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INST
ESCUELA SUP
DISEÑO
PROFES
G
ITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.
RIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y EL
UNIDAD AZCAPOTZALCO.
OMBAS HIDRÁHULICAS.
PROYECTO:
E UNA BOMBA CENTRI
R: ING. SAÚL RIVERA ZAM
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.
ONZALEZ ABOGADO JOSE GRABIEL
.
1
ÉCTRICA
UGA.
RA.
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2
INDICE.
Objetivo............................................................................................................................... 3
Justificación……………………………………………………………………………………. 4
Introducción…………………………………………………………………………………….. 5
Principios de una bomba hidráulica………………………………………………………… 6
Clasificaciones de las bombas centrifugas………………………………………………... 8
Partes constitutivas de una bomba……………………………………………………….. 10
Impulsores……………………………………………………………………………………... 11
Flechas…………………………………………………………………………………………. 13
Desarrollo del 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) y un número específico de revoluciones (rpm) requeridos por 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 porvibraciones 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. Bomba estándar (fierro y bronce).
2. Bomba toda de fierro.
3. Bombas toda de bronce.
4. 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 Bombaestándar
Bomba defierro dúctil
Bombas deacero
Bombas deacero
inoxidable
Bombas deacero dúctil
Carcasa Fierro Fierro dúctil Acero Aceroinoxidable
Acerodúplex
Cabeza desucción Fierro Fierro dúctil Acero Aceroinoxidable Acerodúplex
Impulsor Bronce Fierro ofierro dúctil
Fierro, aceroo acero
inoxidable
Aceroinoxidable
Acerodúplex
Anillos dedesgaste Bronce Fierro Acero
inoxidableAcero
inoxidableAcerodúplex
Difusores Fierro Fierro ofierro dúctil Acero Acero
inoxidableAcerodúplex
Flecha Acero AceroAcero oacero
inoxidable
Aceroinoxidable
Acerodúplex
Camisa deflecha Bronce Aceroinoxidable Aceroinoxidable Aceroinoxidable AcerodúplexPrensaestopas
y partespequeñas
Bronce Aceroinoxidable
Aceroinoxidable
Aceroinoxidable
Acerodúplex
Soportes derodamientos o
balerosFierro Fierro o
aceroFierro oacero
Fierro oacero Acero
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Por el tipo de succión.
Se pueden clasificar las bombas en función al tipo de succión en:
1. Simple succión.
2. Doble succión: en donde intervienen ambos lados del impulsor.
3. Succión negativa: donde el nivel del liquido inferior al de la bomba.
4. Succión positiva: donde el nivel del líquido es superior al de la bomba.
5. 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
Las partes constitutipo. De la lista de que ap
edición (el mencionado in
fabricantes de equipos de
al día a los llamados “stan
FIGURA No. 2. Partes constituti
Nomenclatu
Ref. No. Nombre
1 C1A Carcasa (1B Carcasa (2 Im6 Árbol d7 Anillo d13 Empa14 Mangui16 Cojine17 Collarín18 Cojinet
20 Tuerca d
22 Contratuer29 Anillo de c
S CONSTITUTIVAS DE UNA BOMBA.
tivas de una bomba centrifuga dependen darece en el libro del Instituto “Hydrahulic In
stituto tiene como miembros a más de ci
bombeo en el mundo entero y se ha preoc
ars”)
as de una bomba centrifuga.
ra recomendada para piezas de las bCentrifugas.
de la pieza Ref. No. Nombre de la p
rcasa 31 Cubierta de cojinete (mitad inferior) 32 Cuña del impulitad superior) 33 Cubierta de cojinete (
pulsor 35 Tapa de cojinete (ine la bomba 37 Tapa de cojinete (e
la carcasa 42 Acoplamiento (mitad enquetadura 44 Acoplamiento (mitad enito del árbol 46 Cuña del acoplame (interno) 48 Buje del acoplamidel estopero 50 Contratuerca del acope (externo) 52 Pasador del acoplamanguito de
rbol.123 Tapa de extremo de
ca del cojinete 125 Aceitera o grasierre hidráulico 127 Tubo de sello
10
e su construcción ytitute” en su última
cuenta compañías
pado por mantener
mbas
ieza
interno)orexterno)terno)terno)l impulsor)la bomba)ientoientolamientomiento
cojinete
ra
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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:
Simple Succión
Doble Succión
Aspas curvasradiales
Aspas tipo Francis
Radial
Mixto
Axial
Abierto
Semiabie
Baja
Media
Tipos de impulsores
Succión Forma de lasaspas
Dirección delflujo
Construcción VelocidadEspecífica
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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.
12
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La flecha de una b
ella, transmitiendo además
En el caso de una
largo de toda la bomba.
impulsores y después un
completan la longitud n
descarga.
