BOMBAS CENTRIFUGAS Y SUS CURVAS CARACTERISTICAS

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

FLUJO DE FLUIDOS

Prctica 5: BOMBAS CENTRIFUGAS Y SUS CURVAS CARACTERISTICAS

Alumno: MORENO GARCA AISLINN GABRIELA

Equipo: #6

Grupo: 2IM44

TURNO MATUTINO

3 de junio de 2015

1.0. INTRODUCCION1.1 DEFINICIONLas Bombas centrfugas tambin llamadas Rotodinmicas, son siempre rotativas y son un tipo debombahidrulicaque transforma laenerga mecnicade un impulsor. Una bomba centrfuga es una mquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o crter, o una cubierta o coraza. Se denominan as porque la cota de presin que creanes ampliamente atribuible a la accin centrfuga. Laspaletasimpartenenergaalfluidoporlafuerzade esta misma accin. Es aquella mquina que incrementa la energa de velocidad del fluido mediante un elemento rotante, aprovechando la accin de la fuerza centrfuga, y transformndola a energa potencial a consecuencia del cambio de seccin transversal por donde circula el fluido en la parte esttica, la cual tiene forma de voluta y/o difusor.

1.2. CLASIFICACINNumero de pasosBombas de un solo paso. Son aquellas en las cuales la carga dinmica total es desarrollada por un solo impulsor.Bombas de varios pasos. Son aquellas en las cuales la carga dinmica total es desarrollada por ms de un impulsor.

Tipo de succinBombas de succin simple. Son aquellas provistas de uno o ms impulsores de succin simple.Bombas de succin doble. Son aquellas provistas de uno o ms impulsores de succin doble.

Posicin de la flechaBombas horizontales. Son aquellas cuyaposicindelaflecha, normalmente es horizontal.Aplicaciones: Riego en general, Sistemas de incendio, Aire acondicionado.Bombas verticales. Son aquellas cuya posicin de la flecha, normalmente es vertical

Tipo de impulsorLas bombas pueden tener uno o dos impulsores abiertos, semiabiertos o cerrados.

Tipo de carcazaBombas con carcaza bipartida: La carcaza de la bomba puede estar bipartida horizontal o verticalmente sobre la lnea de centros de la bomba, o en cualquier otra direccin radial.Bombas de voluta: Son aquellas cuya carcaza est construida en forma de espiral o de voluta.Bombas de carcaza circular: Son aquellas cuya carcaza est construida de seccin transversal constante, concntrica con el impulsor.Bombas de difusor. Son aquellas provistas de un difusor

Materiales de construccinLas bombas centrfugas, pueden fabricarse de casi todos los metales comunes conocidos o de sus aleaciones, as como de porcelana, vidrio, cermica, materiales sintticos y otros.

Tipo de flujoFlujo radial: en el caso de los flujos bajos y altas presiones, la accin del rotor de la bombas es en gran medida radial.Flujo axial: desarrollan su columna por la accin de impulse o elevacin de las paletas sobre el lquido.Flujo mixto: las bombas de flujo mixto desarrolla su columna parcialmente por F centrifuga y parcialmente por el impulsor de los labes sobre el lquido. El dimetro, de descarga de los impulsores es mayor que el de entrada.

1.3. PARTES. Carcasa: Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la funcin de convertir la energa de velocidad impartidaal lquido por elimpulsor en energa de presin.Esto se lleva a cabo mediante reduccin de la velocidad por un aumento gradual del rea. Impulsores: Es el corazn de la bomba centrfuga. Recibe el lquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba. Anillos de desgaste: Cumplen la funcin de ser un elemento fcil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando as la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos. Estoperas, empaques y sellos: la funcin de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del lquido bombeado a travs del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba. Flecha: Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrfuga, transmitiendo adems el movimiento que imparte la flecha del motor. Cojinetes: Sirven de soportea la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relacin con laspartes estacionarias.Soportan las cargas radiales yaxiales existentes en la bomba. Bases: Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.

1.4. FUNCIONAMIENTO.El flujo entra a la bomba a travs del centro u ojo del rodete y el fluido gana energa a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia afuera en direccin radial. Esta aceleracin produce un apreciable aumento de energa de presin y cintica, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el rea de flujo de tal manera que la energa cintica a la salida del rodete se convierte en cabeza de presin.

1.5. ARREGLOS EN SERIE Y PARALELO.Sistema en SeriePara cualquier lectura en la operacin:1. La vlvula de compuerta antes de la bomba de doble impulsor deber permanecer totalmente cerrada.2. La vlvula de globo despus de la descarga de la bomba de un impulsor deber permanecer totalmente cerrada.3. La vlvula de globo que interconecta ambas bombas deber permanecer totalmente abierta.4. La vlvula de compuerta antes de la alimentacin de la bomba de un impulsor deber permanecer totalmente abierta.5. La vlvula de globo despus de la descarga de la bomba de doble impulsor hace variar el gasto de cero al total de acuerdo al valor que se requiere en la experimentacin. Esta vlvula es la generadora de los cambios en todas las variables.6. Todas las vlvulas del haz de tubos debern permanecer totalmente abiertas.

