Objetivos

Universidad de Atacama.

Departamento de Metalurgia

Copiap.

Profesor: Juan Chamorro.

Integrantes: -Andrs Pardo.

-Solange Torres.

-Claudia Trigo.

-Ral Urza.

- Mario Velsquez.

Fecha: 21 de Noviembre del 2007

ResumenA travs del desarrollo experimental realizado en el laboratorio, el cual trataba de un sistema moto-bomba que contena un tablero en el que obtuvimos el voltaje, amperaje, caudal, presiones de succin y descarga (presiones que entraban y salan de la bomba) para luego poder realizar todos los clculos presentados a continuacin, tales como, potencia elctrica, rendimiento, potencia hidrulica, flujo msico, entre otras. Se debe sealar que toda esta informacin fue tomadas dos veces. La primera se realiz luego de haber medido todos los largos y dimetro de las tuberas, y tener un bosquejo del sistema, todo esto con los dimetros de la polea y bomba iguales (31.2 [cm.]) para posteriormente tomar los datos anteriormente nombrados. Luego la segunda experiencia se realiz con dimetros de bomba y motor distintos, 36.3 [cm.] y 26.6 [cm.] respectivamente. Terminado el laboratorio se hicieron los clculos pertinentes con los cuales se lograron resolver los puntos solicitados en laboratorio.

Objetivos

Comprender los aspectos tericos de las bombas centrifugas en forma experimental.

Determinar las distintas velocidades que rigen el sistema.

Determinar los distintos coeficientes de resistencia k y factores de friccin en el sistema.

Analizar el comportamiento de un la bomba centrifuga

Obtener las graficas: (a) H sistema versus Q, (b) H bomba versus Q, (c) NPSH versus Q (d) potencia versus Q y (e) eficiencia de la bomba versus caudal.

Obtener para dos velocidades de giro diferentes las respectivas curvas caractersticas.

Determinar el punto ptimo de funcionamiento para cada velocidad de giro.

Antecedentes tericos

El desarrollo del informe requiere un conocimiento terico de los equipos de impulsores que se utilizan en cualquier industria que requiera el transporte de fluido, siendo de gran utilidad realizar un laboratorio para comprender y verificar en forma practica los siguientes conceptos: carga desarrollada(energa entregada a fluido por la bomba), curvas caractersticas de la bomba(modificando la curva de la bomba; bombas en serie), curvas caractersticas del sistema(la curva describe una relacin entre H y Q, en conjunto con la curva que describe la bomba ayuda a encontrar H y Q de operacin).

Eficiencia del grupo moto bomba (la eficiencia se define como el cuociente entre la potencia entregada por la bomba al fluido y la potencia que recibe la bomba. No toda la potencia que recibe la bomba es entregada al fluido. Una buena parte de ella se pierde debido a la friccin), NPSH del sistema (carga neta de succin positiva) y caudal ptimo o de operacin(es cuando el sistema alcanza su mayor eficiencia).

La estructura base del planteamiento expuesto es el concepto de energa (ecuacin de Bernoulli, Mecnica de fluidos aplicadas, Cp. 6 Pg. 157), la cual, permitir establecer que tipo de relacin existe en cada momento entre el punto uno y dos del sistema, permitir evaluar los datos prcticos y tericos con tal de tener una evaluacin de los datos obtenidos en laboratorio y verificar as el procedimiento seguido.

Procedimientos experimentales

El laboratorio es una instancia que permite aplicar el conocimiento aprendido en el marco terico, lo que lleva a suponer que ambos forman un complemento de la actividad denominada aprendizaje; por tal razn en el experimento llevado a cabo se pretenda medir ciertas variables importante a la hora de desarrollar una estructura similar donde implique el manejo de un fluido, tales variables fueron caudal, voltaje, amperaje, presin de succin y descarga, los principales puntos a considerar fueron, las perdidas menores y mayores, la energa agregada al sistema por la motobomba; para as llegar a establecer una relacin de lo sucedido entre diferentes puntos del sistema. Para ello se sigui la siguiente metodologa:

1- Se efectu la medicin de las tuberas (largo y dimetro interior).

2- Bosquejo del sistema (tuberas estanque motobomba)

3- Tipo de material de las tuberas.(hierro forjado)

4- Se midi los dimetros de las poleas de la motobomba, y observando sus caractersticas tcnicas (potencia y RPM).

5- Se midi dimetro y altura del estanque.

6- Se observo el tipo de fluido a circular dentro del sistema.

7- Se efectu la medicin de la altura entre el punto uno y dos del sistema.

8- Encendido del sistema y circulacin del fluido a travs de las tuberas.

