informe laboratorio bombas centrifugas

8/19/2019 informe laboratorio bombas centrifugas

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MAQUINAS HIDRAULICAS

LABORATORIO 2. MEDICION DE CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DEL

BANCO DE PRUEBAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS EN SERIE Y EN

PARALELO

Edgar Alvarado, Alfredo Cabezas, Johan pre!o

Universidad Distrital Francisco José de Caldas, [email protected][1]

Resumen: En la practica de este

laboratorio se buscara medir el

funcionamiento de las bombas

centrifugas del banco de pruebas de

forma individual y compararlas con

las curvas características dadas por

el fabricante, durante la prueba se

harán combinaciones de estas

mismas bombas en serie y en

paralelo; para cada un de las

pruebas individuales y lascombinaciones se tomaran los datos

de presión suministrados por los

manómetros a diferentes caudales

que se regularan por medio de la

válvula de control, con el n de

obtener una pareja cabeza !" #s$

%audal &"$

En las pruebas individuales de las

bombas los datos obtenidos se

compararan con las curvas

características y en las pruebas en

serie y paralelo se compararan con

datos obtenidos de forma teórica$

Esta prueba se realizo en el banco

de pruebas de bombas centrifugas

en serie y en paralelo el cual esta

conformado por dos bombas de '$(

hp y una de ) hp, además de un

conjunto de válvulas que permitencongurarlo en serie y en paralelo,

cinco manómetros con diferentes

rangos que registran el valor de la

presión en diferentes puntos de la

tubería, una válvula de cortina que

permite regular el caudal, un

medidor de caudal, una caja de

controles, que maneja el encendido

de cada una de las bombas y nos da

una medición de el amperaje en

cada una de las bombas, cuenta

tambi*n con un sistema de tuberías,

un tanque que permite la

recirculación del agua y una

bancada donde esta soportado$

Palabras clave: sistemas serie y

paralelo, bombas centrifugas,caudal (Q), cabeza (H).

I. INTRODUCCION.

En el estudio de la mecánica de

+uidos encontramos las bombas

centrifugas, en este laboratorio se

pretende ver el funcionamiento de

las bombas deforma individual y

como podemos por medio de un

sistema de bombas erie o-aralelo" lograr unas condiciones

especicas de funcionamiento$

II. MARCO TEORICO

BOMBAS CENTRIFUGAS

.na bomba es una maquina

hidráulica generadora que absorbe

energía mecánica del eje y la

entrega al liquido como energía de

presión$

En una bomba centrifuga el liquido

es forzado a entrar en un juego de

alabes rotativos mediante la presión

atmosf*rica o cualquier otra clase

de presión, dentro del rodete se


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entrega energía a un +uido por

medio de la fuerza centrifuga$

PARAMETROS DE

FUNCIONAMIENTO DE LAS

BOMBAS CENTRIFUGAS

%audal o capacidad, & es el

volumen de liquido bombeado y se

e/presa en unidades de volumen

sobre tiempo$ 0t1min"

2ltura o carga de elevación, ! es la

altura a la cual el líquido puede ser

levantado y se e/presa en unidades

de energía por unidad de peso, es

decir en unidades de longitud o

columna de líquido equivalente al

aumento depresión en el interior de

la bomba$ m"$

2unque la fuerza centrífuga

producida depende tanto de la

velocidad en la periferia del

impulsor como de la densidad del

líquido, la energía que se aplica por

unidad de masa del líquido es

independiente de la densidad dellíquido$

-or tanto, en una bomba dada que

funcione a cierta velocidad y que

maneje un volumen denido de

líquido, la energía que se aplica y

transere al líquido, en pie3lb1lb de

líquido" es la misma para cualquier

líquido sin que importe su densidad$

-or tanto, la carga o energía de la

bomba en pie3lb1lb se debe e/presaren pies o en metros y es por eso por

lo que se denomina gen*ricamente

como 4altura4$

III.METODO EXPERIMENTAL

-ara el desarrollo de esta practica

se medirá la eciencia de cada una

de las bombas por separado

tomando los datos mostrados porlos manómetros ubicados a la salida

de las bombas, con los datos de

presión -si", !s m" y peso

especico del agua obtendremos la

cabeza de la bomba para seis

caudales diferentes y así realizar las

gracas de & #s$ !, para posterior

mente compararlos con las curvas

características$ 2dicionalmente

durante esta prueba se tomara el

valor de amperaje para realizar la

curva de potencia #s$ %audal y

eciencia #s$ %audal$

5onde6

Eciencia6

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pie_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pie_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad


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5onde6

78 9" eficiencia bomba motor

&8 0pm" es el caudal$

!8 m" cabeza de presión$

#8 #atios" voltaje$

2 8 2mp" corriente$

:8


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&) 8 &D

!sistema 8 !) !D

istema de bombas en paralelo &sistema 8 &) &D

!) 8 !D


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IV. CALCULO TIPO

BOMBA 1 (prmer !"#$ !e %" #"&%" 1'

