all* af4er "a4a collec4o! 4oo a! a!al*ss for 49esu+se>ue!4 real2a4o! of #ra19c a!" rele(a!4 resul4s ! or"er 4o co%1are 49e% a!"1ro("e "scusso!s a!" co!cluso!s re#ar"!# 49ese'




I)%O*U--IO)

El "es1la2a%e!4o "e flu"os) l$>u"os o #ases e! ocaso!es !cluso co! s6l"os e!

sus1e!s6! se "esarrolla !or%al%e!4e e! ss4e%as "e flu?o) %<s o %e!os lar#os *co%1le?os >ue %1lca! co!"ucco!es rec4as) #e!eral%e!4e cl$!"rcas "e "<%e4ros(ara"os) e!la2a"as 1or u!o!es co!(e!e!4es) cur(a4uras) co"os) (<l(ulas) e4c' A 4ra(Bs"e es4os ss4e%as el flu"o s6lo flu*e es1o!4<!ea%e!4e s su e!er#$a 4o4al "s%!u*e e! la"recc6! "el flu?o' De !o ser as$) 9a+r< >ue co%u!carle e!er#$a "es"e el e@4eror %e"a!4e "s1os4(os 4ales co%o +o%+as) e! el caso "e l$>u"os) o co%1resores)(e!4la"ores) e! el caso "e #ases' Tal a1or4e "e e!er#$a 1ue"e !(er4rse e! au%e!4ar la(eloc"a") la al4ura o la 1res6! "el flu"o' La ca!4"a" "e la e!er#$a >ue "e+er<su%!s4rarse a u! flu"o 1ara co!se#ur su "es1la2a%e!4o 1or u! ss4e%a "e4er%!a"o"e1e!"er< "e su cau"al) "e la al4ura a >ue "e+a ele(arse) "e la 1res6! co! >ue se

re>uera al f!al "e su recorr"o) "e las lo!#4u"es * "<%e4ros "e los 4ra%os rec4os "eco!"ucc6!) "e los acc"e!4es e!sa!c9a%e!4os) es4rec9a%e!4os) cur(a4uras (<l(ulas)co"os) e4c' !4ercala"os e!4re ellos * "e sus 1ro1e"a"es f$scas) fu!"a%e!4al%e!4e su(scos"a" * su "e!s"a"'

1" OB#$%I&O'




• Desarrollar las 9a+l"a"es 1ara el 1la!ea%e!4o) e?ecuc6! * e(aluac6! "e

resul4a"os "e e@1er%e!4os so+re "ese%1eo "e +o%+as ce!4rfu#asacco!a"as 1or %o4ores elBc4rcos'

• Real2ar correc4a%e!4e %e"co!es "e co!"co!es "e o1erac6! "e u!a

+o%+a ce!4rfu#a e! u! ss4e%a "e flu?o'•

O1erar "e for%a se#ura u!a +o%+a ce!4rfu#a acco!a"a 1or u! %o4or elBc4rco'

• Reco!ocer la ocurre!ca "e co!"co!es "e ca(4ac6! "e +o%+as

ce!4rfu#as'• Co!ocer la "fere!ca e!4re u! ss4e%a "e +o%+as e! sere * 1aralelo'

2" (U)*A+$)%O %$OI-OU!a +o%+a 9"r<ulca es u!a %<>u!a #e!era"ora >ue 4ra!sfor%a la e!er#$a

#e!eral%e!4e e!er#$a %ec<!ca co! la >ue es acco!a"a e! e!er#$a "el flu"o!co%1res+le >ue %ue(e' El flu"o !co%1res+le 1ue"e ser l$>u"o o u!a %e2cla"e l$>u"os * s6l"os co%o 1ue"e ser el 9or%#6! a!4es "e fra#uar o la 1as4a "e

1a1el' Al !cre%e!4ar la e!er#$a "el flu"o) se au%e!4a su 1res6!) su (eloc"a" osu al4ura) 4o"as ellas relaco!a"as se#H! el 1r!c1o "e 3er!oull' E! #e!eral) u!a+o%+a se u4l2a 1ara !cre%e!4ar la 1res6! "e u! l$>u"o aa"e!"o e!er#$a alss4e%a 9"r<ulco) 1ara %o(er el flu"o "e u!a 2o!a "e %e!or 1res6! o al44u" ao4ra "e %a*or 1res6! o al44u"'

-lasiicaci4n de bombas

1" Bombas de desplaamiento positi6o"a" Bombas eciprocantes

Aa"e! e!er#$a al ss4e%a flu"o %e"a!4e u! 1s46! >ue ac4Ha co!4rau! l$>u"o' El 1s46! es acco!a"o) #e!eral%e!4e) 1or u! %o4or

elBc4rco' Por ca"a carrera "el 1s46! la +o%+a "escar#a u!a ca!4"a"f?a "el flu"o' Aplicaciones: Descar#a "e flu"os rela4(a%e!4e (scosos'Ventajas& So! ca1aces "e o+4e!er al4as 1reso!es'Desventajas: No 1ue"e! 4ra+a?ar co! flu"os s6l"os a+ras(os e!sus1e!s6!'