9- Verificar que el medidor digital del caudal se encuentre en Flow.

10- Seleccionar distintas Variaciones de caudal y medir voltaje, amperaje, presin de succin y descarga.

11- Completar la tabla con los datos medidos anteriormente.

12- Repetir los pasos anteriores con distinto dimetros de poleas en la motobomba.

13- Tomar lectura y completar tabla con los datos.

14- Apagar el sistema.

Sistema en el que se trabaj

Parte frontal Motor

En el tablero se encontraban ubicados los medidores del caudal que pasaban por las tuberas, el voltaje, amperaje y las presiones de succin y descarga que presentaba el manmetro de la bomba en la entrada y salida de sta.

Parte posterior ubicada detrs del tablero

Primera Experiencia

Los datos tabulados a continuacin fueron tomados con dimetro de bomba = 31,2 [cm.] y dimetro de motor de= 31,2[cm.].

Voltaje(Volt)Amperaje(Ampere)CaudalQ (lt/min.)Presin de Succin

(PSI)Presin de Descarga

(PSI)Caudal

Q (pulg3/s)

3615,2161,504164,2617

3615156,505159,1762

3614,9149,507152,0565

3604,7514009142,3940

3604,6129,5011131,7145

3604,4113014114,9323

3604,196,501698,1502

360489,501891,0305

3603,876,502077,8082

3603,66302264,0773

3603,449,502450,3465

3603,329,502630,0045

3613,12602826,4446

Tabla de datos para clculos segn dimetro de las tuberas.

Esta tabla corresponde al clculo del nmero de Reynolds, factor de friccin y el cuociente D/, que corresponde al dimetro de la tubera dividido por la rugosidad de esta.

Debido a que el flujo presente en el sistema es turbulento se puede realizar el clculo directo del factor de friccin a travs de la siguiente ecuacin explicita (desarrollada por P. Swamee y A. Jain (1976), apuntes del profesor).

f = Siempre que se cumpla con las siguientes condiciones:1000< D/ < 106

5*103 < Nr < 1*108Por otra parte el Nmero de Reynolds se obtiene con la siguiente frmula: Nr =

2.51,75''

V1Nrf1D/V2Nrf2D/

6,1128732,0810,0331388,88912,47412474,4010,031972,222

5,3877696,0710,0341388,88910,99410994,3870,032972,222

33,46347804,4410,0231388,88968,29268292,0580,023972,222

32,42746324,4270,0241388,88966,17866177,7530,023972,222

30,97744252,4080,0241388,88963,21863217,7260,024972,222

29,00841440,3820,0241388,88959,20159200,5460,024972,222

26,83338332,3530,0241388,88954,76154760,5050,024972,222

23,41433448,3080,0251388,88947,78347783,2980,024972,222

19,99528564,2630,0261388,88940,80640806,0910,025972,222

18,54526492,2440,0261388,88937,84637846,0630,025972,222

15,85122644,2090,0271388,88932,34932348,8700,026972,222

13,05418648,1720,0281388,88926,64026640,2460,027972,222

10,25614652,1350,0291388,88920,93220931,6220,028972,222

1,5"2"

V3Nrf3D/V4Nrf4D/

92,9579674,0680,02349833,333352,2944816,6630,024271111,1111

90,0877207,3780,02357833,333350,6743429,1500,024381111,1111

86,0573754,0130,02368833,333348,4041486,6320,024551111,1111

80,5869067,3030,02384833,333345,3338850,3580,024801111,1111

74,5463887,2550,02404833,333341,9335936,5810,025111111,1111

65,0455747,1800,02442833,333336,5831357,7890,025681111,1111

55,5447607,1050,02490833,333331,2426778,9960,026401111,1111

51,5144153,7400,02515833,333328,9824836,4790,026771111,1111

44,0337740,3480,02570833,333324,7721228,9450,027581111,1111

36,2631080,2860,02646833,333320,4017482,6610,028681111,1111

28,4924420,2250,02753833,333316,0313736,3760,030201111,1111

16,9814553,4670,03038833,33339,558186,3250,034151111,1111

14,9612826,7840,03120833,33338,427215,0660,035281111,1111

Calculando perdidas menores

En la presente tabla se calcularon las prdidas menores en el sistema las cuales corresponden a las producidas por los codos, correspondientes a las tuberas, y llave de globo.

