Banco de prueba para medir la perdida de presión en un sistema de tubería con accesorios

Republica Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica

De La Fuerza Armada Nacional.

U.N.E.F.A.

BANCO DE PRUEBA PARA MEDIR LA PERDIDA DE PRESIÓN EN UN SISTEMA DE TUBERÍA CON ACCESORIOS.

(MEMORIA DESCRIPTIVA)

Prof: Ing.Yasmin Castellano

Integrantes:

6to semestre.

Ing. Mecánica.

Cumaná, febrero del 2011.

INTRODUCCIÓN

Para el buen desarrollo y adquisición de un aprendizaje completo en el área de fluido, es gratificante contar con un laboratorio el cual es un lugar dotado de los medios necesarios para realizar investigaciones, experimentos y trabajos de carácter científico o técnico. Los cuales estén equipados con instrumentos de medida o equipos con los que se realizan experimentos o investigaciones diversas e identificar y reconocer los diferentes instrumentos o herramientas de laboratorio, ya que de esta manera seremos capaces de utilizarlos adecuadamente y también de llamarlos por su nombre y conocer su utilidad.

Sabemos que la mejor forma de aprender es haciendo y llevando a la práctica los conocimientos teóricos, de manera que podamos enriquecer y fortalecer nuestra experiencia en el amplio campo laboral.

La práctica de laboratorio es el tipo de clase que tiene como objetivos instructivos fundamentales que los estudiantes adquieran las habilidades propias de los métodos de la investigación científica, amplíen, profundicen, consoliden, generalicen y comprueben los fundamentos teóricos de la disciplina mediante la experimentación empleando los medios de enseñanza necesarios.

Las prácticas de laboratorio en la enseñanza de las ciencias, son merecedoras de una mayor dedicación para su constante perfeccionamiento, por cuanto es una actividad que contribuye al desarrollo de la personalidad de los educandos de una manera integral en el proceso formativo en que está inmerso y por tanto, en la calidad del egresado de las universidades.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A través de conversaciones con la coordinadora de ingeniería mecánica acerca de las posibles opciones para la realización de el aporte comunitario del sexto semestre, se decidió llevar a cabo el diseño y construcción de un banco de prueba para medir la perdida de presión en un sistema de tubería, el cual servirá de apoyo para la elaboración de las futuras practicas que deseen o necesiten ejecutar los estudiantes de ingeniería de la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada, núcleo sucre- sede Cumaná, con motivo a esto se procedió a través de una serie de investigaciones el estudio y comprensión del dicho banco.

Después de un exhaustivo estudio de todo lo que comprende el banco de prueba se decidió rediseñar el equipo que se encontraba en las instalaciones del IUT de la ciudad de Cumana, en el cual se tomo la decisión de hacer el manómetro en U de vidrio debido a que se puede observar con mayor claridad las bajas y altas presiones. El cual fue diseñado y construido en las instalaciones de alfarería de la Universidad de Oriente Núcleo-Sucre.

Mediante la indagación se analizaron las estructuras del banco de prueba para medir la perdida de presión para un sistema de tubería, el cual cuenta con una bomba centrifuga, un tanque, una mesa, un manómetro en U de vidrio y accesorios (codos de 90° y 45°, Te, acoples, válvulas, uniones).

Para el rediseño del sistema tomamos en cuenta los siguientes parámetros:

• Infraestructura: se diseño pensando en las dimisiones en la cual el banco de prueba se instalara permanentemente.

• Factor humano: considerando la cantidad de estudiante que cursan ingeniería en la UNEFA.

Se procedió a realizar el bosquejo y el posterior plano del sistema de tuberías. Donde se considero que el banco de prueba debería tener como componente tres tramos, para que sean multiuso. A través de este sistema circula agua que viene desde un tanque de 21 litros que es impulsada a través de una bomba centrifuga que induce el agua al sistema.

Ya estudiada todas las especificaciones del diseño se procedió a presupuestar el posible costo de los materiales para así llevar a cabo la compra de los implementos necesarios para la posible realización de la construcción del equipo, al efectuar la compra se pudo percatar que el presupuesto estimado era de muy elevado costo, ya realizada la compra, se inicio la construcción del banco de prueba, de acuerdo al diseño.