P (kPA )= P ( PSI )∗6.895

Po= Hs+ ρ

H = Ps− Po

ρ ⟹ H =

7 PsI ∗6,895−(0,51m∗9,8 KN /m3)

9,8 KN /m3 =4,41m

Pot elec=V ∗ A⟹ Pot elec=0,4 Amp∗110Volt =44Watt

η=1000∗1,666∗10−5∗ ρ∗Q∗ H

V ∗ A ∗100⟹

η=

1000∗1,666∗10−5∗9,8 KN

m3 ∗35∗4,41

110Volt ∗0,4 Amp ∗100=57,27

BOMBA 1) * + EN SERIE (se,un!$ !"#$ !e %" #"&%" -'

P ( kPA )= P ( PSI )∗6.895

Po= Hs+ ρ

H 1= Ps− Po ρ ⟹ H =

14 PsI ∗

6,895−(

0,51m∗

9,8 KN /m

3

)9,8 KN /m3 =9,3m

H 2= Ps− Po

ρ ⟹ H =

24 PsI ∗6,895−(0,51m∗9,8 KN /m3)

9,8 KN /m3 =16,4 m

H 3= Ps− Po

ρ ⟹ H =

59 PsI ∗6,895−(0,51m∗9,8 KN /m3)

9,8 KN /m3 =41m

Pot elec=V ∗( Σ A )⟹ Pot elec=(0,1+1,5+8,2 ) Amp∗110Volt =1078Watt

Hsistema= H 1+ H 2+ H 3⟹ Hsistema=9,3+16,4+41=67

η=1000∗1,666∗10−5∗ ρ∗Q∗ Hsistema

Pot elec∗100⟹

η=

1000∗1,666∗10−5∗9,8 KN

m3 ∗30∗67

1078∗100=30


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BOMBA 1) * + EN PARALELO (prmer !"#$ !e %" #"&%" '

P (kPA )= P ( PSI )∗6.895

Po= Hs+ ρ

H = Ps− Po

ρ ⟹ H =

18 PsI ∗6,895−(0,51m∗9,8 KN /m3)

9,8 KN /m3 =12m

V.DATOS * ANALISIS

ACTIVIDADES:

1. E%"&$re %"s /ur0"s /"&e" Vs. C"u!"% !e /"!" &$m&" 2

/$mp3re%"s /$n %"s /ur0"s /"r"/#er4s#/"s.

' ( )' )( D' D( F' F( G''

)'

D'

F'

G'

BOMBA 1

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%2

CAUDAL

ALTURA

' ( )' )( D' D( F' F( G''

D'

G'

BOMBA )

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%2

CAUDAL

ALTURA


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' ( )' )( D' D( F' F( G' G('

D'

G'

='

K'

BOMBA +

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%2

CAUDAL

ALTURA

Heniendo en cuenta las curvas características de las bombas y los

resultados de los datos tomados se aprecia que las bombas ) y Dpresentan comportamientos similares a las curvas proporcionadas por el

fabricante, aunque las curvas obtenidas muestran un comportamiento

menos eciente ya quela cabeza con un mismo caudal es ligeramente

mayor a la obtenida en forma practica, podríamos suponer que esto se

debe a su tiempo de uso$

2nalizado las curvas de la bomba ) y D que son la misma bomba" nos

damos cuenta que el punto donde obtenemos un rendimiento similar

entre el característico y el practico es a un caudal apro/imado de D(

0-B$

En la bomba F muy cercano entre la curva característica y la practica, y

observamos tambi*n que obtenemos un rendimiento similar entre el

característico y el practico es a un caudal apro/imado de D( 0-B$

). E%"&$re %"s /ur0"s /"&e" Vs. C"u!"% !e %$s ss#em"s en sere 2

/$mp3re%"s /$n %"s 5ue se !e&en $ener #e6r/"men#e

&"s3n!$se en %$s !"#$s !e pres6n $en!$s p"r" /"!" &$m&"

!ur"n#e es#"s prue&"s.


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' ( )' )( D' D( F' F( G''

('

)'')('

D''

D('

BOMBA 1) * + EN SERIE

-C2%HI%J HEJCI%J

CAUDAL

ALTURA

' ( )' )( D' D( F' F( G''

D'

G'

='

K'

)''

BOMBA 1 * ) EN SERIE

-C2%HI%J

HEJCI%J

CAUDAL

ALTURA

' ( )' )( D' D( F' F('

D'

G'='

K'

)''

)D'

)G'

BOMBA 1 * + EN SERIE

-C2%HI%J

HEJCI%J

CAUDAL

ALTURA


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• En estas dos gracas vemos que tanto en la curva real como en la curva

teórica se observa el decrecimiento tanto en caudal como en altura a

más & menor !", en toda la graca vemos un comportamiento

proporcional entre las dos, pero los valores teóricos son menores,

podemos decir que las bombas tienen un buen funcionamiento$ %abe

anotar que la altura ! alcanzada por la curva práctica es muy superiorapro/$ (', F' y D'm por encima de la curva teórica respectivamente$

