caracterización del rendimiento de la bomba de doble

Caracterización del rendimiento de la bomba de doble diafragma accionada por

aire comprimido Graco Husky 515

NICOLAS EDUARDO DELGADO PARRA

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANCIA

BOGOTA D.C

2015

Caracterización del rendimiento de la bomba de doble diafragma accionada por

aire comprimido Graco Husky 515

NICOLAS EDUARDO DELGADO PARRA

Proyecto de grado para optar al título de Pregrado en Ingeniería Mecánica

Asesor:

Álvaro E. Pinilla S. PhD. M.Sc. Ing.

Profesor titular

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANCIA

BOGOTA D.C

2015

Agradecimientos

Quiero agradecerle a mi familia, a mi asesor Álvaro Pinilla, a Omar Rodríguez técnico del

laboratorio de fluidos y demás personas que me apoyaron y acompañaron durante la

realización de este proyecto.

Resumen

Las bombas de doble diafragma accionadas por aire comprimido, son un tipo de bomba que

tiene un gran potencial en la industria ya que al tener un amplio rango de materiales en las que

se puede fabricar, se pueden utilizar en aplicaciones corrosivas, abrasivas o de alta viscosidad,

entre otras. Es por esto que las industrias del petróleo y químicas son las que principalmente

pueden sacar provecho de esta tecnología.

Algunas de las ventajas de este tipo de bombas es que son autoce-bantes, puede manejar flujos

abrasivos, son adecuadas para instalaciones peligrosas y no presenta inconvenientes al operar

en seco o contra una válvula cerrada. Entre las desventajas se encuentra que se tiene una vida

limitada del diafragma, hay limitaciones de presión y presencia de flujos pulsantes.

Para las pruebas de rendimiento se utilizó la bomba Graco Husky 515 a la cual se le midió el

caudal y presión del fluido y consumo de aire, con los cuales se realizaron las gráficas de caudal

de fluido contra consumo de aire y de presión contra caudal del fluido para compararlas con las

reportadas por el fabricante.

Contenido

Agradecimientos .......................................................................................................................................... 3

Resumen ....................................................................................................................................................... 4

Índice de graficas .......................................................................................................................................... 6

Índice de ilustraciones ................................................................................................................................. 6

Índice de tablas ............................................................................................................................................ 6

Nomenclatura ............................................................................................................................................... 7

1. Introducción ......................................................................................................................................... 8

2. Definición del problema ....................................................................................................................... 9

3. Marco teórico ..................................................................................................................................... 10

3.1. Bomba de doble diafragma accionada por aire ............................................................................ 10

3.2. Medidor consumo de aire .............................................................................................................. 12

3.3. Trabajo, potencia y eficiencia ......................................................................................................... 13

4. Metodología ....................................................................................................................................... 15

4.1. Medidor volumétrico de consumo de aire ..................................................................................... 15

4.2. Transductor de presión .................................................................................................................. 17

4.3. Tanque de recolección ................................................................................................................... 18

5. Resultados .......................................................................................................................................... 19

6. Conclusiones ....................................................................................................................................... 24

7. Recomendaciones .............................................................................................................................. 25

8. Referencias ......................................................................................................................................... 26

9. Anexos ................................................................................................................................................ 27

Índice de graficas

Gráfica 1. Curva de la relacion entre la altura y volumne del tanque de medicion de consumo de

aire. ................................................................................................................................................16

Gráfica 2. Curva del funcionamiento del transductor de presión. ................................................17

Gráfica 3. Consumo de aire contra caudal de fluido de los datos suministrados por el fabricante

(líneas continuas) y datos experimentales (líneas dispersas). ......................................................20

Gráfica 4. Presión de salida contra caudal de fluido de los datos suministrados por el fabricante

(líneas continuas) y datos experimentales (líneas dispersas). ......................................................21

Gráfica 5.Curvas de eficiencia para las diferentes presiones de operación de la bomba. ...........22

