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Parte A - Temas de teoríaParte B - Ejercicios resueltos

Parte C - Grupos motobomba

MÁQUINASE INSTALACIONES

DE FLUÍDOS

BERNABÉ JIMÉNEZ PADILLA (WEBernabe)Grado en INGENIERÍA MECÁNICA - EPSL

BERNABÉ JIMÉNEZ PADILLA (WEBernabe)Grado en INGENIERÍA MECÁNICA - EPSLh

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/MÁQUINAS

E INSTALACIONESDE FLUÍDOS

Temas de teoría

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ÍNDICE

Tema 1 – Introducción a las máquinas de fluidos

Tema 2 – Teoría ideal de turbomáquinas hidráulicas

Tema 3 – Semejanza física en turbomáquinas

Tema 4 - Teoría de turbomáquinas centrífugas

Tema 5 - Teoría de turbomáquinas axiales

Tema 6 - Turbinas hidráulicas

Tema 7 - Cavitación en turbomáquinas

Tema 8 - Instalaciones de bombeo y turbinación

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DE FLUÍDOS

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Tema 1Introducción a las

máquinas de fluidos

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Tema 2Teoría ideal de

turbomáquinas hidráulicas

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DE FLUÍDOS

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Tema 3Semejanza física en

turbomáquinas

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Tema 4Teoría de turbomáquinas

centrífugas

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Tema 5Teoría de turbomáquinas

axiales

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Tema 6Turbinas hidráulicas

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Tema 7Cavitación en turbomáquinas

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Tema 8Instalaciones de

bombeo y turbinación

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BERNABÉ JIMÉNEZ PADILLA (WEBernabe)Grado en INGENIERÍA MECÁNICA - EPSLh

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/MÁQUINAS

E INSTALACIONESDE FLUÍDOS

Ejercicios resueltos

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ÍNDICE

Parte 1 - Bombas hidráulicas

Parte 2 - Turbinas hidráulicas

Parte 3 - Cavitación en bombas

Parte 4 - Instalaciones de bombeo

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DE FLUÍDOS

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Parte 1BOMBAS HIDRÁULICAS

MÁQUINASE INSTALACIONES

DE FLUÍDOS

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Parte 2TURBINAS HIDRÁULICAS

MÁQUINASE INSTALACIONES

DE FLUÍDOS

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Parte 3CAVITACIÓN EN BOMBAS

MÁQUINASE INSTALACIONES

DE FLUÍDOS

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Parte 4INSTALACIONES DE BOMBEO

MÁQUINASE INSTALACIONES

DE FLUÍDOS

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BERNABÉ JIMÉNEZ PADILLA (WEBernabe)Grado en INGENIERÍA MECÁNICA - EPSLh

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/MÁQUINAS

E INSTALACIONESDE FLUÍDOS

Grupos motobomba

Selección de grupos motobomba

INSTALACIÓN 01

Se representa, de forma esquemática la instalación de elevación de agua desdeuna bomba (A) situada en un sondeo profundo que eleva un QA hasta unaplanta de tratamiento de agua (C) (Sala de filtrado y rebombeo).Posterior al sistema de filtrado, se instala una segunda bomba (en serie con laanterior) que eleva un caudal QC a un depósito de regulación abierto a laatmósfera, situado en D.

Para la elección del diámetro de las distintas conducciones, se permite lasimplificación de elección del diámetro según velocidad, así se escogerá eldiámetro cuya velocidad esté más próxima a 1,2 m/s (para velocidadescomprendidas entre 1 m/s y 1,8 m/s).

Filtrado

Bombeo

A

B

L1 L2

C

D

Bombeo

Datos:Las bombas se sitúan en la cota A= 0 m y la cota C= 200 m.La SLL para el caudal elevado desde la bomba A se sitúa enla cota B = 20 m.L1 es la longitud total de la tubería desde la impulsión dela bomba A hasta la entrada en filtrado, antes de C.L2 es la longitud desde la impulsión de la bomba C hasta laentrada en el depósito situado en la cota D= 350 m.

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/01GRUPOS MOTOBOMBA

Los diámetros interiores de las tuberías de fundición a utilizar podrán ser (enmm): 50 75 100 125 150 200 250 300 400 500La pérdida de carga total se calculará según la ecuación general de pérdidaspara tuberías, considerándose un 20% el valor de las pérdidas secundarias.