' ( )' )( D' D( F' F( G''

D'

G'

='

K'

)''

)D'

)G'

BOMBA ) * + EN SERIE

-C2%HI%J

HEJCI%J

CAUDAL

ALTURA

• Hanto en la curva real como en la curva teórica se observa el

decrecimiento tanto en caudal como en altura a más & menor !", en DL0-B la altura ! es la misma para ambas curvas$ 2demás a partir de este

punto vemos un decrecimiento en la altura muy signicativo, podríamos

armar que lo ideal seria trabajarlas con caudales de )' hasta DL 0-B$

+. T$me %$s !"#$s !e pres$n re,s#r"!$s en %" prue&" en p"#"%e%$

p"r" /"!" &$m&" /$n es#$s !e#ermne e% /"u!"% n!0!u"%

&"s"n!$se en %"s /ur0"s $en!"s en e% numer"% 17 /"%/u%e e%

/"u!"% #$#"% !e m"ner" #e$r/" 2 /$mp"re es#e /$n e% /"u!"%

#$#"% re,s#r"!$ en %" prue&" p"r"%e%$ 8"," es#$ p"r" /"!" 0"%$r

!e /"u!"%.


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' )' D' F' G' (' =' >' K' L' )'''

(

)'

)(

D'

D(

F'

BOMBA 1) * + EN PARALELO

-C2%HI%J

HEJCI%J

CAUDAL

ALTURA

• En esta graca observamos que, primero en el calculo basado en lascurvas individuales de las bombas no alcanzamos el caudal ', iniciamos

en el caudal F>,( 0-B, pero aun con esto las curvas se comportan de

manesa muy similar, esto puede ser debido a la circulacion de mas

liquido al estar encendidas las F bombas y a que cada una se alimenta

de manera independiente del tanquerecirculacion", vemos que hasta los

G' 0-B la altura se comporta casi constante y en las dos curvas despues

de los G' decrecen tambien de forma constante$

-. E%"&$re %"s /ur0"s !e p$#en/" e%e/#r/" 2 e9/en/" p"r" %"s

&$m&"s #r"&""n!$ n!0!u"%men#e.

' ( )' )( D' D( F' F( G''9

D'9

G'9

='9

K'9

)''9

)D'9

BOMBA 1

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%J

CAUDAL

EFICIENCIA


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• 2 pesar que las curvas son similares, el valor practico segMn lo visto en

clase es imposible encontrar una eciencia del )'' 9, esto puede ser

consecuencia de una mala lectura del manómetro$

' ( )' )( D' D( F' F( G'

'9

(9

)'9

)(9

D'9

D(9

F'9

BOMBA )

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%J

CAUDAL

EFICIENCIA

• 2quí observamos un comportamiento similar en las dos curvas y

tomando en cuenta los valores prácticos vemos que la mayor eciencia

la encontramos a un caudal de D( 0-B con un D( 9 de eciencia$

' ( )' )( D' D( F' F( G' G('9

D9

G9

=9

K9

)'9

)D9

)G9

)=9

BOMBA +

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%J

CAUDAL

EFICIENCIA

• 2quí observamos un comportamiento similar en las dos curvas y

tomando en cuenta los valores prácticos vemos que la mayor eciencia

la encontramos a un caudal de F' 0-B con un )G 9 de eciencia$


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' ( )' )( D' D( F' F( G''

('

)''

)('D''

D('

F''

BOMBA 1

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%J

CAUDAL

POTENCIA(;ATT'

' ( )' )( D' D( F' F( G''

)''

D''

F''

G''

(''

=''

BOMBA )

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%J

CAUDAL

POTENCIA(;ATT'

' ( )' )( D' D( F' F( G' G('

(''

)'''

)(''

D'''

BOMBA +

-C2%HI%J

%2C2%HECIHI%J

CAUDAL

POTENCIA(;ATT'


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VI. COCLUSIONES

)$ El comportamiento de las curvas tanto de altura !, potencia Natt", yeciencia 9" de las bombas del banco de pruebas es muy similar al delas curvas obtenidas en las bombas centrifugas$

D$ En las grácas de potencia se observa que al disminuir el caudal elconsumo de energía el*ctrica por parte del motor aumenta debido a lareducción de liquido que circula por los alabes$

F$ Bediante las grácas de eciencia se puede determinar que son muysimilares a las curvas características de las bombas centrífugas y queespecialmente en la bomba $ 2l analizar las grácas de las bombas en serie se observa que la alturamá/ima de cabeza de presión es apro/imadamente igual a la suma delas cabezas de cada bomba y que las gracas tienen uncomportamiento muy similar$

K$ 2l analizar las grácas en paralelo se observa que el caudal má/imo esapro/imadamente la sumatoria del caudal de cada bomba$

VII. BIBLIOGRAFIA


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%laudio Batai/, Becánica de +uidos y máquina hidráulicas, Dda$ Edición$

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