b" Bombas otatorias

Co!4e!e "os rue"as "e!4a"as e!#ra!a?es >ue e!ca?a!a?us4a"a%e!4e' Al #rar los "os e!#ra!a?es e! se!4"o co!4raro) e! eles1aco l+re e!4re los "e!4es "e Bs4os * el cuer1o "e la +o%+a >ue"a

a4ra1a"a u!a %asa "e flu"o) la >ue es 4ra!s1or4a"a 9aca la sal"a' Aplicaciones& Ma!e?o "e l$>u"os "e cual>uer (scos"a") "escar#as%as(as) %a!e?o "e al%e!4os) 1ara car#a "e (e9$culos 4a!>ues) 1ara1ro4ecc6! co!4ra !ce!"os) %a!e?o "e #rasa) #ases lcua"os) e4c'

2" Bombas centriugas




Las 3o%+as ce!4r$fu#as 4a%+B! lla%a"as Ro4o"!<%cas) so! se%1rero4a4(as * so! u! 41o "e +o%+a 9"r<ulca >ue 4ra!sfor%a la e!er#$a%ec<!ca "e u! %1ulsor' U!a +o%+a ce!4r$fu#a es u!a %<>u!a >ue co!ss4e"e u! co!?u!4o "e 1ale4as ro4a4oras e!cerra"as "e!4ro "e u!a ca?a o c<r4er) ou!a cu+er4a o cora2a' Se "e!o%!a! as$ 1or>ue la co4a "e 1res6! >ue crea!

es a%1la%e!4e a4r+u+le a la acc6! ce!4r$fu#a' Las 1ale4as %1ar4e! e!er#$aal flu"o 1or la fuer2a "e es4a %s%a acc6!' Es a>uella %<>u!a >ue!cre%e!4a la e!er#$a "e (eloc"a" "el flu"o %e"a!4e u! ele%e!4o ro4a!4e)a1ro(ec9a!"o la acc6! "e la fuer2a ce!4r$fu#a) * 4ra!sfor%<!"ola a e!er#$a1o4e!cal a co!secue!ca "el ca%+o "e secc6! 4ra!s(ersal 1or "o!"e crculael flu"o e! la 1ar4e es4<4ca) la cual 4e!e for%a "e (olu4a *o "fusor'

-aracter7sticas:

• La carac4er$s4ca 1r!c1al "e la +o%+a ce!4r$fu#a es la "e co!(er4r lae!er#$a "e u!a fue!4e "e %o(%e!4o el %o4or 1r%ero e! (eloc"a" oe!er#$a c!B4ca * "es1uBs e! e!er#$a "e 1res6!'

• E@s4e! +o%+as ce!4rfu#as "e u!a * (aras e4a1as' E! las +o%+as "eu!a e4a1a se 1ue"e! alca!2ar 1reso!es "e 9as4a / a4%) e! las "e(aras e4a1as se 1ue"e! alca!2ar 9as4a ,/ a4% "e 1res6!)"e1e!"e!"o "el !H%ero "e e4a1as'

• Las +o%+as ce!4rfu#as sr(e! 1ara el 4ra!s1or4e "e l$>u"os >ueco!4e!#a! s6l"os e! sus1e!s6!) 1ero 1oco (scosos' Su cau"al esco!s4a!4e * ele(a"o) 4e!e! +a?o %a!4e!%e!4o' Es4e 41o "e +o%+as1rese!4a! u! re!"%e!4o ele(a"o 1ara u! !4er(alo 1e>ueo "e cau"al1ero su re!"%e!4o es +a?o cua!"o 4ra!s1or4a! l$>u"os (scosos'

• Es4e 41o "e +o%+as so! las usa"as e! la !"us4ra >u$%ca) se%1re>ue !o se %a!e?e! flu"os %u* (scosos'

• Es4as +o%+as so! a"ecua"as 1ara +o%+ear a#ua l%1a) s! s6l"osa+ras(os'

-ur6as caracter7sticas de las bombas




A causa "e las carac4er$s4cas (ara+les "e la +o%+a ce!4r$fu#a) es%1or4a!4e 4e!er u!a (s6! #r<fca "e las relaco!es e!4re la car#a) elcau"al) la efce!ca) la 1o4e!ca !ecesara) e4c') "e la +o%+a "e >ue se4ra4e a u!a (eloc"a" "e4er%!a"a' Es4as cur(as o #r<fcos #e!eral%e!4ese 1re1ara! 1or el fa+rca!4e' Las cur(as >ue a1arece! a co!4!uac6!

1ue"e! co!s"erarse 4$1cas e lus4ra! las carac4er$s4cas "e u!a +o%+a4ra+a?a!"o a u!a (eloc"a" co!s4a!4e "e4er%!a"a'

(ig" )81 -ur6a caracter7stica de la bomba




La cur(a "e car#aJcau"al es la l$!ea >ue "esce!"e "e 2>uer"a a"erec9a) * re1rese!4a las ca!4"a"es (ara+les "e l$>u"o >ue la +o%+a1ue"e e!4re#ar a "s4!4as car#as o 1reso!es' La !4ersecc6! "e es4a l$!eaco! la l$!ea "e cero "escar#as) !os "a la car#a o 1res6! >ue "esarrolla la+o%+a cua!"o la (<l(ula "e "escar#a es4< cerra"a' La cur(a >ue e! es4e

caso !os "a la 1o4e!ca !ecesaro 1ara o1erar la +o%+a) 4e!e la 1e!"e!4e9aca arr+a) "e 2>uer"a a "erec9a' E! es4e caso el 1u!4o e! >ue la1o4e!ca !ecesara 4e!e u! (alor %e!or) es el >ue corres1o!"e a la (<l(ulacerra"a'