Se observ adems que en el sistema haban 6 codos de los cuales 2 eran de 2.5 [pulg.] y 4 de 2[pulg.], asimismo se encontr un codo largo estndar de 90 el cual tena 2.5 [pulg.] de dimetro.Por ultimo con el fin de poder obtener las prdidas por friccin de las tuberas se debi calcular K, para lo cual se us la siguiente relacin: Kl = f

Hl = K (( Hl= f (

Coeficientes de resistencia para uniones

TipoLongitud equivalente en

dimetros de conducto

(Le/D)

Codo estndar 9030

Codo largo estndar de 9020

Codo 1K1hl1Codo 2k2hl2Codo 3K3hl3

Le/D=30Le/D=20Le/D=30

0,023500,70491,02140,023500,47000,68100,02430,72802,5754

0,023610,70840,96390,023610,47230,64260,02440,73142,4297

0,023780,71350,88600,023780,47570,59060,02450,73652,2326

0,024040,72110,78520,024040,48070,52350,02480,74401,9778

0,024350,73050,68060,024350,48700,45370,02510,75331,7134

0,024930,74780,53050,024930,49860,35370,02570,77051,3344

0,025650,76950,39810,025650,51300,26540,02640,79211,0005

0,026020,78050,34730,026020,52030,23150,02680,80310,8725

0,026830,80480,26160,026830,53650,17440,02760,82740,6567

0,027920,83750,18470,027920,55840,12310,02870,86030,4631

0,029430,88280,12020,029430,58850,08010,03020,90600,3011

0,033320,99970,04830,033320,66640,03220,03421,02450,1209

0,034431,03280,03880,034430,68860,02590,03531,05830,0970

Codo 4K4hl4Codo 5K5hl5Codo 6K6hl6

Le/D=30Le/D=30Le/D=30

0,02430,72802,57540,02430,72802,57540,02430,72802,5754

0,02440,73142,42970,02440,73142,42970,02440,73142,4297

0,02450,73652,23260,02450,73652,23260,02450,73652,2326

0,02480,74401,97780,02480,74401,97780,02480,74401,9778

0,02510,75331,71340,02510,75331,71340,02510,75331,7134

0,02570,77051,33440,02570,77051,33440,02570,77051,3344

0,02640,79211,00050,02640,79211,00050,02640,79211,0005

0,02680,80310,87250,02680,80310,87250,02680,80310,8725

0,02760,82740,65670,02760,82740,65670,02760,82740,6567

0,02870,86030,46310,02870,86030,46310,02870,86030,4631

0,03020,90600,30110,03020,90600,30110,03020,90600,3011

0,03421,02450,12090,03421,02450,12090,03421,02450,1209

0,03531,05830,09700,03531,05830,09700,03531,05830,0970

Llavev1Hl 1contraccinv2Hl 2dilatacinv3Hl 3

Le/D3400,0450,097

k68,290,271692,951,0845

8,250633,4611,955266,180,255090,081,0184

8,289332,4311,278963,220,232786,050,9293

8,346730,9810,363959,200,204180,580,8150

8,431829,019,181254,760,174674,540,6973

8,537126,837,953747,780,133065,040,5309

8,732323,416,194540,810,097055,540,3872

8,977219,994,644337,850,083451,510,3331

9,101518,544,050332,350,060944,030,2433

9,377015,853,048726,640,041336,260,1650

9,750113,052,149920,930,025528,490,1019

10,267710,261,397712,470,009116,980,0362

11,61146,110,561410,990,007014,960,0281

11,99455,390,4505

Clculo Prdidas Mayores

El clculo de las perdidas mayores se determina con las distintas longitudes de las tuberas, velocidad del flujo y adems, conjuntamente con el coeficiente de friccin que puede ser obtenido tanto del diagrama de Moody donde es necesario tener como dato el numero de Reynolds y el cuociente entre la rugosidad y el dimetro de la tubera, o bien mediante ecuaciones dependiendo de que tipo de rgimen se tenga o bien de que tipo de datos se posean.

En nuestro caso, estamos situados en el rgimen turbulento, donde optamos por utilizar la siguiente formula para el clculo del coeficiente dados los siguientes datos de rugosidad, dimetros y numero de Reynolds.

Para luego calcular las perdidas mayores por friccin se determinan con la ecuacin de Darcy:

Hl = f A continuacin presentamos la tabla de las prdidas mayores para los distintos f calculados

