Laboratorio N° 6: Bombas centrífugas
LenoxzzEnsayo24 de Junio de 2023
2.363 Palabras (10 Páginas)64 Visitas
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
Laboratorio N° 6:
Bombas centrífugas
- Avalos Chávez Estefany
- Julián Alfaro Jimena
- Rodríguez Estrada Araceli
- Rodríguez Villalobos Jair
- Sánchez Alfaro Néstor
- Sánchez Ramírez Anthony
- Vargas Chávez Sergio
- Yzquierdo Azabache Mauricio (Coordinador)
Experiencia curricular: Laboratorio de Operaciones Unitarias I
Docente: Castillo Valdiviezo Ancelmo
Trujillo, 18 de enero de 2021
INDICE
Resumen 0
I. Introducción 1
II. Material y métodos 2
2.1. Material de estudio 2
2.1.1. Agua 2
2.1.2 Bomba Centrífuga 2
2.2. Método Experimental 3
2.3. Descripción del Equipo 4
2.4. Procedimiento Experimental 5
III. Datos Experimentales 7
IV. Resultados Experimentales 8
V. Discusión de Resultados 10
VI. Conclusiones 10
VII. Recomendaciones 11
VIII. Bibliografía 11
IX. Apéndices 11
Apéndice A. Carga total sobre la bomba 11
Apéndice B. Potencia 11
Apéndice C. Eficiencia 12
Apéndice D. Cavitación 12
Resumen
El análisis de este laboratorio se ubicó en una bomba centrífuga del laboratorio de operaciones unitarias usadas con frecuencia en procesos industriales por sus costos de operación, con el objetivo de determinar las curvas de la bomba que relacionan: la altura de caída del agua con el caudal (H vs. Q); la eficiencia de la bomba con el caudal (n vs. Q) y la potencia del agua con el caudal de la bomba (P vs. Q).
Mediante el procedimiento descrito en la teoría se hallaron los resultados de las siguientes ecuaciones, necesarias para cumplir con los objetivos del presente informe.
Estas fueron la altura de elevación de la bomba (HDT = HD – HS), la presión del fluido con la ecuación (Pfluido = g * H * Q * p), la eficiencia de la potencia de la bomba; así como el concepto previo del caudal de un fluido.
En conclusión, se logró trazar tres figuras que representan las características de la bomba mencionadas en relación al caudal de esta, cuyas ecuaciones de formación son y = -11733x + 26.315, y = -2E+07x2 + 39255x + 8.9014 y por último y = -147697x2 + 322.61x - 0.0303 correspondiendo a la altura de caída del agua con el caudal, la eficiencia de la bomba con el caudal y la potencia del agua con el caudal de la bomba. A su vez, considerando que la bomba centrífuga de 2800 RPM con un caudal establecido de 0.0014 m3/s se determinó de manera experimental serán: la altura, 9.85 m; la potencia, 0.13254 kW; su eficiencia 24.77%.
Introducción
Las bombas son máquinas hidráulicas donde se transfiere energía del rotor al fluido, produciendo una conversión de energía cinética de presión. Por su parte las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio que está sumergido en el líquido, también está compuesta por una cámara en forma de caracol que en su interior posee un disco central llamado rodete.
Este a su vez posee pequeñas aletas llamadas álabes. El líquido al chocar con las paredes de la cámara, disminuye su velocidad haciendo que se pierda energía. El líquido entra en la bomba cerca del eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión.
Las bombas centrífugas hacen parte de un grupo de máquinas denominadas bombas rotodinámicas, las cuales están caracterizadas por la existencia de un elemento impulsor el cual es movido por un eje que le transmite la potencia a dicho elemento. (Mataix C. 1987)
Como objetivos de esta práctica, se busca determinar las curvas características de una bomba centrífuga relacionando altura (H) y caudal (Q), eficiencia (η) y caudal, potencia (W) y caudal (Q).
Material y métodos
Material de estudio
Agua
Es una sustancia cuya molécula está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).
El agua líquida puede considerarse a efectos prácticos como incompresible, efecto que es aprovechado en las prensas hidráulicas; en condiciones normales, su compresibilidad abarca valores desde 4,4 hasta 5,1 × 10−10 Pa−1. Incluso a profundidades de 2 km, donde la presión alcanza unas 200 atm, el agua experimenta una disminución de volumen de solo un 1 %. (Fine, 1973)
2.1.2 Bomba Centrífuga
Las bombas centrífugas son aquellas que agregan energía al fluido cuando lo aceleran con la rotación de un impulsor. La figura 1 muestra la configuración básica de una bomba centrífuga de flujo radial, que es el tipo más común de bomba cinética.
El fluido se lleva al centro del impulso y después es lanzado hacia fuera por las aspas. Al salir del impulsor, el fluido pasa por una voluta en forma de espiral, donde baja en forma gradual y ocasiona que parte de la energía cinética se convierta en presión de fluido. (Mott R. 2006)
[pic 1]
Método Experimental
Las dos características de una bomba son la altura de elevación y el flujo volumétrico, entonces la altura de elevación se determina a partir de (1).
[pic 2] | (1) |
donde:
HDT: altura de elevación, [m]
Hd: altura de descarga, [m]
Hs: altura de succión, [m]
Para calcular la carga total sobre la bomba, se usa la siguiente ecuación
[pic 3] | (2) |
donde:
H: carga total sobre la bomba, [m]
Pl2: Presión del fluido en el punto 2, [bar]
Pl1: Presión del fluido en el punto 1, [bar]
Para la presente práctica, usaremos la siguiente ecuación para hallar la energía del fluido.
[pic 4] | (3) |
donde:
Pfluido: energía del fluido, [W]
g: aceleración de la gravedad, [m/s2]
H: carga total sobre la bomba, [m]
Q: flujo volumétrico, [m3/s]
ρ: densidad del fluido [kg/m3]
El valor de la NPSHA depende de la presión del vapor del fluido que se bombea, las pérdidas de energía en el tubo de succión, la ubicación del almacenamiento de fluido y la presión que se aplica a este. (Mott, R.,2006, p. 414). Esto se expresa a partir de la siguiente ecuación
[pic 5] | (4) |
donde:
hsp: Carga de presión estática (absoluta) sobre el fluido en el almacenamiento, [m]
hs: Diferencia de elevación desde el nivel del fluido en el depósito a la línea central de la entrada de succión de la bomba, [m]
...