-a6itaci4n

Es u! 1roceso >ue se 1rese!4a cua!"o u!a +o%+a ce!4r$fu#a 4e!eu!a ele(a"a ca1ac"a") "e+"o a >ue se "esarrolla! 1reso!es %u* +a?as e!el o?o "el %1ulsor o e! los e@4re%os "e los <la+es'

S la 1res6! "s%!u*e u! (alor %e!or >ue la 1res6! "e (a1or >ue ell$>u"o a la 4e%1era4ura "e o1erac6! 1ue"e 1rese!4arse la (a1or2ac6! "ell$>u"o * las +ur+u?as "e 6a1or for%a"as se %ue(e 9aca re#o!es "e al4a1res6! "o!"e cola1sa! 1ro"uce!"o #ol1e4eo (+raco!es * eros6! e! las1ar4es %6(les "e la +o%+a) 1u"e!"o lle#ar a "es1re!"er 1e>ueos

1e"a2os "el %1ulsor'

-arga de 'ucci4n )eta Positi6a 9)P';

Los fa+rca!4es "e +o%+as 1rue+a! ca"a "seo 1ara "e4er%!ar el!(el "e 1res6! "e succ6! >ue se re>uere 1ara e(4ar la ca(4ac6! *re1or4a! sus resul4a"os co%o la car#a "e succ6! 1os4(a !e4a re>uer"aNPS8R "e la +o%+a e! ca"a co!"c6! "e ca1ac"a" "e o1erac6! * car#a4o4al so+re la +o%+a) a"e%<s el "sea"or 4e!e >ue #ara!42ar >ue la car#a"e succ6! !e4a 1os4(a "s1o!+le NPS8A es4e 1or arr+a "e NPS8R'

PS8A "e1e!"e "e la 1res6! "e (a1or "el flu"o >ue se +o%+ea) las1Br""as "e e!er#$a e! el 4u+o "e succ6!) la u+cac6! "el al%ace!a%e!4o

"e flu"o * la 1res6! >ue se a1lca so+re es4e'La car#a "e as1rac6! !e4a 1os4(a se calcula&

NPSH =( P

ρ∗g+

V 2

2g )entradadela bomba

− Pv

ρ∗g

'elecci4n del tipo de bombas




Para ello) los fac4ores %<s %1or4a!4es a 4e!er e! cue!4a so!&• El flu?o %<sco "e flu"o a +o%+ear' Ello "e4er%!a las "%e!so!es "e la

+o%+a * la ca!4"a" "e +o%+as !ecesaras'• Las 1ro1e"a"es "el flu"o& "e!s"a") (scos"a"''' ello "e4er%!a la

1o4e!ca !ecesara' El #ra"o "e a+ras6! "el flu"o "e4er%!a >ue !os

res4r!?a%os a cer4os 41os "e +o%+as'• El au%e!4o "e la 1res6! e! el flu"o) es "e4er%!a"o co! u! +ala!ce "ee!er#$a e! el ss4e%a' Es4e fac4or es u!o "e los %<s %1or4a!4es e! la"e4er%!ac6! "e la 1o4e!ca !ecesara'

• T1o "e "s4r+uc6! "e flu?o'• Cos4o efce!ca "e la +o%+a'

E! resu%e!) 1ara selecco!ar u!a +o%+a "e+e se#urse las s#ue!4ese4a1as&

1" 8acer u! "a#ra%a "e la +o%+a * "el e>u1o "e +o%+eo) * calcular la1res6! 4o4al !ecesara'

2" De4er%!ar la ca1ac"a") * "e?ar 1refere!4e%e!4e u! %ar#e! "ese#ur"a" /KJ,-K) 1ara al#u!a (arac6!'

3" E@a%!ar las co!"co!es "el l$>u"o& "e!s"a") (scos"a") 1res6! "e(a1or) la cual es %1or4a!4e 1ara el c<lculo "el NPS8) e! la !s4alac6!"e u!a +o%+a) 18) %a4era s6l"a e! sus1e!s6!) e4c'

$cuaciones

Balance de $nerg7a

E1+ H B= E2+hf

H B= P2− P1

ρ∗g +( Z

2−Z

1 )+V 2

2−V 12

2∗g +h f

E! "o!"e&

H B :carga hidrostaticaneta

h f : perdidade cargatotal

h f =h fprimaria+hfsecundaria




Potencia <til

W util= ρ∗g∗Q∗ H B

Potencia al reno

´W flecha=ω∗ flecha

E! "o!"e&

ω : velocidadrotacionalde laflecha ( radseg ) flecha :momento detorsion !ue se≤suministra a la flecha

endimiento o eiciencia de la bomba:

ɳ =W util

W flecha

" 100

3" +$%O*OLO.IA

Pr%ero se a+re! * cerra! al#u!as (<l(ulas 1ara ase#urar >ue el flu"o solocrcule 1or la +o%+a au4oce+a!4e'

Se#u!"o se e!ce!"e la +o%+a au4oce+a!4e * se 4o%a! los "a4os "el cau"al co!el co!46%e4ro (ara!"o las 1reso!es

Tercero !ue(a%e!4e se a+re! * cerra! al#u!as (<l(ulas 1ara ase#urar "e >ue elflu"o solo crcule 1or la +o%+a co!(e!co!al'

Cuar4o se e!ce!"e la +o%+a co!(e!co!al * se 4o%a! los "a4os "el cau"al

o+4e!"o al r (ara!"o la 1res6!'