Perdidas mayores por friccin

Le18,1139,373,8984,72429,923,9424,01638,782,835

D2,52,51,751,522222

0,24660,53620,31380,82731,28420,16911,03081,66450,12176,1943

0,23270,50600,29570,77931,21160,15950,97251,57040,11485,8426

0,21390,46510,27130,71441,11330,14660,89361,44300,10555,3667

0,18960,41220,23980,63080,98630,12990,79171,27830,09354,7520

0,16430,35730,20720,54430,85440,11250,68581,10740,08104,1142

0,12810,27850,16070,42090,66540,08760,53410,86250,06313,2009

0,09610,20900,11980,31300,49890,06570,40050,64660,04732,3969

0,08390,18230,10420,27190,43510,05730,34920,56390,04122,0891

0,06320,13730,07800,20310,32750,04310,26290,42450,03101,5706

0,04460,09690,05470,14180,23090,03040,18540,29930,02191,1059

0,02900,06310,03530,09110,15010,01980,12050,19460,01420,7177

0,01170,02540,01390,03570,06030,00790,04840,07820,00570,2872

0,00940,02040,01110,02850,04840,00640,03880,06270,00460,2303

Luego, la suma de las prdidas por friccin mayores y menores dan origen a la prdida total por friccin del sistema, la cual se encuentra tabulada en el siguiente cuadro

Hl menoresHl mayoresHl sistema

25,31514,945230,2603

23,87764,664128,5417

21,93284,283826,2167

19,42023,792723,2129

16,81353,283120,0967

13,08022,553615,6339

9,79381,911711,7055

8,53561,665910,2016

6,41601,25217,6681

4,51650,88135,3979

2,92970,57163,5014

1,17090,22851,3994

0,93840,18311,1216

Balance de Energa Mecnica entre el punto 1 (superficie del agua en el estanque) y el punto 2(cada del agua) Se realiza el balance entre el punto inicial y punto final utilizando la ecuacin de Bernoulli con el fin de obtener mediante despeje, la energa entregada al sistema

BEM 1 2

Para nuestros datos:

Luego, los datos tabulados son los siguientes:VelocidadHlH sistema

52,286130,260346,9079

50,667328,541744,9736

48,401126,216742,3581

45,325423,212938,9813

41,926020,096735,4812

36,584115,633930,4758

31,242211,705526,0786

28,975910,201624,3981

24,76717,668121,5718

20,39645,397919,0462

16,02583,501416,9437

9,55071,399414,6275

8,41761,121614,3233

Balance de Energa Mecnica para la Bomba

La bomba al realizar succin y descarga del fluido genera por si misma una energa entregada al sistema. Estos clculos se realizan entre la tubera de succin y la tubera de descarga con sus presiones y velocidades respectivas son las siguientes:

En nuestro caso:

Los clculos finales son los siguientes:HdHsHa(Hd Hs)

116,80811,180105,627

144,13310,499133,634

199,0249,581189,443

253,7748,402245,372

308,5057,189301,316

390,6595,474385,185

445,2453,992441,253

500,3303,434496,897

555,2172,509552,709

610,1681,701608,467

665,2031,050664,152

720,2240,373719,850

775,5650,290775,275

Potencia Elctrica, Potencia Hidrulica y Eficiencia

La potencia es la rapidez con que se realiza un trabajo. En mecnica de fluidos corresponde a la rapidez con que la energa esta siendo transferida

Para calcular el rendimiento grupo moto bomba debemos conocer la potencia ganada por el fluido y potencia del eje q acciona la bomba.

La potencia Hidrulica (PH) es flujo msico por el H del sistema, donde el flujo masico esta dado por:W= Q

Por lo tanto el PH es:PH = WhsistemaY la potencia Elctrica se calcula con la siguiente formula:

PE = VAcosLuego la formula de la eficiencia para la moto-bomba es:

=

A continuacin se presenta la tabla de clculos de PE, PH, W y Potencia

Elctrica

(Watts)Flujo Masico

W = Qpotencia hidrulica

(Watts) (%)

3251,14032,6809125,75533,8680

3126,09642,5979116,83693,7371

3063,57452,4817105,12003,4312

2961,56502,32490,59243,0589

2868,04192,149776,27402,6594

2743,34441,875857,16652,0838

2556,29821,601941,77521,6342

2493,94951,485736,24811,4534

2369,252051,269927,39401,1562

2244,55451,045819,91850,8874

2119,85710,821713,92260,6567

2057,50830,48977,16300,3481

1938,17980,43166,18190,3189

Calculo de Carga de Aspiracin Neta Positiva (CANP NPSH)Diversos factores influyen en el funcionamiento de una bomba, por tal motivo a la hora de colocar en marcha una, se debe tener en consideracin que no se produzca cavitacion en la bomba; por esta razn el NPSH es un indicador de cmo esta trabajando la bomba con relacin al fluido circulando; para evaluar esta condicin el fabricante entrega un indicador de NPSH requerido, y se debe cumplir la condicin siguiente NPSH disponible > NPSH requerido La formula esta dada por:CANPD =