Sistema en ParalelosPara cualquier lectura en la operacin:1. Las vlvulas de compuerta instaladas antes de la alimentacin de cada bomba debern permanecer abiertas.2. La vlvula de globo que interconecta la descarga de la bomba de un impulsor y la alimentacin a la bomba de doble impulsor deber permanecer totalmente abierta.3. Las vlvulas de globo instaladas en las descargas de cada bomba debern permanecer totalmente abiertas.4. Las vlvulas de globo instaladas en el haz de tubos pueden ser variadas desde el cierre hasta la abertura total.5. Todas las vlvulas del haz de tubos debern permanecer totalmente abiertas.

2.0. DESARROLLO EXPERIMENTAL2.1 Diagrama de flujo

2.2 Diagrama de bloque2.2.1 Diagrama de bloque de la Bomba 12.2.2 Diagrama de bloque en serie

2.2.3 Diagrama de bloque en paralelo

2.3 Tabla de datos experimentales2.3.1 Tabla de datos de la bomba 1CORRIDAPS1 (Kgf / cm2)PD1 (Kgf / cm2)TIEMPO (s)MASA (Kg)

102.500

202.411225

302.26725

40.02722.14825

50.13623325

60.29911.82125

70.40791.541725

2.3.2 Tabla de datos en serieCORRIDAPS1 (Kgf / cm2)PD2 (Kgf / cm2)TIEMPO (s)MASA (Kg)

104.800

20.29913.32025

30.54382.41525

40.59822.11325

50.625421125

60.62541.71025

70.62541.7925

2.3.3 Tabla de datos en paraleloCORRIDAPS1 Kgf / cm2PD1 Kgf / cm2PS2 Kgf / cm2PD2 Kgf / cm2TIEMPO sMASA Kg

102.402.400

20.08162.10.09922.15825

30.19031.90.17671.82525

40.27191.70.25831.81925

50.29911.60.28551.81625

60.32631.60.31271.71425

70.35351.50.33991.651025

2.4. Secuencia de calculo2.4.1 Para la bomba 1Gasto masa

= 0.2232 0.3731 0.5208 0.7575 1.1904 1.4705 Capacidad de la bomba = 0.2232 0.3732 = 0.5209 0.7577 1.1907 1.4709 Presin suministrada por la bomba (incremento de presin en el lquido) = 2.5 2.4 2.2 2.0728 1.864 1.5009 1.1321 Carga suministrada por la bomba W = 0.001 = 2500 cm = 25 m 24 m 22 m 20.728 m 18.64 m 15.009 m 11.32 mPotencia hidrulica desarrollada por la bomba = 5.3568 8.2082 10.7951 14.1198 17.8667 16.646 Potencia de la bomba en caballos de fuerza (HP) * = 2.4.2 Para el arreglo de bombas en serieGasto masa

= 1.25 1.6667 1.9230 2.2728 2.5 2.7778

Capacidad de la bomba = 1.2503 1.6671 = 1.9236 2.2734 2.5007 2.7786 Presin suministrada por la bomba = 4.8 3.5991 2.9438 2.6982 2.6254 2.3254 2.3254 Carga suministrada por la bomba W = 0.001 = 4800 cm = 48 m 35.991 m 29.438 m 26.982 m 26.254 m 23.254 m 23.254 m

Potencia hidrulica desarrollada por la bomba = 44.9887 49.0633 51.8884 59.6681 58.1350 64.5944

Potencia de la bomba en caballos de fuerza (HP) * = 2.4.2 Para el arreglo de bombas en paraleloGasto masa = 0.4310 1 1.3157 1.5625 1.7857 2.5 Capacidad de la bomba = 0.4311 1.0003 = 1.3161 1.5629 1.7862 2.5007 Presin suministrada por la bomba = 2.4 2.1904 2.0335 2.0151 1.9923 1.9695 1.9217 Carga suministrada por la bomba W = 0.001 = 2400 cm = 24 m 21.904 m 20.335 m 20.151 m 19.923 m 19.695 m 19.217 m

Potencia hidrulica desarrollada por la bomba = 9.4413 20.335 26.5144 31.1296 35.1696 48.0425 Potencia de la bomba en caballos de fuerza (HP) =

2.5 Tabla de resultados2.5.1. Para la bomba 1CorridaGasto masa (Kg/s)Capacidad (Q) l/sp. suministrada (Kg/cm2)Carga suministrada (m)Potencia desarollada Kgf-m/sPotencia desarrollada (HP)