Qu!4o se a+re! * cerra! al#u!as (<l(ulas 1ara 4e!er a las "os +o%+as e! u!arre#lo e! sere'

Se@4o se e!ce!"e! a%+as +o%+as * se 4o%a! los "os "a4os "e cau"al * 1res6!1ara ca"a u!a'




SB14%o se 1o!e! las +o%+as e! u! arre#lo e! 1aralelo'

Oc4a(o se e!ce!"e! las +o%+as * se 4o%a! los "a4os "e 1res6! * cau"al 1araca"a u!a "e las +o%+as'

/" $'UL%A*O'

/"1" -ur6a caracter7stica para la bomba de autocebadoPI+$A +U$'%A

Presión (Pa): Es la presión en el pun! 2 "ue #i$e el #anó#er!


AccesoriosNº

accesorios

K accesori

oK

Uni4n Uni6ersal 7 -'-; -'.,Uni4n % . .'7 .'7

-odos =!> , -'5 .'7&?l6ula .lobo . 0' 0'

'alida del tan@ue . -'// -'// total 11"23



Cálculo de pérdidas

primarias, secundarias y el Head de la bomba

Cálculo de la eciencia de la !omba Autocebante

C"#$A CA#AC%&#'%'CA




CAC"* +& NPH

&"N+A

-"&%#A

Presión (Pa)% Es la presión en el pun! 2 "ue #i$e el #anó#er!

Cálculo de pérdidas primarias, secundarias y el Head de la bomba




Cálculo de la eciencia de la bomba

C"#$A CA#AC%&#'%'CA




CAC"* +& NPH

/"2" -ur6a

caracter7stica

para la bomba con6encional

Primera corrida

-?lculo del ead de la Bomba

20.00 40.00 60.00 80.00 100.000.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000&ur'a $e &au$al (s )ea$ $e la *!#+a

&au$al en LP,

)ea$ $e la +!#+a en #

-?lculo del )P'




-LP,/ Presi!n

psi/

)sp s 'p

pri#ari!

en #

seun$ar

i!

31.19 49.5 10.35089

71

0.630 0.287490

868

0.15621

686

0.49749

924

0.653716

1

50.85 45 10.3508971 0.630 0.287490868 0.38216326 1.32234137 1.7045046360.21 40 10.35089

71

0.630 0.287490

868

0.52338

595

1.85395

387

2.377339

8267.87 35 10.35089

71

0.630 0.287490

868

0.65503

371

2.35568

583

3.010719

5374.95 30 10.35089

71

0.630 0.287490

868

0.78955

47

2.87279

704

3.662351

7481.91 25 10.35089

71

0.630 0.287490

868

0.93380

312

3.43111

696

4.364920

0787.85 20 10.35089

71

0.630 0.287490

868

1.06631

749

3.94680

075

5.013118

2489.55 18 10.35089

71

0.630 0.287490

868

1.10583

571

4.10102

91

5.206864

81

-?lculo de la $iciencia de la Bomba

LP+ Pco!su%"a P%o4or $iciencia7.'.5 .05'// .7'- ,,'-5K/-'/ ,0/', .-.;' ,0'.K-',. ,5'0 .--'- ,0'/K0'0 7-;'5 ...7' ,0'7K0;'5/ 7-,'-7 ..,-'- ,'50K.'5. ,5,'00 ..7.', ,/'K0'/ ,07'.0 .,,'/ ,,',0K5'// ,-'. .,0-' ,-'/,K

e.unda Corrida

P$*I*A' PI+AIA' P$*I*A'

'$-U)*AIA'

%O%AL

LP+ e Cp

total

Cs CpDCs

9m;

B19m;

40.04 3332.

04

0.169405

91

0.788648

81

11.2

3

0.819880

725

1.608529

535

35.720




50.34 4188.

81

0.167973

279

1.235823

01

11.2

3

1.295721

486

2.531544

496

33.166

60.45 5030.

80

0.167021

881

1.772478

31

11.2

3

1.868973

486

3.641451

794

30.382

66.67 5547.

85

0.166574

603

2.149771

78

11.2

3

2.272893

844

4.422665

624

27.377

74.35 6187.

19

0.166120

35

2.666517 11.2

3

2.826943

325

5.493460

322

24.565

80.97 6738.

28

0.165794

883

3.156481

84

11.2

3

3.352955

235

6.509437

076

21.715

90.02 7491.

47

0.165424

048

3.892843

33

11.2

3

4.144420

982

8.037264

308

19.206

93.53 7783.

42

0.165298

712

4.198989

01

11.2

3

4.473741

125

8.672730

14

18.218

#esultados del NPH

/(P-

)

Presio

n (psi)

Hsp 0s 01p 0

primari

o en m

0

secunda

rio

0 2

40.04 49.5 10.36554

39

0.630 0.376153

39

0.20116

446

0.81988

073

1.021045

1950.34 45 10.36554

39

0.630 0.376153

39

0.31604

127

1.29572

149

1.611762

7660.45 40 10.36554

39

0.630 0.376153

39

0.45405

699

1.86897

349

2.323030

4766.67 35 10.36554

39

0.630 0.376153

39

0.55115

03

2.27289

384

2.824044

1474.35 30 10.36554

39

0.630 0.376153

39

0.68418

786

2.82694

333

3.511131

1880.97 25 10.36554

39

0.630 0.376153

39

0.81037

72

3.35295

524

4.163332

4490.02 20 10.36554

39

0.630 0.376153

39

1.00008

926

4.14442

098

5.144510

2493.53 18 10.36554

39

0.630 0.376153

39

1.07898

108

4.47374

112

5.552722

2

#esultados de la &ciencia de la !omba

LP+ Pconsumid

a 9E;