Las flechas generde carbono, según la re
profundo, las flechas de i
que las flechas de transmi
rectificado.
La determinación d
tomando en cuenta la po
elementos giratorios y el e
Camisa de una flecha.
Debido a que la fle
de los apoyos hay desgas
proteger la flecha y ser un
Las camisas son g
formas constructivas de ell
líquido manejado.
FIGURA No. 7 Camisa de una fl
FLECHAS.
omba centrífuga es el eje de todos los ele
el movimiento que le imparte la flecha del
bomba centrífuga horizontal, la flecha es
n el caso de bombas de pozo profundo, e
a serie de flechas de transmisión unidas
cesaria desde el cuerpo de tazones ha
lmente son de acero, modificándose únicaistencia que se necesite. En el caso d
pulsores son de acero inoxidable con 13%
sión son de acero con 0.38 a 0.45 de carb
el diámetro de las flechas en centrífugas h
tencia máxima que va a transmitir la bom
puje radial que se produce en las bombas.
cha es una pieza bastante cara y en la sec
e, se necesita poner una camisa de flecha
pieza de cambio, sobre la cual trabajan los
eneralmente de latón o de acero inoxidabl
las, dependiendo del tamaño de la flecha y
cha.
13
entos que giran en
otor.
na sola pieza o lo
xiste una flecha de
por un cople, que
sta el cabezal de
mente el contenidobombas de pozo
de cromo, en tanto
no, rolado en frío y
orizontales se hace
ba, el peso de los
ión del empaque o
ue tiene por objeto
empaques.
y existen diversas
e la naturaleza del
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DESARROLLO DEL PROYECTO.
Datos:
1 9 6 54.44
862.874
1740
100 328.08
⍴ 1000
Cálculo de la velocidad específica.
3.65 ! /#
$3.65%$1740% & 0.0544 '
100/# 46.5018
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:
' 8046.842
' 2.04 2
Altura de cada impulsor :
: 100
2 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 ⁄
D> B> 60E F30.0528
G 60E $1740 % 0.3299 329.8651
D> 329.8651 1 25.4 12.9868
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Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> 12 25.4 1 304.8 0.3048
Ó
D> 13 25.4 1 330.2 0.3302
Ahora para un numero de impulsores (z) = 3
: 1003 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 ⁄
D> B> 60E F25.5604
G 60E $1740 % 0.2806 280.5560
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D> 280.5560 1 25.4 11.0455
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> 11 25.4 1 279.4 0.2794
Ahora para un numero de impulsores (z) = 4
: 100 4 25
; $%' 46.5018$4%'
131.5269
De la figura 9-37 a) para ; 131.5269 $<= <>⁄ % 0.64 @ A+ 1.05
B> C! 2 : 1.05 ! $2%$9.8 >⁄ %$25 % 23.2427 ⁄
D> B> 60E F23.2427
G 60E $1740 % 0.2551 255.11070
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D> 255.08 1 25.4 10.45
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> 10 25.4 1 254 0.254
Ahora para un numero de impulsores (z) = 5
:
100 5 20
; $%' 46.5018$5%'
155.4881
De la figura 9-37 a) para ; 155.4881 $<= <>⁄ % 0.68 @ A+ 1.08
B> C! 2: $1.08%$! $2%$9.8 >⁄ %$20% 21.3829 ⁄
D> B>60E $21.3829 %$60%⁄
E$1740% 0.2347 234.7032
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19
D> 234.7032 125.4 = 9.23 Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro dos real (D2R):
D> = 9 25.4 1 = 228.6 = 0.2286
Una vez realizado los cálculos para los 5 impulsores se selecciona z = 3 impulsores :
$< <>⁄ % =0.57 B> = 25.5604 ⁄
D> = 11 = 0.2794 = 279.4
Calculamos la velocidad dos real (U2R)
B> = $E%D>60 = $E%$1740 %60 $0.2794 % = 25.4551⁄
D = $< <>⁄ % D> = $0.57%$.2794 % = 0.1593 = 159.258
D =162.56 H 1 25.4 = 6.4
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro uno real (D1R):
D = 6 25.4 1 =152.4 =0.1524
La velocidad uno real (U1R) será:
B = B> DD> = $25.4551 ⁄ %$0.57% = 13.8846 ⁄
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20
Calculo de las Potencias
Potencia teórica
IJ =K
K = L M =
N
9.8 >Q9.807
>RS
V1000 Q W=999.2862 Q
IJ =V999.2862 Q W F0.0544 -Q G $100 % =5357.2845 -Q
IJ =55436.116 -
Q H 1 76 -Q
= 70.4906
Potencia al freno
I = √ $% #Q = 1740 √ 849.7361 $328.08 % #Q =657.9405
De la Figura 5.3 Karassik. I. J. pág. 2.13, 2.199 se toma la eficiencia hidráulica (NH) paraNs = 657.9505
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21
Eficiencia hidráulica ȠH = 0.7
La eficiencia total será
ȠY = 1 Z 3 2Q [1 Z Ƞ\]0.532
I^ IJ ȠY
5357.2845 ⁄0.532 10070.08336 ⁄
I^ 10070.08336 ⁄ 1 76 ⁄ 132.5011
I^ Ƭ ̂
_ ` Ƭ ̂ I^_ $10070.08336 ⁄ %$60%
$2E%$1740 % 52.2656
Ƭ ̂ 5526.5641 )
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Diámetro de la flecha.