El equipo de construcción para la ejecución del banco de prueba se organizo conjuntamente con el grupo de diseño para llevar a cabo un prototipo inicial, se decidió que se trabajaría con tubería de ½ pulgada plástica (pvc), a su vez se determino cuanto se necesitaría de materiales, es decir, cuantos metros de tubería requeríamos para ejecutar el banco de prueba, luego de haber adquirido gran parte del material, se procedió a su respectiva construcción, se inicio con la mesa, el material empleado para la misma es acero estructural, las medidas de la sección transversal de la parte superior son de (4 x 1)cm hueco y de la parte inferior es decir de los apoyos principales son de (4 x 2)cm hueco, el material utilizado para los refuerzos es de (1 x 0.03)cm macizo y en algunos puntos de la estructura se reforzó con el mismo material de la parte superior. Se procedió al corte de acuerdo a las especificaciones obtenidas por el diseño y se ejecuto las soldaduras pertinentes para lograr las uniones respectivas que formo una parte de la estructura, la misma requería de las dimensiones del tanque y la bomba centrifuga para hacer la base de estas, y terminar la estructura completamente, por ello se inicio con la construcción del tanque que almacenara el agua que será utilizada para el funcionamiento del banco de prueba.

Se utilizo una bombona de gas licuado (10kg), que fue modificada para las necesidades requeridas del sistema, se le elimino la válvula de llenado y se le soldó una unión con un niple de 1 pulgada, que será donde se alimentara la bomba a través de un acople. Muy cercana a esta conexión se perforo y se instalo el expurgue de agua que consta de un niple con un tapón hembra de ½ pulgada respectivamente, todo lo mencionado anteriormente pertenece a la parte inferior del tanque, en la parte superior se hicieron tres perforaciones, soldándole uniones las cuales serán destinadas dos para el retorno (½ pulgada) y una de suministro del agua (1 pulgada), en un costado del mismo se hizo dos orificios, conectando codos de bronce unidos por una manguera transparente de forma hermética que permite visualizar el nivel de agua en el tanque construyéndolo a su totalidad, permitiendo así culminar con la fabricación de la mesa, tomando en cuenta la base de la bomba centrifuga. Este equipo suministra la presión necesaria para enviar el agua de manera óptima en todo el sistema, se logro armar una de tres, es decir se tenía tres bombas centrifugas, de una se utilizo el campo, de otra el cuerpo de bomba, los rodamientos y los demás accesorios de la tercera.

Obtenido el sistema de suministro de agua y la estructura de la mesa, se empezó el corte de las tuberías a las medidas determinadas por el diseño, el equipo posee tres tramos, uno para el estudio de perdidas primarias, que consta de un tramo recto, otro para las perdidas secundarias en accesorios, tales como codos de 90°y T, un tercero para perdidas secundarias en válvulas (check o de retención y de bola) y dos tramos de retornos al tanque, a fin de que se trabajara con tubería de ½ pulgada de diámetro, con una tarraja de esta magnitud se elaboro las roscas pertinentes para llevar a cabo el ensamble del sistema, tomando en cuenta la longitud equivalente de cada accesorios, el medidor de agua y que se anexo uniones para poder acoplarlo completamente.

Obtenido el sistema de tuberías se procedió al corte de la madera (MDF 15mm) quedando con las siguientes dimensiones (244 x 60,5) cm, colocándose a su vez de forma vertical, satisfaciendo las medidas de los tramos antes mencionados y la ubicación del manómetro en U. En los costados de la mesa (zona horizontal) también se le coloco parte de esta madera, que en su lado izquierdo (vista de frente) permitió cubrir el tanque, tomando en cuenta el suministro de agua del mismo, haciéndole una pequeña compuerta y por estética se adiciono una igual hacia su lado derecho pero sin compuerta. Una vez estando gran parte del equipo pre- armado se inicio aplicarle a la estructura metálica capas de revestimiento, una con anticorrosivo y otra para la estética como acabado final, a la madera se le añadió barniz color roble que permitió darle una mejor presentación. El sistema de tuberías de acuerdo a las normativas internacionales y las especificaciones del liquido circulante, en este caso agua debe ser color azul para su identificación, por ello se pinto en base a esas normativas (ISO).

Al terminar el proceso de pintura y acabado, se comenzó el armado completo del equipo, tomando en cuenta conexiones eléctricas para el encendido de la bomba, a su vez se visualizo que el banco de prueba requería de una bandeja colectora de agua, debido al pequeño goteo que se genera producto del acople y desacople en los puntos de estudio en cada una de las ramificaciones, evitando el derrame de agua en el piso, que podría ocasionar un accidente al operador del equipo. Esta se fijo a la estructura de la mesa por medio de remaches, haciéndole antes un doble en forma de punta de diamante. Para mejor entendimiento del sistema

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