UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA – ENERGÍA CURSO: Laboratorio de Ingeniera T!r"i#a e $idr%&'i#a E()eri"enta'
En*a+o ,-: En*a+o Co")'eto de &na .o"ba Centri/&ga0 1ROFESOR: Ing0 $ern%n 1into E*)ino2a INTEGRANTES: 3AIMES 1LASENCIA GIAM1IER
-456-57475
VILLANUEVA FUENTES 8A$IR
-456-579;
00000000000000000000000
00000000000000
0000000000000 0000000000000000000 000000000000 000000 G0$0:
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INTRODUCCIÓN DEL ENSAYO: Las bombas centrifugas pertenecen a la rama de las turbo maquinas, que son maquinas hidráulicas rotativas que permiten una transferencia energética entre un fluido y un rotor provisto de alabes o paletas, mientras el fluido pasa a través de ellos. La transferencia de energía tiene su origen en una gradiente de presión dinámica que se produce entre la entrada y salida del fluido en el rotor. Si la transferencia de energía se efectúa de maquina a fluido se le da el nombre genérico de bomba si por el contrario el fluido cede energía al rotor se llama turbina . !n la primera denominación figuran no solo las maquinas conocidas comercialmente con el nombre de bombas, cuyo fluido de traba"o es el agua, sino también toda turbo máquina que sirve para imprimir energía a un fluido, como compresores, abanicos, sopladores, etc., ya sean de tipo a#ial o radial y traba"ando con cualquier tipo de fluido. !ntre las turbinas figuran las hidráulicas, de vapor, de gas, de aire, etc., también para cualquier clase de fluidos. $ambién en este ensayo estudiaremos la cantidad de energía que entrega una bomba centrifuga a un fluido para diferentes caudales de esta así también los parámetros que nos permitan seleccionar adecuadamente una bomba, centrifuga. %onoceremos también que la bomba centrifuga utili&ada le imprime una energía a un fluido que se e#presa en una ganancia con carga estática, imprime por lo tanto una energía a un fluido procedente de una energía mecánica que se ha puesto en su e"e.
Marco Teórico: La Bomba: La bomba es una máquina que absorbe energía mecánica que puede provenir de un motor eléctrico, térmico, etc. y la transforma en energía que la transfiere a un fluido en forma de presión o de velocidad y que permite trasladar el fluido de un lugar a otro, a un mismo nivel y'o a diferentes niveles. (n equipo de bombeo, en la actualidad, tiene una gran aplicación en el campo industrial, naval, minero, plantas de fuer&a, campos petroleros, acondicionamiento de aire, etc., es decir donde e#ista un volumen de líquido, peque)o o grande que necesite aumentar de presión o ser despla&ada de ubicación. !s importante pues saber seleccionar y aplicar el tipo de bomba correcto, de acuerdo a lo que se espera obtener de la bomba, así como de las condiciones de traba"o.
!llo implicará elaborar el proyecto de instalación de la bomba buscar el *unto de +uncionamiento de la omba, de modo que las características del sistema y de la bomba se crucen en un punto, en el cual la bomba tenga la mayor eficiencia. %on ayuda de las características de la bomba establecidas por el fabricante, se tra&an la familia de curvas, se tra&a en el mismo diagrama, altura útil versus flu"o de volumen, la curva del sistema. La intersección de ambas curvas será el punto de operación de bomba.
Bombas Centrif!as: Son turbo máquinas que incrementan la energía del líquido, mientras éste está pasando a través de rotor en forma radial, a#ial o mi#ta, debido a la fuer&a centrífuga o al impulso de los álabes sobre el líquido o una combinación de ellas respectivamente, son bombas dinámicas.
Ren"imiento "e #as Bombas: %uando un líquido fluye a través de una bomba, sólo parte de la energía comunicada por el e"e del impulsor es transferida el fluido. !l rendimiento de una bomba es bastante sensible a las condiciones ba"o las cuales esté operando. !l rendimiento - de una bomba viene dado por
$% & '(a!a)(e#*ctrica+ , -..%
/# 0or1e "e# ma2or so "e #as bombas centrif!as: Las bombas centrifugas debido a sus características, son las bombas que más se aplica en la industria. Las ra&ones de esta preferencia son las siguientes a/ Son aparatos giratorios. b/ 0o tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos. c/ La impulsión eléctrica del motor que las es bastante sencilla. d/ *ara una operación definida el gasto es constante y no se requiere dispositivos reguladores. e/ Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.