El material del eje será un acero AISI 1030 con:a+ = 75 A = 5273 )>⁄
a@ = 52 = 3655 )>⁄
Db = c 16 AƬ Ead'
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 16 AƬ Ead' = c $16%$1%$5526.5641 )%$E%$949.14 )2⁄ %' =3.0953 )
Db = 3.0953 ) 1 2.54 ) = 1.2186
Redondeando a flechas estándar en pulgadas sin el espesor de la cuña será:
Db = 1.5 25.4 1 = 38.1 = 0.0381
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23
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 pulgadat = 6.4 mm = ¼ pulgada
h = 2 Ƭ a Db
K = 1.75 por ser una trasmisión sometida a pequeñas vibraciones
a = 0.5ae
= $0.55%$3515 )>⁄ %
1.75=1004.2857)>⁄
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24
h = 2 Ƭ a Db = $2%$5526.5641 )%$1004.2857 )>⁄ %$0.95 )%$3.81 )% = 3.0407 )
h = 3.0407 ) 1 2.54 ) = 1.1971
Redondeando a pulgadas exactas el largo de la cuña (LR) será:
h = 1 25.4 1
= 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 1 25.4 = 1.7520
Redondeando a flechas estándar en pulgadas exactas (DfR) será:
Db = 2 25.4 1 = 50.8 = 0.0508
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25
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 1 25.4 = 2.5417
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el diámetro del mamelón real (DCR)
Dn = 3 25.4 1 = 76.2 = 0.0762
Largo del mamelón
hn = 2 Ƭ Dna
a = 0.5ae = $0.55%$3515 )>⁄ %1.75 =1004.2857)>⁄
hn = 2 Ƭ
Dna= $2%$5526.5641 )%
$0.95 )%$7.62 )%$1004.2857 )>
⁄ %= 1.5204 )
hn = 1.5204 ) 1 2.54 ) = 0.5986
Redondeando a pulgadas exactas tenemos el largo del mamelón real (LCR)
hn = 0.5 25.4 1 = 12.7 = 0.0127
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Diámetro de admisión (Da).
D, = & # opqnr Dn>
= $1.01 , 1.10%=1.055$0.0544 ⁄ % =0.0566 ⁄
DE 0.1 A 0.2 ! 2 ;
Ca LA MAYOR Va + (DE 0.5 A 1 m/s)
sm =0.15 ! $2%$9 . 8 >⁄ %$33.3333 % =3.8341 ⁄
vm = ∅xyY
∅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
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Q(Lts/seg) Vs (m/s)3000 2.68
3216.667 X3500 3.13
{ = v = $2.68−3.13%$3000−3216.667%3000−3500 −2.68=2.8750 ⁄
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vm = D|}~
Dnzd> $v% = 6
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 = •vm $0.5 , 1%€ =2.9376 ⁄ 0.75=3.6876 ⁄
sm =0.15 ! $2%$9 . 8 >⁄ %$33.3333 % = 3.8341 ⁄
sm = 3.8341 ⁄
El diámetro de admisión será:
Dm =c $4% F0.0566 Q G
$E%$3.8341 ⁄ % $0.0762 %>
= 0.1568 = 156.8087
Dm =156.8087 1 25.4 = 6.1736 Redondeando a pulgadas exactas el diámetro de admisión real será (DaR):
Dm = 6 25.4
1 = 152.4 = 0.1524
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Ancho del impulsor a la entrada (b 1 ).
= E Dsm‚ƒ
0 . 8 6 ≤ ‚ƒ ≤ 0.98 ∴ )*<-,* , -<, ‚ƒ =0.92
= E ∙ D ∙ sm ∙ ‚ƒ = 0.0544 Q $E%$0.1524%$3.605 ⁄ %$0.92% = 0.03174 = 31.7445
31.7445 1 25.4 = 1.34 Redondeando a pulgadas exactas tenemos (b1R)
= 1.5 25.4 1 = 38.1 = 0.0381
= EDs‚ƒ
s = ED‚ƒ = 0.0544 Q$E%$0.1524%$0.0381%$0.92% = 3.1945 ⁄
Triángulo de velocidades (teórico).
