Caracterizacion de bombas

CARACTERIZACIÓN DE BOMBAS

Alumnos: Camila Álvarez, Angélica Sepúlveda, Marcela Gonzales.

Códigos: 1000511731, 1023966087, 1000330717.

        RESUMEN: La presente práctica de laboratorio muestra el procedimiento para obtener una curva característica de una bomba centrífuga.

También dentro del procedimiento se calcula la eficiencia energética del conjunto de bombeo  para las distintas solicitaciones de la bomba.

PALABRAS CLAVES: bomba centrífuga,  curva característica, eficiencia.

1. OBJETIVO

Obtener la curva característica H vs Q para una bomba rotodinámica.

Determinar la eficiencia energética del conjunto de bombeo y definir su comportamiento en función de las distintas solicitaciones.

1. EXPOSICIÓN

A la luz de la ecuación de la energía, un dispositivo de bombeo consiste en cualquier mecanismo que le aumente la condición energética al fluido. Recordando dicha ecuación:

         (1)[pic 2]

El término hb (cabeza de bombeo) representa este incremento energético.

En el marco de un diseño hidráulico, se requerirá calcular este término con suficiente certeza, dado que de él depende que las condiciones deseadas de presión, velocidad y elevación en el punto 2 se cumplan satisfactoriamente. Lo anterior corresponde al proceso de selección de este componente dentro del abanico de posibilidades que ofrecen los distintos fabricantes.

Para hacer este procedimiento de selección de una manera fiable, es necesario interpretar la información de ingeniería presentada por el fabricante de la bomba sobre la caracterización de su máquina producto. Se entiende por caracterización la evaluación del comportamiento de entrega de energía por parte del dispositivo dentro de las posibles solicitaciones de entrega de energía a las cuales puede ser sometido. Esta información se presenta en forma de gráficas o curvas características. Una de estas curvas relaciona las distintas cabezas de bombeo posibles que puede entregar la máquina hidráulica contra el caudal que puede establecerse.

Para el caso específico se contará con un equipo de bombeo accionado por un motor eléctrico. Así pues la eficiencia energética del conjunto quedaría definida por:

                         (2)[pic 3]

De la ecuación 1 se tiene en cuenta que los diámetros de succión y descarga son iguales, lo cual hace que los términos de energía cinética sean iguales y se puedan cancelar. Los términos de elevación están en el orden de los centímetros para el caso práctico y se pueden despreciar dado que las cabezas que se esperan son de un orden de magnitud mucho mayor. También se considerará que las perdidas tanto del tramo de tubería como las internas en la máquina se contabilizaran dentro de la eficiencia del conjunto.

Teniendo en cuenta lo anterior la cabeza de bombeo viene dada por:

                 (3)[pic 4]

La potencia hidráulica vendría dada por la ecuación:

                 (4)[pic 5]

Al conjunto de bombeo se le suministra energía eléctrica la cual viene dada por la ecuación:

                                        (5)[pic 6]

Finalmente se relacionaran la cabeza de bombeo y el caudal a través de una curva Hb vs Q y se determinara también la variación de la eficiencia con respecto al caudal.

1. LECTURA Y ESTUDIO

• ÇENGEL, Y. A. y CIMBALA J. M., Mecánica de fluidos, fundamentos y aplicaciones, McGraw-Hill Book Company,  México 2006,  Pág. 738 – 751.

• http://www.pearlwatersystems.com/Downloads.aspx

1. INSTRUMENTOS Y COMPONENTES

Para el desarrollo de la práctica se debe utilizar los siguientes elementos:

• Banco de bombas centrifugas serie - paralelo
• Pinza amperimétrica
• Cronometro
• Probeta de 1000 ml
• Balde aforado de 10 lt

1. EXPERIMENTO

Conecte el banco de bombas centrifugas (Fig. 1) a una fuente de energía de 110 v monofásica, y llene el depósito con al menos 20 litros de agua.

[pic 7]

Figura 1. Banco de bombas centrifugas serie - paralelo

Fuente: Elaboración propia

Configure las válvulas del  banco para que trabaje únicamente una de las dos bombas centrifugas.

Ubique la pinza amperimétrica en la bornera del motor eléctrico de la bomba para la realización de las mediciones eléctricas.

Encienda la bomba y permita que el aire interno en la tubería se desaloje. Después de ello inicie el ensayo cerrando la válvula de registro completamente y tome datos de voltaje y amperaje. Este será el primer dato a tomar.

Luego para aperturas parciales de la válvula de registro tome lecturas de voltaje, amperaje y caudal. La medición del caudal se realizara midiendo el tiempo que demora en completarse un volumen conocido con el cronómetro.

Bajo estas condiciones tome 4 mediciones más. Tenga en cuenta que la última lectura debe hacerse con la válvula de registro completamente abierta.

Consigne los datos en la siguiente tabla:

• Cálculos.

Para realizar los cálculos del laboratorio el primer paso es realizar las respectivas conversiones de presión y volumen ya que las unidades requeridas son diferentes a las obtenidas experimentalmente.

• Bar a Psi, Presión 1.

[pic 8]

              Presión 1.1.

[pic 9]

Se realiza este procedimiento con cada valor de presión obtenido.

• Kg/cm2 a Psi.

[pic 10]

Presión 2.1

[pic 11]

De igual forma se realiza este procedimiento con cada valor de presión obtenido.

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