Hr = 1,2 · f · L · 8 Q

2

π · g D2 5

f = 0,2 ; El filtrado requiere un mínimo de 196 kPa para su correctofuncionamiento.En C no hay depósito de agua. Densidad del agua ϒ = 9,81 kN/m3

Ejercicio 1:a) Bomba situada en A óptima para las condiciones del problema.b) Bomba situada en C óptima para las condiciones requeridas.

INDICAR CON LA RESPUESTA CORRESPONDIENTETipo y número de bomba/s (marca y modelo) que se situaría en A y CCaracterísticas de las bomba/s elegidas (curvas Q/H), P/H, rto/H…), ycomentarios del proceso de selección, comparando con otros modelos.Croquis del modelo de bomba / imagen de la bomba elegida.(dibujo a mano alzada y/o fotografía).

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/02GRUPOS MOTOBOMBA

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INSTALACIÓN 02

Se representa, de forma esquemática, la instalación de elevación de agua desde un río con aguas cargadas A, QA hasta un desarenador B, rebombeo QB a depósito de regulación cerrado C, con una presión requerida de 100 kPa.

Para la elección del diámetro de las distintas conducciones, se permite lasimplificación de elección del diámetro según velocidad, así se escogerá eldiámetro cuya velocidad esté más próxima a 1,2 m/s (para velocidadescomprendidas entre 1 m/s y 1,8 m/s).

Bombeo

L3

L4E

D

X Desarenador

Bombeo

Aspiración

h

y D

Datos:Bomba en A sumergida apta para río conaguas cargadas.Bomba en B instalada sobre plataformavolada y cubierta con tubería deaspiración.Las bombas se sitúan en las cotas D= 350m. y E= 390 m.Dimensiones: x= 4m. y= 2m.

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/12GRUPOS MOTOBOMBA

Selección de grupos motobomba

Los diámetros interiores de las tuberías de fundición a utilizar podrán ser (enmm): 50 75 100 125 150 200 250 300 400 500La pérdida de carga total se calculará según la ecuación general de pérdidaspara tuberías, considerándose un 20% el valor de las pérdidas secundarias.

Hr = 1,2 · f · L · 8 Q

2

π · g D2 5

f = 0,2 ; El filtrado requiere un mínimo de 196 kPa para su correctofuncionamiento.En C no hay depósito de agua. Densidad del agua ϒ = 9,81 kN/m3

Ejercicio 2:a) Bomba situada en D óptima para las condiciones.b) Bomba situada en E óptima para las condiciones requeridas.

INDICAR CON LA RESPUESTA CORRESPONDIENTETipo y número de bomba/s (marca y modelo) que se situaría en D y ECaracterísticas de las bomba/s elegidas (curvas Q/H), P/H, rto/H…), y comentarios del proceso de selección, comparando con otros modelos.Croquis del modelo de bomba / imagen de la bomba elegida.(dibujo a mano alzada y/o fotografía).

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/13GRUPOS MOTOBOMBA

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x = 4m

y = 2m

Bomba sumergida

Dado dehormigónPerfil IPN

Tubería

L

Detalle de la sustentación de la Bomba sumergida

Ejercicio 4 :Hallar la viga tipo IPN y las dimensiones del cubo (hexaedro regular) dehormigón de lado L necesario para que sea capaz de soportar el peso de labomba, del agua contenida en la tubería (se desprecia el peso de la tubería).

Metodología:1. Para hallar el perfil IPN óptimo, se considerará que éste está fabricado con

acero S235 y se tomará como criterio de diseño el menor perfil que norebase el límite elástico del acero, considerando un factor de seguridad de2.0. (Nota: en un acero S235 el límite elástico es fy=235 N/mm2)

2.- Para el dado de hormigón, se considerará como criterio dedimensionamiento el lado L que evite el vuelco del conjunto considerando unfactor de seguridad de 2.0. De manera simplificada, se considerará que elvuelco se produce en la esquina inferior del cubo más cercana a la ladera y sedespreciará la acción del terreno que rodea a dicho cubo, considerando ésteúnicamente apoyado en su base.

Datos:Densidad del hormigón 2500 Kg/m3, del agua 1000 Kg/m3.

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/26GRUPOS MOTOBOMBA

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