Laboratorio Bombas

laboratorio bombas

Introducción.

Una necesidad muy antigua presentada en los distintos procesos productivos, fue la necesidad de transportar el agua de un lugar a otro, lo cual hizo que se comenzaran a idear diversos mecanismos para su solución, iniciando así, el desarrollo tecnológico de los sistemas de bombeo.

En la industria, uno de los problemas a resolver, es la adecuada selección y aplicación de una bomba, su reemplazo, ampliación de un sistema, la creación de un nuevo sistema de bombeo, entre muchas otras cosa que nos ayuda a trabajar de manera eficiente. Para esto debemos saber escoger la clase, tipo, capacidad y detalles de las bombas que van a pertenecer a nuestro sistema. La complicación que encontraremos al instalar un sistema de bombeo es que existe una gran la variedad de bombas útiles y tantas aplicaciones posibles para cada una de ellas, que van a dificultar la elección de una unidad específica.

En el presente informe se describirán los procedimientos realizados en el banco de pruebas de bombas, de manera tal, de obtener los valores de: velocidad de rotación, presión de aspiración, presión de descarga, fuerza y caudal, y así, determinar las curvas características de la bomba estudiada.

Objetivos

Analizar el comportamiento de una bomba centrífuga mediante curvas características.

Descripción del laboratorio.

El profesor realiza una breve descripción de la disposición y función de los equipos que conforman el banco de prueba de bombas.

Posteriormente, se verifica que todos los instrumentos estén en condiciones de operación, poniendo, especial atención, en que las válvulas de aspiración y de descarga estén completamente abiertas. Luego se pone en marcha el motor eléctrico de corriente continua, para esto es accionado a través de un equipo rectificador que permite trasformar la corriente alterna de la red en corriente continua. El motor es puesto en marcha lentamente hasta que alcanza la velocidad de régimen del ensayo, para esto se varía la corriente de alimentación. Una vez que la velocidad de giro del motor se estabilice en 3050 [rpm], se procede a medir los parámetros deseados. Al tener el motor a la velocidad deseada, se realizan lecturas de los distintos instrumentos: la fuerza medida por la balanza, a través del venturímetro se mide la presión diferencial producida por éste en la descarga de la bomba, el cual nos permitirá medir el caudal de agua bombeado, la presión de los manómetros, tanto en la aspiración como en la descarga de la bomba, en el estanque acumulador se encuentra un termómetro digital con el cual se registra la variación de temperatura del agua que es recirculada en el sistema.

Manteniendo la velocidad de giro del motor eléctrico lo más constante posible, se repiten las mediciones anteriores. Para obtener distintas condiciones de operación, se estrangula la descarga de la bomba a través de la válvula dispuesta en ésta. Este procedimiento se repite doce veces a velocidad constante, de manera de tener una cantidad de puntos suficientes para poder graficar, lo más fiel posible, la curvas característica de la bomba. Lo anterior se repite para velocidades de 2950 y 2850 [rpm], obteniendo sus curvas características respectivas.

Tubo Venturi

El tubo de Venturi es un elemento deprimógeno que genera variaciones de presión, siendo el caudal Q una función de dicha diferencia. Midiendo ésta se puede calcular el valor de Q. Consta de tres partes: una convergente, otra de sección mínima o garganta, y finalmente, una tercera parte divergente. La sección transversal del Venturi suele ser circular, pero puede tener cualquier otra forma. Se mide la diferencia de presiones entre la sección 1, aguas arriba de la parte convergente, y la sección 2, garganta del Venturi, utilizando un solo ma¬nómetro diferencial, o dos manómetros simples.

Este medidor es ideal como elemento deprimógeno en tuberías donde el flujo es continuo, porque produce depresión Δh grande, con un mínimo de perdidas.

Manómetro piezoeléctrico.

Los elementos piezoeléctricos (fig. 13) son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Dos materiales típicos en los transductores piezoeléctricos son el cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 1500ºC en servicio continuo y de 2300ºC en servicio intermitente.

Son elementos ligeros, de pequeño tamaño y de construcción robusta. Su señal de respuesta a una variación de presión es lineal y son adecuados para medidas dinámicas, al ser capaces de respuestas frecuenciales de hasta un millón de ciclos por segundo. Tienen la desventaja de ser sensibles a los cambios en la temperatura y de experimentar deriva en el cero y precisar ajuste de impedancias en caso de fuerte choque. Asimismo, su señal de salida es relativamente débil, por lo que precisan de amplificadores y acondicionadores de señal que pueden introducir errores en la medición.

Bombas centrífugas.

Las bombas centrífugas mueven un cierto volumen de líquido entre dos niveles; son pues, máquinas hidráulicas que transforman un trabajo mecánico en otro de tipo hidráulico. Los elementos constructivos que posee son:

a) Una tubería de aspiración, que concluye prácticamente en la brida de aspiración.

b) El impulsor o rodete, formado por una serie de álabes de diversas formas que giran dentro de una carcasa circular. El rodete va unido solidariamente al eje y es la parte móvil de la bomba. El líquido penetra axialmente por la tubería de aspiración hasta el centro del rodete, que es accionado por un motor, experimentando un cambio de dirección más o menos brusco, pasando a radial, (en las centrífugas), o permaneciendo axial, (en las axiales), adquiriendo una aceleración y absorbiendo un trabajo. Los álabes del rodete someten a las partículas de líquido a un movimiento de rotación muy rápido, siendo proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrífuga, de forma que abandonan el rodete hacia la voluta a gran velocidad, aumentando su presión en el impulsor según la distancia al eje. La elevación del líquido se produce por la reacción entre éste y el rodete sometido al movimiento de rotación; en la voluta se transforma parte de la energía dinámica adquirida en el rodete, en energía de presión, siendo lanzados los filetes líquidos contra las paredes del cuerpo de bomba y evacuados por la tubería de impulsión. La carcasa, (voluta), está dispuesta en forma de caracol, de tal manera, que la separación entre ella y el rodete es mínima en la parte superior; la separación va aumentando hasta que las partículas líquidas se encuentran frente a la abertura de impulsión; en algunas bombas existe, a la salida del rodete, una directriz de álabes que guía el líquido a la salida del impulsor antes de introducirlo en la voluta.

c) Una tubería de impulsión.- La finalidad de la voluta es la de recoger el líquido a gran velocidad, cambiar la dirección de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsión de la bomba. La voluta es también un transformador de energía, ya que disminuye la velocidad (transforma parte de la energía dinámica creada en el rodete en energía de presión), aumentando la presión del líquido a medida que el espacio entre el rodete y la carcasa aumenta.

Válvula

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² y temperaturas desde las criogénicas hasta

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