Gráfica 6. Caudal de fluido para diferentes velocidades de ciclos ................................................23

Índice de ilustraciones

Ilustración 1. Curvas de operación suministradas por el fabricante. ..............................................9

Ilustración 2. Configuración de una bomba de doble diafragma (American National Standard

Institute, 2010). .............................................................................................................................10

Ilustración 3. Secuencia de operación de una bomba de doble diafragma (American National

Standard Institute, 2010). .............................................................................................................11

Ilustración 4. Esquema del Sistema de medición de consumo de aire (National Measurement

System, 2010). ...............................................................................................................................12

Ilustración 5. Medidor de consumo de aire. .................................................................................16

Ilustración 6. Transductor de presión. ..........................................................................................17

Ilustración 7. Sistema de medición de caudal. ..............................................................................18

Ilustración 8. Montaje de la bomba. .............................................................................................19

Ilustración 9. Medición de presión de suministro de aire y presión de salida del fluido. ............19

Ilustración 10. Dimensiones del diafragma. ..................................................................................22

Índice de tablas

Tabla 1. Caudal y presión del fluido y consumo de aire a 30 psi. .................................................27





Tabla 6. Eficiencia a 30 psi. ............................................................................................................28




Tabla 10. Eficiencia a 70 psi. ..........................................................................................................30

Nomenclatura

𝐴𝐸𝐹𝐹 Área efectiva de diafragma 𝑚𝑚2

𝐷 Volumen desplazado 𝑙/𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜

𝑑𝑑 Plato interno del diafragma 𝑚𝑚

𝑑𝐷𝑃 Plato externo del diafragma 𝑚𝑚

𝑔 Gravedad 𝑚

𝑠2

𝐻 Cabeza de presión 𝑚

𝐿 Carrera 𝑚𝑚

𝑛 Coeficiente politrópico

𝑝 Presión 𝑝𝑠𝑖 - 𝑃𝑎

𝑃𝐻 Potencia Hidráulica 𝑊

𝑃𝑁 Potencia Neumática 𝑊

𝑄 Caudal 𝑔𝑝𝑚 - 𝑚3

𝑚𝑖𝑛

𝑉 Volumen 𝑚3

𝑊 Trabajo 𝑁. 𝑚

𝜂 Eficiencia %

𝜌 Densidad 𝑘𝑔

𝑚3

1. Introducción

La necesidad de las sociedades de abastecerse de agua ha generado el diseño de numerosos

dispositivos mecánicos para el transporte de agua, conocidos hoy en día como bombas. La

variedad en los diseños de las actuales bombas, está fundamentado en la necesidad de

adaptarse a los requerimientos que las diferentes aplicaciones requieran, como presión,

temperatura, tipo de fluido, entre otros.

Introducidas hace más de 50 años las bombas de doble diafragma accionadas por aire

comprimido, han tenido un auge en los últimos años por el gran número de aplicaciones en las

que puede ser aplicada además porque es una alternativa a las ampliamente conocidas bombas

centrifugas.

Las bombas de doble diafragma operadas por aire comprimido, a pesar de no ser siempre la

primera opción a la hora de escoger un sistema de bombeo, han tenido un alto impacto en

industrias como la química, la minera, la construcción o en procesamiento de comida o manejo

de aguas residuales por ejemplo. La diversidad de campos de acción donde se puede aplicar

este tipo de bombas se debe que entre sus características principales se encuentra que estas

son auto-cebantes, pueden operar en seco sin daño alguno y no requieren de electricidad. Ya

que opera totalmente por aire comprimido pueden usarse en aplicaciones donde no hay

disponibilidad de electricidad o donde no debería ser usada, como en ambientes peligrosos o

explosivos.

2. Definición del problema

La realización de este proyecto se hace con el objetivo de caracterizar el rendimiento de las

bombas de accionamiento neumático de doble diafragma, en este caso en particular la bomba

Graco Husky 515, ya que se han encontrado incoherencias con la información suministrada por

el fabricante.