Ceba"o: 1ntes de ponerse en funcionamiento la bomba debe ser cebada, es decir la ca"a y la tubería de succión tienen que estar totalmente, llenas de líquido mientras está condición no haya sido satisfecha, la bomba no debe funcionar, porque en ve& de agua succionará aire. 2ay diferentes formas de cebar las bombas centrifugas, siendo el método más recomendable la instalación de una válvula de retención vertical 3válvula de pie/. 4e no seguirse este cebado el sello mecánico resultara da)ado, y la bomba no dará flu"o.
(ara"a "e #a bomba: 1ntes de parar el motor que impulsa a la bomba centrifuga, la válvula de descarga deberá graduarse a la misma posición que tenía al momento del arranque 3válvula cerrada/, de tal manera que la bomba tome el mínimo posible de potencia, lo que tienen por ob"eto evitar ondas de choques en el sistema de tuberías.
Cr3as caracter4sticas "e na bomba centrif!a:
!l punto de funcionamiento de una bomba, es el punto en el cual se interceptan la curva 25 6 de la bomba con la curva del sistema. 7egulación de caudal con válvula Las bombas centrifugas se adaptan a regular el caudal con válvula en la descarga. 1l cerrar la válvula, la curva del sistema se hace más parada y el caudal disminuye. !n las bombas
centrifugas la &ona regulable es la &ona en la cual el rendimiento cae ra&onablemente, es un rango relativamente amplio.
6
2
2
5ariación "e #as r0m: 1l modificarse las revoluciones de las bombas estas varían tal co mo lo indica la figura.
%ierre 7egula de ble válvula
Dia!rama to0o!r6fico 'conc7oi"e+: !#perimentalmente es posible determinar las curvas 256 para diferentes revoluciones de giro de una bomba centrifuga y superponen a estas curvas las de rendimiento constante, tal como en la figura 26 0
OB8ETI5OS: A+ Ob9eti3os enera#es:
%onocer los principios de operación y utili&ación de una bomba centrifuga. !valuar el estado de una bomba centrifuga 32 vs 6 n vs 6/ a partir de sus curvas características a diferentes rpm.
B+ Ob9eti3os Es0ec4ficos:
%alcular la *otencia eléctrica del motor a diferentes rpm.
%alcular la *otencia hidráulica de la bomba para cada caudal reali&ado.
7eali&ar las gráficas 32 vs 6/ y 3n vs 6/ para cada rpm traba"ado.
E1i0os e instrmentos:
anco de ensayo de bombas centrifugas.
omba.
8otor.
9acuómetro medidor de presión en rangos menores a cero 3bar/.
Rotámetro medidor de caudal 3m:'h/.
Manómetro medidor de presión 3bar/ $acómetro medidor de revoluciones 3rpm/,
proporciona lectura continua de velocidad.
8edidor de volta"e y ampera"e medición de volta"e 3voltios/ y ampera"e 3amp./, ;;
9álvulas regulador de fluido para la variación d el flu"o.
$uberías Succión y descarga.
Es1ema "e Insta#ación:
(roce"imiento "e# Ensa2o:
9erificar que el tanque este lleno de agua hasta una altura considerable.
1ntes del arranque de la bomba, cerrar la válvula de descarga y la válvula de cone#ión con la bomba >;.
!l arranque de la bomba debe efectuarse a ba"a velocidad.
Se mide el caudal ?6@ con el que se va a traba"ar inicialmente y luego se dividirá en A partes para reali&ar A mediciones, en esta parte el volta"e y las rpm permanecen constantes.
$omamos lectura de los datos del volta"e, manómetros, amperímetros, presión de entrada, presión de salida, rpm y caudal.