Pmotor9

E;

$icienci

a;-'-; ,77'-. 50'/ ,;'-K/-'7; ,0.'5 55,'; ,0';.K-';/ ,55',7 .-' ,'--K




'0 ,50'7/ ...7' ,'0-K0;'7/ ,50'// ..0;', ,/'7;K-'50 ,'; .,7,'- ,7',/K5-'-, ,.' .,', ,.'0K57'/7 ,00'. .7-/'7 ,.',0K

#A3'C* C*-PA#A%'$* &N%#& !*-!A C&N%#'3"A

C*N$&N'*NA 4 A"%*C&!AN%&

10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

&au$al LP,/ ( Eienia

1ra &EIU:;

2$a &EIU:;

1ra ;UO&E*;E

2<; ;UO&E*;E

&;U<;L LP,/

Eienia




10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

&;U<;L LP,/ ( )E;<

1ra enriuga

2$a enriuga

1ra au!e+ane

2$a au!e+ane

&;U<;L LP,/

)E;< #/

/"3" -alculo del Cead para un arreglo en serie

-alculo de la eiciencia de la bomba

Primera muestra

9mF3s; Pconsumida

9E;

Pmotor9E; $iciencia

0=001543

21

237=5229479 1292=85 18=37204

220=001490

313

243=8672141 1270=75 19=19080

970=001500

375

225=9594548 1248=65 18=09630

040=001484

781

232=1103648 1248=65 18=58890

520=001481

481

261=8246768 1232 21=25200

30=001398

601

277=3566797 1215=5 22=81832

0=001355

932

283=5843714 1193=4 23=76272

59


%100.

.×=

mot Pot

cons Pot η

1 Bconsumida H Q g P ×××= ρ I V P motor ×=



0=001289

491

299=548526 1177 25=45017

210=001201

201

305=5158698 1133 26=96521

360=001148

765

304=4534102 1155 26=35960

260=001049

869

301=4411015 1071=85 28=12344

090=000971

817

291=9107636 1034 28=23121

50=000907

029

288=4214093 1006=5 28=65587

770=000714

031

243=5480275 935 26=04791

74

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

15

17

19

21

23

25

27

29

31

EI&IE&I; ( -

CA"+A (/)

&3'C'&NC'A

'egunda muestra

9mF3s; Pco!su%"a

P%o4or $icienci

a0=001543

21

82=40804285 1160=25 7=10261

0890=001490

313

73=51269979 1160=25 6=33593

620=001500

375

147=5600738 1193=4 12=3646

785




0=001484

781

185=2331365 1193=4 15=5214

6280=001481

481

204=8452202 1177 17=4040

1190=001398

601

194=6155893 1182=35 16=4600

6590=001355

932

212=7075246 1160=25 18=3329

0450=001289

491

205=4609137 1155 17=7888

2370=001201

201

193=0126488 1155 16=7110

5180=001148

765

204=7764946 1144 17=9000

4320=001049

869

188=6229382 1127=1 16=7352

443

0=000971817

187=4772153 1111 16=8746368

0=000907

029

184=6954841 1100 16=7904

9860=000714

031

166=8191148 1078 15=4748

715

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4

6

8

10

12

14

16

18

20

&3'C'&NC'A $ /

E9I&IE3&I; ( -




/"/" -alculo del Cead para un arreglo en paralelo







Hallamos el 0ead del sistema en arre.lo en paralelo con al

si.uiente 2órmula%

PI,E; PUE*;/

ráca del 0ead del sistema 1s caudal del sistema ( P#'-&#A

P#"&!A)




0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

A##&* &N PA#A&*

)*1 #/ )*2 #/ )ea$ Paralel! #/

- LP,/

)ea$ #/

Hallamos el 0ead del sistema en arre.lo en paralelo con al

si.uiente 2órmula:

E:U<; PUE*;/

1 9LP+; B1 9m;2

9LP+; B2 9m; t 9LP+;ead Paralelo

9m;

.)7 ,35 -)7 ,/5 .,.)0; ,/!

/5)7, 12,3! /;),0 12,10 ..7)/5 12,23

/5)0 10,00 -),0 10, ..5)5; 10,0

/)5; 2!,!0 /)7 2!,! ../)/0 2!,!

/),7 23,/! /0)0/ 23,0/ ..7)5 23,52




7;) 2=,15 /0). 3!,3/ 5,);5 2=,

,)05 32,2! ;) 33,13 0/);/ 32,=

.)0. 35,2= 7.),0 35,05 ;5)5 35,52

5);5 3,5! -)-0 3,/5 5)/ 3,5!

raca del 0ead del sistema 1s caudal del sistema ( &"N+A

P#"&!A)

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.000.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.0045.00

A##&* &N PA#A&*

)*1 #/ )*2 #/ )ea$ Paralel! #/

- LP,/

)ea$ #/

5" *I'-U'IO) *$ $'UL%A*O'

• En la "uina #e$i$a $e la pri#era #uesra e>ise una ?uuaión $el

au$al @ es! es $e+i$! a "ue en esa #e$i$a e#pieAa a salir agua $e la

+!#+a.• <e las ur'as $e ren$i#ien! $e la eienia 's au$al en las $!s

#uesras p!$e#!s $eir "ue la eienia $e $iseB! esá a un )ea$ $e37# @ a una eienia $e 19

• En la gráa $e ) 's au$al se !+ser'a "ue el au$al $is#inu@e !n el

'al!r $el ) en la "uina #e$i$a @ es! n! !nuer$a !n la e!rCa "ue

$ie "ue #ienras el au$al au#ena el )ea$ $is#inu@e @ es! se $e+e

prinipal#ene a la uga $e lC"ui$! en la +!#+a "ue ae "ue $is#inu@a

su au$al.