Para nuestros datos

CANPD =

Los datos tabulados son los siguientes:Hl succinNPSH

3,070639,5114

2,895939,6861

2,659639,9224

2,354440,2277

2,037740,5443

1,584340,9977

1,185441,3966

1,032741,5493

0,775641,8064

0,545342,0367

0,353242,2288

0,140642,4414

0,112642,4695

Segunda Experiencia

Los datos tomados en esta experiencia fueron conseguidos bajo las condiciones de dimetro de bomba = 31,2 [cm.] y dimetro de motor de= 26,6 [cm.]. Voltaje(Volt)Amperaje(Ampere)Caudal

(lt/min)Presin de Succin

(Psi)Presin de Descarga

(Psi)

3613,1129,502

361312304

3612,9109,505,5

3612,810007,3

3612,796,508,5

3612,68309,8

3612,5269,5011

3612,4956,5012,5

3612,449,5013,5

3602,343014

3602,236,5014,5

3602,1923015,5

3602,116,5016,5

Tabla de datos para clculos segn dimetro de las tuberas.

A continuacin nuevamente se presentan los clculos de la velocidad de caudal, nmero de Reynolds y factor de friccin presentes en las tuberas, en donde D/e, corresponde al dimetro de la tubera y es el factor presente en la tabla.

Nuevamente al ser un flujo turbulento se utilizan las frmulas ocupadas en el primer experimento.

Rugosidad () [pulg.]

Hierro Forjado0,0018

Dimetro2,5" (D/=1388,889)1,75"(D/=972,222)

CaudalV1Nrf1V2Nrf2

131,7126,83338332,3530,0243554,76154760,5050,02398

125,1025,48636408,3360,0245652,01252011,9080,02414

111,3722,68932412,2990,0250746,30346303,2840,02452

101,7120,72029600,2730,0254842,28642286,1040,02484

98,1519,99528564,2630,0256540,80640806,0910,02496

84,4217,19824568,2270,0264035,09735097,4660,02554

70,6914,40120572,1900,0273529,38929388,8420,02629

57,4711,70716724,1540,0285823,89223891,6490,02726

50,3510,25614652,1350,0294320,93220931,6220,02793

43,748,91012728,1170,0303918,18318183,0250,02871

37,127,56310804,1000,0316015,43415434,4280,02969

23,394,7666808,0630,035579,7269725,8040,03293

16,783,4194884,0450,039026,9776977,2070,03577

1,5"(D/=833,333)2"(D/=1111,111)

V3Nrf3V2Nrf4

74,53563887,2560,0240406141,92647915,440,02403

70,79460680,5600,0241797439,82245510,420,02421

63,02454020,4980,0245114235,45140515,370,02464

57,55649333,7880,0247879932,37537000,340,02499

55,54247607,1060,0249009631,24235705,330,02514

47,77240947,0440,0254073426,87130710,280,02578

40,00134286,9830,0260663522,50125715,240,02660

32,51927873,5900,0269274918,29220905,190,02766

28,49024420,2250,0275334816,02618315,170,02840

24,74921213,5290,0282296713,92115910,150,02925

21,00818006,8330,0291109311,81713505,120,03031

13,23811346,7710,032051057,4468510,080,03382

9,4978140,0750,034645895,3426105,060,03688

Calculando perdidas menores

Al igual que en el procedimiento equivalente a este punto en el primer desarrollo , se calcularon las perdidas menores del sistema presentes en 6 codos de los cuales 2 eran de 2.5 y 4 de 2, asimismo se encontr un codo largo estndar de 90 el cual tena 2.5 de dimetro, adems se desarrollaron las mismas frmulas.Codo 1