Tabulación de datos:
N1 = 1823rpm Punto 1
P1 (PSI)
P2 (PSI)
V (Volts)
I (Amp)
Q (LPM)
0
10
110
3.5
0
2
0
9
110.5
3.6
30
3
0
8.2
110.5
4
60
4
0
.5
110.5
4
90
5
0
6.1
110.5
4.5
120
6
0
5
110
5
150
0
3.5
110
5
180
Punto 1 2
P1 (PSI) 0 0
N2 = 2208rpm P2 (PSI) V (Volts) 14 132 13.2 130
I (Amp)
Q (LPM) 4
0
4
40
3
0
12
132
4.5
80
4
0
10.1
135
4
120
5
0
8.1
135
5
160
6
0
5.6
135
6
200
0
5
135
6
215
N3 = 2515rpm Punto 1
P1 (PSI)
P2 (PSI)
V (Volts)
I (Amp)
Q (LPM)
0
19.8
155
5
0
2
0
19.1
155
5
40
3
0
16.4
155
5.5
80
4
0
14.8
155
6
120
5
0
12.2
155
6.2
160
6
0
9.6
152
6.8
200
0
6.5
155
245
N4 = 2840rpm Punto
P1 (PSI)
P2 (PSI)
V (Volts)
I (Amp)
Q (LPM)
1
0
25.8
18
5.5
0
2
0
24
18
6
50
3
0
21.5
18
6.8
100
4
0
18.5
18
.5
150
5
0
15.8
18
8
200
6
0
12
18
8.3
250
0
9
18
8.5
285
Mo"e#o "e c6#c#o:
*ara ello utili&aremos los siguientes datos
(: *resión 3*a/. 5: 9elocidad del fluido 3m's/ ;: 1ltura geodésica 3!n este caso constante B <.;Cm/ : *eso específico 30'mD/ <: %audal 3mD's/. =: 1ltura de la bomba 3m/. N: 9elocidad del motor 3rpm/. 5: 9oltios 3v/. I: Entensidad de corrientes 3amp/. Las alturas de cada bomba son datos tomados del equipo del banco de prueba del laboratorio.
!cuación de ernoulli P F
V F; ; xg
Z F H b
P ;
V ;; ; xg
Z ;
H P <
H . ! 0 " #! $%& P
d1 = 2 in = 0.0508 m
!' $ ! #(&
........3 I /
d2 = 1.5 in = 0.0381 m A1 = 0.002026 m A2 =0.00114 m
2
2
(tili&ando la ecuación de ernoulli sin considerar las pérdidas y asumiendo que la entrada de la bomba está en el espe"o de agua se genera la siguiente ecuación
= & '(> ? (-+)@.. >--<> .>m
(ELEC & 5I)-... 'FG+ (=IDR & H!1<=)-... 'FG+
n!r0o & (=)(E
Tab#a "e res#ta"os se!n #o 0e"i"o en e# #aboratorio: Punto
H (m)
N1 = 1823rpm Pot. H!r"ul#$ Pot. %l&#tr#$ (')
n(om$)
1
.03384615
0
385
0
2
6.33046154
31.0509138
39.8
0.1099388
3
5.65384
56.5816652
442
0.19558
4
5.2538461
.622846
442
0.2405854
5
4.29064615
84.18245
49.25
0.228849
6
3.5169230
86.2525385
550
0.1960285
2.46184615
2.4521323
550
0.16263105
N4 = 2840rpm Punto
H (m)
Pot. H!r"ul#$
Pot. %l&#tr#$ (')
n(om$)
1
18.143231
0
99
0
2
16.8812308
138.004062
1068
0.1946845
3
15.122692
24.252
1210.4
0.2831851
4
13.0126154
319.134392
1335
0.33201664
5
11.113469
363.410695
1424
0.35445019
6
8.44061538
345.010154
14.4
0.32434058
6.33046154
294.983682
1513
0.208622
Nos 0i"en !raficar '= 3s <+ 2 'n !r0o 3s <+ 0ara ca"a r0m:
Conc#siones
%uando el caudal aumenta el ampera"e también aumenta. %uando aumenta el 7*8 también aumenta el volta"e. %uando el caudal disminuye la presión de succión y descarga aumentan.
Recomen"aciones
!l arranque debe reali&arse a ba"as revoluciones. La medición de las rpm del motor debe reali&arse con la mayor precisión posible, ya que en nuestra e#periencia cada medida del rpm del motor nos arro"aba valores
diferentes. Se debería efectuar un cambio de manómetro y 9acuómetro, debido a que visiblemente muestran desgaste.
Bib#io!raf4a
8ecánica de los fluidos y maquinas hidráulicas G %laudio 8atai#. $urbo maquinas 2idráulicas G 8anuel *olo !ncinas.