• La eienia $e la +!#+a es #u@ +aDa l! "ue "uiere $eir "ue la energCa

e>erna se pier$e en gran ani$a$ en !r! ip! $e energCa @ n! se uiliAa

$e #anera a$eua$a para i#pulsar el lC"ui$!. P!r eDe#pl! las per$i$as

pue$en $e+erse a la riión= ugas inernas= separaión $e ?uD! en la

superie $e l!s ala+es= enre !ras.

• La ur'a $el P) se presena !#! esa en la e!rCa= a #e$i$a "ue elau$al au#ena el P) $is#inu@e @ para sa+er en "u au$al e#pieAa

la a'iaión= se en$rCa "ue $isp!ner $el P) $isp!ni+le "ue s!n

+rin$a$!s p!r el a+riane.• Las eienias !+eni$as para a#+as !rri$as s!n parei$as= $e+i$! a

las #is#as !n$ii!nes "ue se le $i al sise#a a e>epión $e la'ariaión $el au$al @ e#peraura= "ue aear!n en $ia $ierenia.

• Las eienias s!n +aDas $e+i$! a #u!s a!res= $esgase $e l!s

e"uip!s $el sise#a= +!#+a= u+!s $e aer! gal'aniAa$!= aes!ri!s=e.

• En el arregl! $e +!#+as en paralel!= se uiliAa para un #a@!r &au$al=

raAón p!r la ual el &au$al !al es represena$! p!r la su#a $el &au$al$e la +!#+a !n'eni!nal @ $e au!e+a$!= para apr!>i#a$a#ene un#is#! )E;< +!#+a en a$a una $e las +!#+as.

• !a#!s en las gráas para las 2 prue+as realiAa$as la #!$elaión @

l!s resula$!s s!n asi apr!>i#a$!s !n una iera 'ariaión $e+i$! a las$ierenes !n$ii!nes $e !peraión.

0" -O)-LU'IO)$'

• *!#+as usa$as ienen #u@ +aDa eienia.

• Las ugas $e lC"ui$! en las +!#+as in?u@en en la $eer#inaión $e l!s

álul!s.

• L!s #anó#er!s esán #al ali+ra$!s l! "ue !asi!na err!res en l!sálul!s.

• ; #e$i$a "ue au#ena el au$al $is#inu@e el ea$ $e la +!#+a

enriuga.• ; #e$i$a "ue au#ena el au$al para una +!#+a enriuga la

eienia au#ena asa un ier! pun!= lueg! e#pieAa a $esen$er.• En la +!#+a enriuga !n!r#e au#ena el au$al= la p!enia

!nsu#i$a au#ena asa ier! pun!.• Para las prue+as !+ene#!s l!s 'al!res apr!>i#a$!s $el )E;< $el

sise#a para una presión $e 40 psi en la prie#ra prue+a el )E;<1F30.03# @ la para segun$a prue+a el )E;<2F 29=88#.

• Las 'ariaines $e l!s resula$!s es p!r"ue las !n$ii!nes $e !peraións!n $ierenes

• (arian$! la e#peraura $e pr!#F 24G& a una pr!#F29G&. asi !#!

las 'is!si$a$.•

• &!n ell! !nlui#!s "ue para un sise#a $!n$e se neesia au#enar el

au$al es p!r !n'eniene uiliAar el sise#a e# paralel! #anenien$! el)E;< $e las +!#+as igual




" AP$)*I-$"1" *iagrama del e@uipo

"2" *atos del laboratorio"2"1" Bomba autocebante

%uber5a de Hierro al1ani6ado(7pul. cedula 89)

* interno : -'-,;; %e : -'---/ 1ul#




e* : -'---;00L de 1 a 2: .'55 %

Primera -uestra

e.unda -uestra

"2"2" Bomba con6encional

Primera muestra




'egunda muestra

"3" +uestra de c?lculo

Bomba con6encional

Los c<lculos a real2ar se 9ar<! 1ara las , corr"as) * 1ara ca"a u!a "e las 1reso!es'

Va%os a "e4er%!ar el cau"al "el a#ua >ue 1asa 1or las 4u+er$as >ue es %e""a 1or u!co!46%e4ro'

Para u!a 1res6! "e ;5'/ Ps#&


t7(s) t(s) ;minPresion(

psi)$olta<e

($)

Ampera<e(A)

tablero

Ampera <e (A)pin6a

%(=C)

0 55 225 3.5 3.4 22.519.11 19.37 31.19 49.5 229 3.7 3.4 22

11.3 12.3 50.85 45 228 4.6 4.3 22.310.02 9.91 60.21 40 225 5 4.6 22.48.83 8.85 67.87 35 225 5.1 4.8 22.4

8 8.01 74.95 30 224 4.9 5.1 22.37.35 7.3 81.91 25 224 5 5.1 22.46.84 6.82 87.85 20 223 5.7 5.3 22.46.66 6.74 89.55 18 221 5.9 5.6 22.4

t7(s) t(s) ;min Presion(

psi)

$olta<e

($)

Ampera<

e(A)

tablero

Amper

a<e (A)

pin6a

%(=C)