Le/ D=30K1hl1Codo 2

Le/D=20k2hl2

0,024350,73050,68060,024350,48700,4537

0,024560,73690,61930,024560,49130,4129

0,025070,75200,50090,025070,50130,3339

0,025480,76450,42470,025480,50960,2831

0,025650,76950,39810,025650,51300,2654

0,026400,79190,30310,026400,52790,2021

0,027350,82060,22020,027350,54700,1468

0,028580,85730,15200,028580,57150,1014

0,029430,88280,12020,029430,58850,0801

0,030390,91180,09370,030390,60790,0624

0,031600,94810,07020,031600,63200,0468

0,035571,06700,03140,035570,71140,0209

0,039021,17050,01770,039020,78040,0118

Codo 3

Le/D=30K3hl3Codo 4

Le/D=30K4hl4

0,02400,72100,00000,02400,72101,6399

0,02420,72640,00000,024210,72641,4905

0,02460,73920,00000,024640,73921,2021

0,02500,74980,00000,024990,74981,0169

0,02510,75410,00000,025140,75410,9524

0,02580,77330,00000,025780,77330,7225

0,02660,79800,00000,026600,79800,5228

0,02770,82990,00000,027660,82990,3593

0,02840,85210,00000,028400,85210,2832

0,02930,87750,00000,029250,87750,2201

0,03030,90940,00000,030310,90940,1643

0,03381,01460,00000,033821,01460,0728

0,03691,10640,00000,036881,10640,0409

Codo 5

Le/D=30K5hl5Codo 6

Le/D=30K6hl6

0,02400,72101,63990,02400,72101,6399

0,02420,72641,49050,02420,72641,4905

0,02460,73921,20210,02460,73921,2021

0,02500,74981,01690,02500,74981,0169

0,02510,75410,95240,02510,75410,9524

0,02580,77330,72250,02580,77330,7225

0,02660,79800,52280,02660,79800,5228

0,02770,82990,35930,02770,82990,3593

0,02840,85210,28320,02840,85210,2832

0,02930,87750,22010,02930,87750,2201

0,03030,90940,16430,03030,90940,1643

0,03381,01460,07280,03381,01460,0728

0,03691,10640,04090,03691,10640,0409

Llavev1(D=2)Hl 1contraccin 2v2(D=1,75)Hl 2dilatacinv3(D=1,5)Hl

Le/D3400,0450.097

K54,7610,174674,540,6973

8,1708641,9318,585252,0120,157570,790,6291

8,2320839,8216,766446,3030,124863,020,4986

8,3771435,4513,287942,2860,104157,560,4158

8,4972132,3811,082340,8060,097055,540,3872

8,5460431,2410,320135,0970,071747,770,2864

8,7635426,877,634629,3890,050340,000,2008

9,0435722,505,353023,8920,033232,520,1327

9,4052418,293,537720,9320,025528,490,1019

9,6573616,032,715418,1830,019324,750,0769

9,9450113,922,049115,4340,013921,010,0554

10,3065711,821,47649,7260,005513,240,0220

11,498447,450,58636,9770,00289,500,0113

12,539335,340,3017

Tabla de Clculo de las prdidas mayores

Las prdidas mayores de energa son producidas por el roce que se provoca cuando el fluido se desplaza por las caeras de un sistema y por el ruido o movimiento presente en estas. Es por esto que para calcular las prdidas mayores se usan las medidas de las caeras mas largas, que son las partes que mayor energa consumen en el sistema.

A continuacin se presenta la tabla con los clculos de todas las prdidas mayores.

perdidas mayores

L18,1139,373,8984,72429,923,9424,01638,782,835Hlmayores

D2,52,51,751,522222

0,16430,35730,20720,54430,81770,10770,65641,05990,07753,9923

0,14960,32510,18820,49390,74320,09790,59660,96330,07043,6282

0,12100,26300,15150,39680,59940,07890,48110,77690,05682,9254

0,10250,22290,12800,33460,50710,06680,40700,65730,04802,4743

0,09610,20900,11980,31300,47490,06250,38120,61560,04502,3172

0,07320,15910,09070,23630,36030,04740,28920,46700,03411,7573

0,05320,11560,06540,17000,26070,03430,20920,33790,02471,2710

0,03670,07980,04480,11600,17920,02360,14380,23220,01700,8732

0,02900,06310,03530,09110,14120,01860,11330,18300,01340,6880

0,02260,04920,02740,07050,10970,01450,08810,14220,01040,5345

0,01690,03680,02040,05240,08190,01080,06580,10620,00780,3990

0,00760,01650,00900,02290,03630,00480,02910,04700,00340,1766

0,00430,00930,00500,01270,02040,00270,01640,02640,00190,0991

Posteriormente se presentan las sumas parciales y total de las perdidas obtenidas.

Hl mayoresHl menoresHl total

3,198025,511028,7090

2,906223,056625,9628

2,343218,352420,6956

1,981815,360717,3426

1,856014,325016,1809

1,407410,665412,0728

1,01797,53948,5574

0,69935,03505,7343

0,55093,89274,4436

0,42802,96153,3895

0,31952,15562,4751

0,14140,88441,0258

0,07930,46790,5472

Balance de Energa Mecnica entre el punto 1 (superficie del agua en el estanque) y el punto 2(cada del agua)

VHlBEM 1 - 2

Ha

41,92617,736333,1209

39,82216,064031,2260

35,45112,850427,5867

32,37510,799625,2659

31,24210,088024,4610

26,8717,565421,6097

22,5015,396919,1621

18,2923,645617,1886

16,0262,840416,2828

13,9212,179715,5405

11,8171,603414,8941

7,4460,679713,8614

5,3420,369113,5160

Balance de Energa Mecnica para la Bomba

HdHsHa(Hd Hs)

