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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE TECNOLOGA DE LA INDUSTRIA
RECINTO UNIVERSITARIO PEDRO ARAUZ PALACIOS
ASIGNATURA:
MECANICA DE FLUIDOS I
Tema:
Sistema de bombeo de agua
Expositores:
Mairena Obando Carlos Javier. No. carnet: 2011-37238
Flores Carmen de los ngeles. No. carnet: 2012-41068
Vega Oviedo Kenneth Wilfredo. No. carnet: 2011-37579
Grupo: 3M1-MEC
Profesor:
Ing. Silvio Solrzano Modo
Mircoles 14 enero 2015
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Introduccin.
Una bomba centrfuga es uno de los tipos ms simples de equipo en cualquier planta del
proceso. Su propsito es convertir energa de un primer elemento (un motor elctrico o
turbina) primero en velocidad o energa cintica y luego en energa de presin de un fluido
que est bombendose.
El proyecto tiene como fin desarrollarse a travs de los conocimientos adquiridos a lo
largo del semestre aplicando las propiedades de los fluidos y ecuaciones bsicas de los
mismos y ciertos costos de produccin.
El proyecto es de gran utilidad para los estudiantes de ingeniera mecnica y algunas
carreras afines, pues comparte de manera prctica y sencilla los aspectos ms importantes
como ciertos clculos, determinaciones y selecciones del tipo de bombas y sistemas de
bombeo del proyecto.
Es una investigacin de carcter documental, pues se presenta mediante el estudio de
una variable terica, no experimental, utilizando fuentes bibliogrficas existentes con
anterioridad.
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Objetivos:
General.
-Realizar el diseo General del Sistema de Bombeo de Agua
Especficos.
1.- Seleccionar las vlvulas necesarias de acuerdo a la aplicacin para este sistema de
Bombeo.
2.- Determinar las prdidas por friccin segn el material seleccionado para todo el sistema
de Tuberas.
3.- Calcular las prdidas por accesorios a lo largo de todo el sistema de Bombeo.
4.- Determinar la Bomba requerida por el sistema, indicando su Potencia.
5.- Mostrar un procedimiento para el clculo del dimetro econmico del Sistema de
Bombeo.
6.- Dibujar la lnea de energa total y Piezmetrica del Sistema de Bombeo
7.- Graficar los costos Ct, Ce, CT y tabular los datos requeridos para la obtencin de estos.
8.- Presentar los Costos de la Instalacin de Bombeo
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Resumen:
Se hizo la seleccin de las vlvulas segn el sistema de bombeo, se determinaron
perdidas por friccin segn la tubera que es de hierro galvanizado, se calcularon las
perdidas por accesorios que dejan las vlvulas.
Se hicieron las determinaciones de la bomba que fueron de 5.2 hp horsepower.
Tambin se calcul el dimetro econmico de 4 y 5 pulgadas. Dibujamos la lnea de
energa, se grafic tambin los costos de instalacin y las tuberas con sus respectivos
codos y vlvulas.
El tipo de vlvula utilizada son vlvulas de retencin y vlvula de pie con filtro.
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Memoria de Calculo:
Elaboracin del diseo del sistema de Bombeo.
1.- Datos Dados:
Caudal: 560 p.m.
Temperatura: 25 C.
Fluido: Agua
Eficiencia: 78 %
Material de la tubera: hierro galvanizado
Altura de succin: 3 pies
Altura esttica total: 210 ft
Velocidades recomendadas en la Succin: 3m/s
Velocidades recomendadas de Descarga: 3m/s
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Ecuaciones a utilizar
rea del crculo Caudal
Numero de Reynolds
Friccin
Estimacin de los costos directos de inversin, Ci.
*costo anualizado a la tasa de inters del mercado, Ct (C$ /ao).
Donde:
Ci: costo directo inicial
i: tasa de inters considerada
n: vida til del proyecto
Estimacin de los costos por prdida de energa o carga Ce.
Donde:
P: potencia mecnica perdida en la bomba
Q: caudal, m3/s
hT: prdida de carga o energa total en el sistema, m
B: eficiencia total de la bomba.
La energa perdida (por friccin y accesorios), ser:
Donde:
E = P x T E: energa perdida por friccin y accesorios en el sistema, kW-hr/ao.
T: tiempo de operacin, 365 das del ao, hr/ao.
11
1n
n
iti
iiCC
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P: potencia mecnica perdida en la bomba
El costo de la energa perdida por friccin y accesorios es:
Donde:
Ce = E x C Ce: costo de prdida de energa anualmente, C$/ao
C: costo del kW-hr, C$/kW-hr
Las prdidas de energa o carga por accesorios en la tubera se calculan con la
ecuacin:
Donde:
hL: prdida de carga o energa por accesorios en la
tubera, m.
V: velocidad del flujo en la tubera, m/s
g: 9.81 m/s2
KL: coeficiente de prdidas de accesorios, tablas
Las prdidas de energa o carga por accesorios en la tubera se calculan con la
ecuacin:
Donde:
Hf: prdida de energa o carga por friccin, m
D: dimetro interior de la tubera, m
L: longitud total de la tubera, m
V: velocidad del flujo en la tubera, m/s
f: coeficiente de friccin de la tubera, adimensional
La prdida de energa o carga total ser:
hT = hf + hL
ERLIN FLUID SYSTEMS GRO
).(,2
2
mKg
Vh LL
mgD
LVfh f ,
2
2
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Desarrollo
Clculos
rea del crculo
Dimetro tubera
Segn tabla crane, para cedula 40 con dimetro nominal de la tubera de 4,5 y 6 (Ver anexo, figura N 1)
R>2000 Flujo turbulento
Tubera de succin, numero de Reynolds
Dimetro interior (m) 102.3 128.2 154.1
Dimetro interior (m) 0.1023 0.1282 0.1541
Cedula 40 40 40
Dimetro nominal (pulga) 4 5 6
rea ( 0.008 0.01 0.0186
Velocidad de flujo ( ) 5.36 4.29 2.30
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R>2000 Flujo turbulento
Friccin
Perdidas de carga por friccin
Perdida de carga por accesorios
1 codo de 90
1 valvula de pie con filtro
La prdida de energa o carga total ser:
Friccin
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Ft de tubera y accesorios= 0.017
Tubera de descarga
(Ver anexo, figura 3)
Vlvula de retencin
Vlvula de compuerta
6 codo de 90
Perdidas de carga por accesorios
Perdidas de cargas por friccin
Potencia mecnica perdida en la bomba
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Tiempo de operacin
Energa perdida
Costo total tubera de 4
Costo total tubera de 5
Costo total
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Conclusin
Se logr hacer un sistema de bombeo con todas sus determinaciones y clculos requeridos
para ello, aparte de los grficos y dibujos recomendados y necesarios.
Recomendaciones
Con respecto a la construccin del sistema de bombeo se debe utilizar elementos de fijacin
para la tubera, as como se le debe de dar un mantenimiento a la bomba en un determinado
tiempo.
Bibliografa
Mecnica de fluidos, Robert Motta, 6ta edicin
Flujo de fluidos, cranes
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Anexos Figura 1, tabla cranes
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Propiedades del agua
Tipo de vlvula
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Costo produccin
Tuberas Costo tubera
Costo codos
14tuberias de 4
1 tubera de 5
6 codos de 4
1 codo de 5
4 C$5132.20 C$270.16 C$66,718.6 C$1620.96
5 C$9084.5 C$625.15 C$9084.5 C$625.15
total C$14216.7 C$895.31 C$66,718.6 C$9084.5 C$1620.96 C$625.15