0.00 55 228 3.5 3.3 27.914.92 15.05 40.04 49.5 225 4.4 4.2 27.811.88 11.96 50.34 45 223 4.6 4.3 27.910.01 9.84 60.45 40 225 4.9 4.6 27.98.89 9.11 66.67 35 225 5.1 4.8 27.98.02 8.12 74.35 30 228 5.4 4.9 27.87.41 7.41 80.97 25 224 5.7 5.3 27.66.85 6.48 90.02 20 228 5.9 5.4 27.26.31 6.52 93.53 18 229 6 5.4 27.5



#audaldel agua= 1vueltaenm

3

iempo en segundos

#audaldel agua= 0.01m

3

((19.11

+19.37

)/2

)seg

#audaldel agua=0.00051975 m

3

seg

A"e%<s&

#audaldel agua=0.00051975 m

3

seg$

1 %

10−3

m3 $

60 seg

1min

#audaldel agua=31.19 %P&

A9ora (a%os a "e4er%!ar la (eloc"a" "el a#ua >ue 1asa 1or las 4u+er$as

Velocidaddelagua=#audaldel aguaen

m3

s

'reade la secciontransversalde la tuberiaenm2

Velocidaddel agua=0.00051975

m3

s0.000557581m

2

Velocidaddel agua=0.932m

s

Lue#o "e4er%!a%os las 1er""as

Va%os a a1lcar la ecuac6! "e 3er!oull 1ara "os 1u!4os

P1

ρ$ g+ V 1

2

2$ g+Z

1+ H bomba= P2

ρ $ g+ V 2

2

2$ g+Z

2+∑ htotal

Do!"e

P.& Pres6! e! el 1u!4o . e! Pascal

V.& Veloc"a" "el a#ua e! el 1u!4o . e! %s




.& Al4ura "es"e el !(el "e refere!ca 9as4a el 1u!4o . e! %e4ros

8+o%+a& 8ea" "e la +o%+a e! %

P,& Pres6! e! el 1u!4o , e! Pascal

V,& Veloc"a" "el a#ua e! el 1u!4o , e! %s

,& Al4ura "es"e el !(el "e refere!ca 9as4a el 1u!4o , e! %e4ros

84o4al& La su%a 4o4al "e las 1Br""as 1r%aras * las 1Br""as secu!"aras e! %e4ros

Co!s"eraco!es

• El flu"o es !co%1res+le 1or lo cual la "e!s"a" es co!s4a!4e• La 4e%1era4ura "el ss4e%a es co!s4a!4e e! ca"a 1rue+a 1or lo cual la (scos"a"

es co!s4a!4e'

Sea la ecuac6! "e co!4!u"a"#audal= 'rea secciontransversal $Velocidad del fluido

S el <rea "e la secc6! 4ra!s(ersal es %u* #ra!"e e!4o!ces la (eloc"a" "el flu"o se1ue"e co!s"erar cero

• E! es4e caso se (a co!s"erar >ue la (eloc"a" e! el 1u!4o . es cero "e+"o a >uesu "<%e4ro es #ra!"e'

S%1lfca!"o se o+4e!e la s#ue!4e e@1res6!

H bomba= P2− P1

ρ$ g +

V 22

2$ g+Z

2−Z

1+∑ htotal

Sa+e%os >ue

Presion en punto1=14.7 Psi

Presionen punto 2= Presionatmosferica+ Presion &anometrica

Presion en punto2=14.7 Psi+49.5 Psi

Presionen punto 2=64.2 Psi

(ensidad del aguaa22.5℃=997.86 )g

m3




Z 1=0.685m

Z 2=0.330m

aceleracionde la gravedad=9.81 ms2

Velocidaden el punto2=0.932m

s

(iametro de latuberia=0.0266446m

Viscosidad del agua a22.5℃=0.00955 )g

m$ s

Ree%1la2a!"o

H bomba=(64.2−14.7) Psi $

6894.7 Pa

1 Psi

997.86 )g

m3

$9.81 m

s2

+(0.932

m

s )

2

2$9.81 m

s2

+0.33m−0.685m+∑ htotal

H bomba=35.103542m+∑htotal

Va%os a "e4er%!ar las 1Br""as 4o4ales

Per""as 1r%aras

De acuer"o a la ecuac6! "e Darc*) se "e4er%!a! as$

h primaria=f $ %total e!uivalente

(iametro de latuberia $

Velocidaddel fluido2

2$ g

8alla!"o el NH%ero "e Re*!ol"s

ℜ= ρ $ v $ (

*

Do!"e




& De!s"a" "el a#ua e! =#%7

(& Veloc"a" "el a#ua e! %s

D& D<%e4ro "e la secc6! 4ra!s(ersal "e la 4u+er$a e! %e4ros

& Vscos"a" "el a#ua e! =#%'se#

Ree%1la2o

ℜ=

997.86 )g

m3 $0.932

m

s $0.0266446m

0.00955 )g

m$s

ℜ=2595.56

8alla!"o la ru#os"a" rela4(a

+ugosidad relativa= +ugosidad ( ) s ) enmetros

(iametrode la tuberiaen metros

+ugosidad relativa= 0.00015m

0.0266446m

+ugosidad relativa=0.00562966

Para "e4er%!ar el fac4or "e frcc6! "e Darc* se (a a e%1lear la ecuac6! "e :a! "e+"oa >ue el NH%ero "e Re*!ol"s !"ca >ue el flu?o es 4ur+ule!4o

f = 0.25

[ log ( e

3.7$(+5.74

ℜ0.9 )]2

Do!"e

f& Fac4or "e frcc6! "e Darc*

e& Ru#os"a" "el 9erro #al(a!2a"o e! %e4ros

D& D<%e4ro "e la secc6! 4ra!s(ersal "e la 4u+er$a e! %e4ros




Re& Nu%ero "e Re*!ol"s

Ree%1la2o e! la ecuac6! "e :a! * se o+4e!e

f =0.171349

Ree%1la2o

h primaria=0.171349$ 1.699m

0.0266446m $

(0.932m

s )