59,2677,18952,078

114,2736,485107,788

155,0875,140149,947

204,4744,287200,187

237,5473,992233,555

272,9872,953270,034

305,7422,071303,672

346,9031,368345,535

374,4251,050373,374

388,1320,793387,339

401,8590,571401,288

429,3660,227429,140

457,0000,117456,883

La siguiente tabla expone los clculos de PE, PH y .Potencia

elctricaW=QPotencia

hidrulica(%)

1938,17982,149794,7879844,89057

1875,65792,041883,9686294,47676

1813,13591,817764,404473,5521

1750,6141,6652,8027343,01624

1688,09211,601948,9444242,89939

1625,57021,377835,9842472,21364

1575,55261,153725,7534611,63457

1556,7960,937918,0801591,16137

1500,52630,821714,6968780,97945

1434,0210,713811,9563650,83377

1371,67220,60599,55249080,69641

1365,43740,38185,42443720,39727

1309,32350,27393,75083280,28647

Tabla resumen experimento N 1:

Caudal (Lt/Min)Hbomba(m)HSist.(m)PE(Watts)PH(Watts)NPSH(m) (%)

129,5105,627146,90793251,14032125,755440,36433,868

123133,633944,97363126,0965116,836940,54943,737

109,5189,442842,35813063,5745105,120040,90693,431

100245,371738,98132961,565190,592541,13663,059

96,5301,316335,48122868,042076,274041,21662,659

83385,185230,47582743,344557,166541,50222,084

69,5441,253426,07862556,298341,775241,75051,634

56,5496,896624,39812493,949536,248241,95401,453

49,5552,708721,57182369,252127,394142,04881,156

43608,466519,04622244,554619,918542,12750,887

36,5664,152416,94372119,857113,922642,19700,657

23719,850514,62752057,50847,163142,31120,348

16,5775,275114,32331938,17986,181942,35110,319

Tabla resumen experimento N2:

Caudal (Lt/min)Hbomba(m)HSist.(m)PE(Watts)PH(Watts)NPSH(m) (%)

164,26252,07844,09361938,179894,788040,36434,891

159,176107,78841,12481875,657983,968640,54944,477

152,056149,94735,43181813,135964,404540,90693,552

142,394200,18731,80891750,614052,802741,13663,016

131,714233,55530,55401688,092148,944441,21662,899

114,932270,03426,11721625,570235,984241,50222,214

98,150303,67222,32251575,552625,753541,75051,635

91,030345,53519,27731556,796018,080241,95401,161

77,808373,37417,88591500,526314,696942,04880,979

64,077387,33916,75031434,021011,956442,12750,834

50,346401,28815,76581371,67229,552542,19700,696

30,004429,14014,20751365,43745,424442,31120,397

26,445456,88313,69421309,32353,750842,35110,286

Las velocidades de giro para la bomba en la primera experiencia es de 2880 RPM ya que ambas poleas tienen un mismo dimetro, no obstante la velocidad de giro para la segunda experiencia se realiza un cambio de poleas; la del motor posee un dimetro de 26.6 [cm.] y la de la bomba un equivalente a 36.2 [cm.] lo que provoca una disminucin en la velocidad en 769.59 RPM, es por ello que la nueva velocidad de giro de la bomba es 2110.41 RPM El clculo de la velocidad de giro esta dado por:

GrficosEn esta seccin se mostrara los grficos correspondientes a cada experimento mediante el siguiente orden:

-grafico experimento N1

-grafico experimento N2

Sus unidades se expresan en el sistema internacional (SI); por tal motivo la potencia elctrica y hidrulica se expresa en [watt], el caudal en [m3/seg.], NPSH en [m] y la eficiencia en (%).

Por ultimo se presentan los grficos de cabeza total v/s caudal expresados en sistema ingles, donde la cabeza total esta expresada en [pulg.] y el caudal en [pulg3/seg.]; correspondiendo la lnea azul a bomba y la lnea rosada a el sistema.