1002.52500

20.223214290.223220982.4245.357142860.07045257

30.373134330.373145522.2228.208955220.10795717

40.520833330.520848962.072820.72810.79583330.14197758

50.757575760.757598491.86418.6414.12121210.18571012

61.190476191.190511911.500915.00917.86785710.2349828

71.470588241.470632351.132111.32116.64852940.21894724

2.5.2. Para el arreglo de bombas en serieCorridaGasto masa (Kg/s)Capacidad (Q) l/sp. suministrada (Kg/cm2)Carga suministrada (m)Potencia desarollada Kgf-m/sPotencia desarrollada (HP)

1004.84800

21.251.250375113.599135.99144.988750.59165363

31.666666671.667166822.943829.43849.06333330.64523907

41.923076921.923654022.698226.98251.88846150.68239274

52.272727272.27340932.625426.25459.66818180.78470498

62.52.500750232.325423.25458.1350.76454188

72.777777782.778611362.325423.25464.59444440.84949098

2.5.3. Tabla de resultados para el arreglo de bombas en paraleloCorridaGasto masa (Kg/s)Capacidad (Q) l/sp. suministrada (Kg/cm2)Carga suministrada (m)Potencia desarollada Kgf-m/sPotencia desarrollada (HP)

1002.42400

20.431034480.431163832.190421.9049.441379310.12416496

311.000300092.033520.33520.3350.26742856

41.315789471.316184332.015120.15126.51447370.34869572

51.56251.562968891.992319.92331.12968750.40939107

61.785714291.786250161.969519.69535.16964290.46252111

72.52.500750231.921719.21748.04250.63181394

2.6. Grficas.

3 Analisis de resultado.3.1 Analisis de tabla y de grficaPara la tabla 2.5.1 podemos observer que el Gasto de masa es directamente proporcional a la capacidad, mientras la presin disminuye con cada corrida, al igual que la potencia desarrollada y la carga suministrada.Comparando la table y la grafica 2.5.1, podemos llegar a la conclusion de que el comportamiento resulto como lo esperado debido a que estas arrojan resultados que definen una proporcion similar.Para la tabla 2.5.2 (Conexin de bombas en serie), se puede analizar que cuando la potencia disminuye, la presin disminuye y esto genera un aumento en el gasto de masa al mismo tiempo que un incremento en la capacidad.Con base en lo dicho anteriormente podemos determinar con la grafica 2.5.2, la que nos muestra una conexin de bombas en serie, que hay una relacin entre carga y capacidad, asi mismo observamos que su proporcin es igual o similar en la table como en la grafica.Para la table 2.5.3. (Conexin de bombas en paralelo), se puede determiner que al haber un decremento en la potencia desarrollada, la carga y presin suministrada tambien se disminuyen, sin embargo, el gasto de masa y la capacidad aumentan. Como pudimos observer en la grafica 2.5.3 se muestra la relacin de una bomba de conexion en paralelo, hay una evidente proporcion en la carga suministrada y la capacidad, as mismo podemos comparar este comportamiento mediante los resultados adquiridos en calculo y que tenemos registrados en la tabla, como los resultados obtenidos en la grafica.Al momento de comparar las 3 graficas, se puede observer que a pesar de la proporcion similar, realmente la variacion entre las conexiones radica en la cantidad de carga disminuida y la cantidad de capacidad. En la tabla 2.5.1 hay una disminucin de carga media para poder encontrar un aumento de capacidad, mientras en la table 2.5.2 debe existir un decremento de carga considerable para poder mostrar un aumento en la capacidad y, finalmente, en la table 2.5.3 la disminucin de carga es minima cuando se empieza a mostrar la capacidad, pero la capacidad tambien aumenta muy poco. 4 ConclusinCon base en lo visto en clase, tuvimos los conocimientos bastos para poder desarrollar correctamente esta practica, ya que requeria que nostros aplicaramos de una manera experimental todos nuestros conocimientos acerca de la materia Flujo de Fluidos, especificamente en el tema Bombas Centrifugas y sus curvas caracteristicas).Dentro de laboratorio pudimos observer y analizar el comportamiento de la bomba centrifuga y comparamos las partes teoricas y experimentales, para poder forjar un criterio adecuado a lo que las industrias requieren y buscan en nosotros como futuros ingenieros.Otra parte importante de la practica fue tener la posibilidad de realizar diferentes conexiones y asi comparar diferentes comportamientos y mediante el analisis determiner que conexin nos servira en algn futuro laboral.Tambien hay que considerer los posibles errores operacionales ocurridos en la prctica, como por ejemplo en la anotacin de los datos ya que la aguja del manmetro y de la balanza oscilaban al momento de la lectura de los datos.Al empezar a aumentar la carga la suministrada, la capacidad va disminuyendo, en todos los casos (en serie y en paralelo) esta diferencia se pudo notar gracias al interval determinado que se dio anteriormente. Y lo mencionado anteriormente se puede observer en la grafica, ya que en todos los casos, al ir aumentando la capacidad las curvas van disminuyendo de carga.

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