† = ‡,)* <- *+))ó ≈ 1.2sˆ = † ∙ s = 1.2 s =1.2$3.1945 ⁄ % = 3.8334 ⁄
‰ =t ŽsB =t 3.833413.8846 = 15.43° ‘’ = si‰ = 3.8334 /- 15.43° = 14.4041
B = 13.8846
⁄
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FIGURA No. 8 Triangulo de velocidades a la entrada teórico.
Iº <- á,- = –}
–} =6.5 D> DD> − D i ‰ ‰>2 =6.5 1 1 61 1 − 6 i 15.43302 =8.5 Á,-
–} = 8 Á,-
= E ∙ D–} = E ∙ 0.1524 8 = 0.0598
Calculamos el factor de obstrucción real
† = ∙ i‰$ ∙ i‰% −
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
† = $0.0598%$i15.43%•$0.0478%$i15.43%€ −0.003175 =1.2490
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sˆ = † ∗ s = $1.2490%$3.1945/% = 3.9899 /
‰ =t sˆB =t 3.989913.8846 =16.03° ∆‰=16.03−15.43=0.5981°=0°35′17"
∆‰ Debe ser menor a 30’ = 0.5°si no se cumple la cond ición se deberá de iterar
hasta que la condición se cumpla
–} =6.5 D> DD> − D i ‰ ‰>2 =6.5 1 1 61 1 − 6 i 16.03302 =8.64 Á,-
–} = 9 Á,-
= E ∙ D–} = E ∙ 0.1524 9 = 0.0532
Volvemos a calcular el factor de obstrucción:
† = ∙ i‰$ ∙ i‰% −
† = $0.0598%$i15.43%•$0.0478 %$i16.03%€ −0.003175 =1.2757
sˆ = † ∗ s = $1.2757%$3.1945/% = 4.0752 /
‰ =t sˆB =t 4.075213.8846 =16.36° ∆‰=16.36−16.03=0.3246°=0°19′28"
∆ ‰ 3 0 ° Por lo tanto ya se cumplió la condición
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Triángulo de velocidades (real).
sˆ = 4.0752 /
‰ =t sˆB =t 4.075213.8846 = 16.36°
‘ = sˆi‰ = 4.0752 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.
s>ˆsˆ =0.85
s>ˆ =0.85 $ 4.0752 ⁄ % = 3.4639 ⁄
= ED>>s>ˆ
> =
ED>
s>ˆ
= 0.0544 ⁄
$E%$0.254%$3 . 6 3 7 ⁄ %= 0.0176 = 17.6325
Redondeando a pulgadas exactas tendremos (b2R)
> = 1 25.4 1 = 25.4 = 0.0254
s>ˆ = ED>> = 0.0544 Q$E%$0.254%$0.0254% = 2.4046 ⁄
s>C = B> − s>ˆ, ‰> =25.4551− 2.4046 ⁄, 30 = 21.2902 ⁄
s> = & s>ˆ> s>C> = ! 2.4046> 21.2902> = 21.4255 ⁄
‘> = s>ˆ-‰> = 2.4046 ⁄- 30 = 4.8082 ⁄
> = , s>ˆs>C = , 2.404621.4255 = 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 = 19 . 8 >⁄ •$25.4551%$21.4255% − $13.8846%$4.0752%€ > >⁄ = 49.5266
z = 49.5266
Carga manométrica.
Ƞ
=k
z
C = z − ℮;
℮; = s>C − ‘Cs>C
‘k = AŸ E - ‰> B>
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De la tabla 9-3 se obtiene Kr con numero de alavés zn = 9
Kr =1
‘k = AŸ E - ‰> B> $1%$E%$n30%$25.4551/%
9 4.4427 ⁄
℮; s>C Z ‘Cs>C
$21.4255 ⁄ Z 4.4427 ⁄ %21.4255 ⁄ 0.7913
C $z% $℮;% $49.5266 %$0.7913% 39.1916
Ƞ C
39.1916 49.5266 0.7913
Angulo del torbellino.
>•> ,•=
s>ˆ
s>C ,•=
2.4046
21.4255 6.44°
‰>´ tan•= s>ˆB> Z s>C
tan•= 2.404625.4551Z21.4255 30.82°
‘>•> s>ˆ-‰>´ 2.4046 ⁄
n30.82° 4.6933 ⁄
s>•> ! $ s>ˆ%>
i $s>C%>
! $ 2.4046 ⁄ %>
i $21.4255 ⁄ %>
21.5600
⁄
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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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BIBLIOGRAFÍA.
• Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas – Claudio Mataix.
• Mecánica de fluidos aplicada – Robert Mott.
• Flujo de fluidos en válvulas accesorios y tuberías – Crane.
• Bombas teoría, diseño y aplicaciones – Manuel Viejos Zubicaray, Javier Álvarez
Fernández.
• Manual y libro de Bombas Centrífugas - Karassik, Igor.