Ilustración 1. Curvas de operación suministradas por el fabricante.

Para la comprobación de los datos de la bomba se utilizó la información provista Instituto

Nacional Americano de Estándares; ANSI por sus siglas en inglés; en el documento “American

National Standard for Air-Operated Pump Tests”, el cual especifica cada uno de los parámetros

involucrados en la operación de este tipo de bombas y propone el tipo y forma en que se

deben realizar las pruebas para obtener resultados reproducibles y no dar lugar a

malentendidos entre el fabricante y el comprador o usuario por los resultados que puedan

llegar a obtener.

Además de seguir estos estándares, fue necesario encontrar la instrumentación adecuada para

la correcta medición de los parámetros requeridos para caracterizar la bomba. Ya que el

problema del flujo pulsante en este tipo de bombas impide el uso de instrumentos de medición

instantánea, por esto se optó por la utilización de mecanismos que midieran a lo largo del

tiempo para obtener un estimado del comportamiento en este lapso y no en un solo instante.

Finalmente aparte de la comprobación necesaria, se complementó la información con la

eficiencia de operación de la bomba para los diferentes puntos de operación.

3. Marco teórico

3.1. Bomba de doble diafragma accionada por aire

Las bombas operadas por aire son una clase de bombas de desplazamiento positivo donde una

membrana flexible junto con válvulas de cheque se usa para mover líquido a través de las

cámaras de bombeo. Tienen una gran versatilidad al poderse operar con una gran variedad de

líquidos entre los que se pueden encontrar químicos, productos farmacéuticos, pinturas, lodos,

o aguas residuales entre otra gran cantidad de productos.

Las bombas de diafragmas tienen unas características particulares. Estas son auto-cebantes,

pueden operar indefinidamente en seco, cuando operan contra una válvula cerrada no

consumen energía. El consumo de aire en este tipo de bombas es proporcional al flujo del

producto bombeado, cuando no consumo de aire el caudal es cero, mientras que cuando se

tiene el máximo consumo de aire el caudal es también máximo.

Uno de los principales problemas que genera el uso de esta bomba es el flujo pulsante

generado por la acción reciprocante del sistema que utiliza para el bombeo del fluido.

Ilustración 2. Configuración de una bomba de doble diafragma (American National Standard Institute, 2010).

En la operación de estas bombas se da un ciclo de aspiración e impulsión del fluido, en el que

se presenta el llenado y vaciado respectivamente de las cámaras de bombeo. Estas cámaras

están divididas por los diafragmas los cuales por un lado están en contacto con el fluido y por el

otro con el aire comprimido.

El aire que llega a una de las cámaras por medio del sistema de distribución aplica una presión

sobre el líquido forzándolo a salir por la descarga de la bomba. Mientras tanto, y ya que los

diafragmas están conectado por medio de una barra, la otra cámara es despresurizada

generando un efecto de succión que logra llenar la cámara con nuevo fluido. Este proceso se

repite creando el ciclo de movimiento reciprocante que mantiene el flujo a través de la bomba.

Ilustración 3. Secuencia de operación de una bomba de doble diafragma (American National Standard Institute, 2010).

3.2. Medidor consumo de aire

El sistema de medición de consumo de aire se realizó basándose en sistema de campana o “bell

prover” como se conoce en inglés. Este es un sistema de calibración de dispositivos para medir

flujo. Consiste en una campana o cilindro abierto en el fondo el cual se sumerge en un baño de

líquido y por medio de una polea es soportado por un contrapeso para poder desplazarlo

fácilmente y medir el volumen de aire.

Ilustración 4. Esquema del Sistema de medición de consumo de aire (National Measurement System, 2010).

Ya que este en un principio es un sistema de calibración, se utiliza para proveer un flujo de aire

conocido, en el que un volumen fijo determinado por la geometría del cilindro es vaciado a

través del dispositivo que se quiere calibrar en un tiempo determinado.