2

2$9.81m

s2

h primaria=0.48388415 m

8alla!"o las 1Br""as secu!"ara

De fue!4es ++lo#r<fcas se o+4u(o los s#ue!4es coefce!4es "e car#a&

Accesorios )>

accesorios

accesori

o

Uni4n Uni6ersal 7 -'-; -'.,Uni4n % . .'7 .'7

-odos =!> , -'5 .'7&?l6ula .lobo . 0' 0''alida del tan@ue . -'// -'//

total 11"23

Va%os a "e4er%!ar la 1er""a secu!"ara 4o4al

hsecundaria=h1+h

2+h

3+h

4+h

5

hsecundaria=0.04$

V 2

2$ g+1.38$

V 2

2$ g +0.69$

V 2

2$ g+7.8$

V 2

2$ g +0.55$

V 2

2$ g

hsecundaria=11.23$ V

2

2$ g

Ree%1la2a!"o los (alores




hsecundaria=0.497499238m

Va%os a "e4er%!ar la 1er""a "e car#a 4o4al

∑h total=h primaria+hsecundaria

∑h total=0.672064402m

Co! es4e (alor se "e4er%!a el 8ea" "e la +o%+a

H bomba=35.284m

As$ se real2a 1ara los "e%<s cau"ales) * se o+4e!e la 4a+la 1rese!4a"a e! resul4a"os'

Calculo del NPHA &arga $e suión nea p!sii'a $isp!ni+le/

NPSH '=hsp , hs−hf −hvp

<!n$e %

sp% &arga $e presión esáia a+s!lua s!+re el ?ui$! en el $epósi! en #er!s

s% <ierenia $e ele'aión $es$e el ni'el $el ?ui$! en el $epósi! asa la lCnea

enral $e la enra$a $e suión $e la +!#+a en #er!s. En ese as! el 'al!r

$e s es p!sii'! p!r"ue la lCnea enral $e sui!ne esá p!r $e+aD! $el ni'el

$el agua. % Per$i$a $e arga !al anes $e ingresar a la suión en la +!#+a en #er!s.

'p% &arga $e presión $e 'ap!r $el lC"ui$! a la e#peraura $e +!#+e! en

#er!s

&alulan$! para la presión $e 49.5 Psig

El 'al!r $e sp se !+iene e#plean$! esa relaión

hsp= Pabsoluta sobreel aguadel tan!ue

ρaguaa22.5℃$ g

hsp= 101325 Pa

997.56 )g

m3

$9.81m

s2

hsp=10.35089m




El 'al!r $e s $e+i$! a "ue el ni'el $el ?ui$! se enuenra p!r eni#a $e la

+!#+a 'a presenar un 'al!r p!sii'! p!r l! ual%

hs=0.630m

El 'al!r $e es la su#a $e las per$i$as pri#arias !n las per$i$as seun$arias

)allan$! las pr$i$as pri#arias

(a#!s a e#plear la euaión $e <ar@

h primaria=f $ %total e!uivalente

(iametro de latuberia $

Velocidaddel fluido2

2$ g

f =0.06165

ee#plaAan$!

h primaria=0.06165 $ 1.524 m

0.0266446m $

(0.932 m

s )

2

2$9.81m

s2

h primaria=0.1562168m

Para las pr$i$as seun$arias se !nsi$era l! #is#! alula$! aneri!r#ene%

hsecundaria=0.497499238m

(a#!s a $eer#inar la per$i$a $e arga !al

∑h total=h primaria+hsecundaria

∑h total=0.653716097m=h f




El 'al!r $e 'p se !+iene e#plean$! esa relaión

hvp= Pvapordeaguaa 22.5℃

ρaguaa22.5℃$ g

hvp= 2814.25 Pa

997.86 )g

m3 $ 9.81

m

s2

hvp=0.287490868m

)allan$! el P) $isp!ni+le

NPSH '=10.3508971m+0.630m−0.653716097m−0.287490868m

NPSH '=10.04m

Cálculos para la eciencia de la bomba

P!enia $e la +!#+a

P= ρ $ V $ g $ H bomba

<!n$e

P% P!enia !nsu#i$a p!r la +!#+a en Ha

% <ensi$a$ $el agua a una e#peraura en JgK#3

(% luD! '!lu#ri! $el agua en #3Kseg

g% ;eleraión $e la gra'e$a$ en #Ks2

)+!#+a% )ea$ $e la +!#+a en #

(a#!s a $eer#inar la p!enia $e la +!#+a a la presión $e 49.5 Psi

P=997.86 )g

m3

$0.0005198 m

3

seg $ 9.81

m

s2

$35.284 m

P=179.55W

;!ra 'a#!s a $eer#inar la p!enia enrega$a p!r la uene elria

P= -prom$V




P=(3.7+3.4)/2$229

P=179.55W

e $ene la eienia $e la siguiene #anera

Eficiencia= Potencia consumida por bomba

Potencia entregada por lafuente $100

Eficiencia=22.09

" BIBLIO.A(IA

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E"c6!) E'E'U'U) ,--

Lab Bombas Final

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