Al observar estos grficos se puede ver que las curvas que describen la bomba y el sistema no se intersectan, por tal motivo, se efectuaron los clculos para determinar el caudal y cabeza de total optima, utilizando las curvas mas similares encontradas en comparacin con las obtenidas con los datos prcticos medidos haciendo una simple sustitucin entre ambas curvas y encontrando su punto de interseccin para cada experiencia realizada, as para la primera experiencia el caudal optimo es 141,853 [pulg3/seg.] y la cabeza optima es 45,6842 [pulg.] ; y siendo para la segunda el caudal optimo de 201,5237[pulg3/seg.] y la cabeza optima es 51,1581 [pulg.]. NomenclaturaHSistema = Carga del Sistema (m)Q = Caudal (m3/s)

Hbomba = Carga de la Bomba (m)NPSH = Net Positive Suction Head (m)

CANP = Carga de Aspiracin Neta Positiva (m)

Patm = Presin esttica absoluta aplicada al fluido (Pascal)

Vapor = Presin de vapor del liquido a la temperatura de bombeo (Pascal)

Z = Diferencia de elevacin desde el Nivel del Fluido en el deposito hacia la entrada de la bomba (m)

Hl; hl = Energa perdida debido a la friccin (Nm/N)

Ha, ha= energa entregada al fluido mediante un dispositivo mecnico externo (Nm/N)V = Velocidad (m/s)

D = Dimetro (m)

Nr = Numero de Reynolds (Adimensional)

K = Coeficiente de resistencia

F = Factor de friccin

W = Flujo Masico (Kg/s)

PE = Potencia Elctrica (Watts)

PH = Potencia Hidrulica (Watts)

= Eficiencia (Adimensional)

= Peso Especifico (N/m3)

= Densidad (Kg./m3) = Viscosidad cinemtica (m 2/s)

= Viscosidad dinmica (Kg./ms)

g = Gravedad (m/s2)

= Rugosidad promedio (m)Le = Largo equivalente (m)

Vd = Velocidad de descarga (m/s)Vs = Velocidad de Succin (m/s)Conclusin

El presente informe expuesto mostr el desarrollo de dos experimentos evaluados a iguales condiciones ambientales y con la misma implementacin de laboratorio. Siempre que se confecciona un dispositivo se pretende que trabaje a un 100% de rendimiento, lo que describira un sistema ideal, pero debido a las perdidas de energa provocadas, en este caso en las tuberas y codos (debidas al roce que se producen en las paredes rugosas , cambios de presin y temperatura), y motobomba (perdidas por temperatura, friccin y ruido); no se puede obtener un rendimiento adecuado del dispositivo, por tal motivo, lo nico que se puede hacer es controlar el funcionamiento del dispositivo dentro de ciertos mrgenes aceptables que permitan el desarrollo pleno del sistema y cumpla con la labor para la cual fue creado.

Tambin se debe hacer notar que el haber tomado dos tablas de valores prcticos, ayuda a evitar el caer en errores y obtener el verdadero desempeo de la bomba y el sistema, en base ha esto se observo que el valor de las eficiencia mecnicas fueron menores a un 5% (0.05), lo que indica que el sistema oper en forma ptima, esto debido a que la eficiencia mecnica siempre debe ser menor que 1, adems se observo que la bomba no presento problemas por cavitacion ya que la presin de succin era mayor que la presin de vapor.

Si bien en lo terico las curvas de bombas centrifugas deben intersectar en un caudal de operacin y una carga de operacin. Para nuestro laboratorio, aquellas curvas no llegan a aquel punto no por falla de clculos si no por que el volumen de agua presente en el estanque debi ser mayor, esto relacionado con el teorema de Torricelli que indica que a mayor altura el caudal sale con una mayor rapidez.

Y por ultimo, es de consideracin manifestar que los datos obtenidos correspondientes al sistema describen en totalidad el desempeo de este; y no cabe duda que el desarrollo de este laboratorio permiti aplicar todo los conocimientos expuestos en la ctedra.

Bibliografa.

Mecnica de Fluidos aplicada (Mott, Robert; Editorial Pearson; 4a Edicin; 1996, Mxico) Mecnica de Fluidos I (Apuntes Juan Chamorro Gonzlez, Departamento de Metalurgia, Universidad de Atacama).

Paginas Web:

http://www.departamento.us.es/deupfis1/Tecfluyc/TablasFluidos.pdfhttp://www.edicionsupc.es/ftppublic/pdfmostra/EM05200C.pdfhttp://promarsadelcentro.com/italb.html98.5 [cm]

61[cm]

10[cm]

Tablero

=98[cm]

76[cm]

11.5

11 cm

16 cm

1[m]

42[cm]

50[cm]

Bomba

EMBED Equation.3

0

0

0

0

aprox. = 0

0

0

0

0

0,339 lb/pulg2

0,03611 lb/ pulg3

hl succin

51.97 pulg.

0

_1256979275.unknown

_1257108713.unknown

_1257181063.unknown

_1257181570.unknown

_1257109282.unknown

_1257050353.unknown

_1257103065.unknown

_1257108181.unknown

_1257106745.unknown

_1257102964.unknown

_1257083813.unknown

_1257049424.unknown

_1257008212.unknown

_1256977247.unknown

_1256979189.unknown

_1256894771.unknown