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mecanica de fluidosTRANSCRIPT
NATALIA STEFANIA MEDINA MOLANO JUAN SEBASTIAN ROA PINTO
MANEJO DE SOLIDOS Y LIQUIDOS ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER-2015
ASIGNACIÓN
La figura muestra un sistema en el que se requiere que la bomba distribuya al menos 225
gal/min de agua a 60 °F, de un depósito inferior hacia un tanque elevado que se mantiene
a una presión de 35.0psig. Diseñe el sistema y especifique una bomba apropiada.
Después, determine el punto de operación para la bomba del sistema diseñado y de los
parámetros de rendimiento para la bomba en el punto de operación.
Para el desarrollo del ejercicio propuesto se llevó a cabo el siguiente algoritmo de
programación
NATALIA STEFANIA MEDINA MOLANO JUAN SEBASTIAN ROA PINTO
MANEJO DE SOLIDOS Y LIQUIDOS ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER-2015
Prgm
:i:=13
:j:=9
:r:=newMat(i,j)
:r[1,1]:="Q"
:r[1,2]:="V1"
:r[1,3]:="V2"
:r[1,4]:="Nr1"
:r[1,5]:="Nr2"
:r[1,6]:="f1"
:r[1,7]:="f2"
:r[1,8]:="HLt"
:r[1,9]:="HB"
:Text "diseño de sistemas de tuberia y procedimiento de seleccion de bombas"
:Request "ρ",ρ
:Request "ε",ε
:Request "ν",ν
:Request "γ",γ
:Request "g",g
:Request "P1",p1
:Request "P2",p2
:Request "z1",z1
:Request "z2",z2
:Request "D1",d1
:Request "D2",d2
:Request "L1",l1
:Request "L2",l2
:εr1:=((d1)/(ε))
:εr2:=((d2)/(ε))
:a1:=((π*d1^(2))/(4))
:a2:=((π*d2^(2))/(4))
:Request "numero de tipos de accesorios en tuberia 1",n1
:For i,1,n1
:Request "#*ki #-># de acc. del mismo tipo",k1[i]
:EndFor
:Request "numero de tipos de accesorios en tuberia 2",n2
:For i,1,n2
NATALIA STEFANIA MEDINA MOLANO JUAN SEBASTIAN ROA PINTO
MANEJO DE SOLIDOS Y LIQUIDOS ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER-2015
:Request "#*ki #-># de acc. del mismo tipo",k2[i]
:EndFor
:i:=2
:For qp,0,275,25
:q:=qp*((0.1337)/(60))
:v1:=((q)/(a1))
:v2:=((q)/(a2))
:"Disp ""SI DESEA HALLAR HL-->1 SI ES HB-->2"":Request ""#"",x:"
:x:=2
:If x=1 Then
:Request "W",we
:Request "η",η
:hb:=((η*we)/(ρ*g*q))
:DelVar hl
:x:=hl
:EndIf
:If x=2 Then
:nr1:=((d1*v1)/(ν))
:nr2:=((d2*v2)/(ν))
:f1:=nSolve(((1)/(√(f1)))=−2*log(((1)/(3.7*εr1))+((2.51)/(nr1*√(f1))),10),f1)
:f2:=nSolve(((1)/(√(f2)))=−2*log(((1)/(3.7*εr2))+((2.51)/(nr2*√(f2))),10),f2)
:hl:=((v1^(2))/(2*g))*(f1*((l1)/(d1))+∑(k1[i],i,1,n1))+((v2^(2))/(2*g))*(f2*((l2)/(d2))+∑(k2[i],i,1,n2))
:x:=hb
:DelVar hb
:EndIf
:rta:=nSolve(((p1)/(γ))+z1+((v1^(2))/(2*g))+hb-hl=((p2)/(γ))+z2+((v2^(2))/(2*g)),x)
:r[i,1]:=qp
:r[i,2]:=v1
:r[i,3]:=v2
:r[i,4]:=nr1
:r[i,5]:=nr2
:r[i,6]:=f1
:r[i,7]:=f2
:r[i,8]:=hl
:r[i,9]:=rta
:r[2,6]:="ND"
:r[2,7]:="ND"
:i:=i+1
:EndFor
:EndPrgm
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El cual arroja la siguiente tabla de resultados
Sistema 1
ANEXO: Grafica con curva del sistema ( )
Para un aumento del 20% en la longitud en la tubería 1 (3 ½) y un 10% en la longitud
Sistema 2
ANEXO: Grafica con curva del sistema ( )
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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER-2015
SISTEMA 1 SISTEMA 2
TIPO DE BOMBA Centrifuga de 2X3-10 con 3500 rpm
Centrifuga de 2X3-10 con 3500 rpm
IMPULSOR 9 plg 9 plg
CAPACIDAD 243.75 gal/min 237.5 gal/min
CARGA TOTAL 317.5 ft 325 ft
EFICIENCIA 57% 57%
POTENCIA DE ENTRADA 35.56 HP 35 HP
NPSHR 8.2216 ft 8 ft
NPSHA 40.3563 ft 40.2716 ft
NPSHA>1.1 NPSHR 40.3563 > 9.0438 cumple 40.2716 > 8.8 cumple
NPSHA= hSP ± hs - hf - hVP
SISTEMA 1
ℎ𝑆𝑃 =𝑃𝑆𝑃
𝛾=
14.7
62.4∗ 144 = 33.9 𝑓𝑡
ℎ𝑆 = +8 → 𝑑𝑒𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎
ℎ𝑓 =𝜗2
2𝑔(𝑓
𝐿
𝐷+ 𝑘𝑣𝑎𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 + 𝑘𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎) = 0.952 𝑓𝑡
ℎ𝑉𝑃 =𝑃𝑉𝑃
𝛾=
0.2563
62.37∗ 144 = 0.5916𝑓𝑡
NPSHA= 33.9 𝑓𝑡 + 8 𝑓𝑡 − 0.952𝑓𝑡 − 0.5916𝑓𝑡 = 𝟒𝟎. 𝟑𝟓𝟔𝟑 ft
SISTEMA 2
ℎ𝑆𝑃 =𝑃𝑆𝑃
𝛾=
14.7
62.4∗ 144 = 33.9 𝑓𝑡
ℎ𝑆 = +8 → 𝑑𝑒𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎
ℎ𝑓 =𝜗2
2𝑔(𝑓
1.2𝐿
𝐷+ 𝑘𝑣𝑎𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 + 𝑘𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎) = 1.0367𝑓𝑡
ℎ𝑉𝑃 =𝑃𝑉𝑃
𝛾=
0.2563
62.37∗ 144 = 0.5916𝑓𝑡
NPSHA= 33.9 𝑓𝑡 + 8 𝑓𝑡 − 1.0367𝑓𝑡 − 0.5916𝑓𝑡 = 𝟒𝟎. 𝟐𝟕𝟏𝟔 ft