La medición del consumo de aire se basa en este mismo principio pero funcionando de modo

inverso, en este caso se mide el tiempo que se tarda en llenar la campana.

3.3. Trabajo, potencia y eficiencia

La eficiencia de la bomba está dada por la relación entre la potencia de salida y la potencia de

entrada, las cuales son hidráulica y neumática respectivamente.

𝜂 =𝑃𝐻

𝑃𝑁

Ecuación 1. Eficiencia de la bomba.

La potencia hidráulica, está definida como se observa en la Ecuación 2.

𝑃𝐻 = 𝜌𝑔𝑄𝐻 Ecuación 2. Potencia de un fluido.

La cual se puede simplificar como en la Ecuación 4. A partir de la definición de presión de la

Ecuación 3.

𝑝 = 𝜌𝑔𝐻 Ecuación 3. Presión de un fluido.

𝑃𝐻 = 𝑝𝑄 Ecuación 4. Potencia de un fluido simplificada.

Con respecto al flujo de aire en la bomba, se tiene que es un flujo másico al ser un sistema

abierto, y aunque al ser un proceso cíclico no satisface ninguna de las condiciones de flujo

estacionario; las cuales son volumen, masa y energía del volumen permanecen constantes

durante el proceso; se puede tratar como tal ya que las propiedades del fluido varían de

manera periódica con el tiempo se analizan como un valor promedio en el tiempo. El trabajo

para proceso de este tipo está definido por la Ecuación 5.

𝑊 = − ∫ 𝑉𝑑𝑝

Ecuación 5. Trabajo de un flujo estacionario.

Ya que el proceso de expansión del aire es un proceso politrópico el cual está dado por la

Ecuación 6, el trabajo neumático del proceso es como se muestra en la Ecuación 7. En la cual el

estado 1 representa el estado de compresión y el estado 2 el estado atmosférico.

𝑝𝑉𝑛 = 𝑐𝑡𝑒 = 𝑝1𝑉1𝑛

Ecuación 6. Proceso politrópico.

𝑊𝑁 = − ∫ 𝑉𝑑𝑝

2

1

=𝑛

𝑛 − 1𝑝1𝑉1 [(

𝑝2

𝑝1)

𝑛−1𝑛

− 1]

Ecuación 7. Trabajo del proceso politrópico.

Como la potencia está definida como el trabajo por unidad de tiempo, la potencia neumática

que se le suministra a la bomba se puede determinar a partir de la Ecuación 7, dando como

resultado la ecuación

𝑃𝑁 = ∫ 𝑄𝑑𝑝

2

1

=𝑛

𝑛 − 1𝑝1𝑄1 [(

𝑝2

𝑝1)

𝑛−1𝑛

− 1]

Ecuación 8. Potencia neumática.

4. Metodología

Para la caracterización de la bomba objeto de estudio se siguió la guía establecida por el

Instituto Nacional Americano de Estándares “ANSI” por sus siglas en inglés, para la realización

de las pruebas que darían como resultados las curvas características de la bomba. En este

estándar se encontró lo siguiente:

En el numeral 10.6.4 de Prueba Mecánica, la cual es un requerimiento del documento, se

establece que la bomba debe ser probada para monitorear la apropiada operación, y que no

hallan fugas, vibraciones o ruidos anormales.

El numeral 10.6.5 de Pruebas de Rendimiento se determina que se deben medir la presión de

descarga, el caudal y el consumo de aire. Este tipo de prueba se realiza con el fin de establecer

la conformidad con los criterios publicados por el fabricante.

4.1. Medidor volumétrico de consumo de aire

Para la medición del consumo de aire de la bomba se precisó de un sistema de medición

acumulativo, debido a que durante el funcionamiento de la bomba, por sus características de

funcionamiento presenta un flujo pulsante que impiden realizar mediciones instantáneas

confiables.

Para la construcción de este sistema se requirieron dos recipientes, el principal de volumen

conocido (campana), ya que en este es donde se almacenara al aire consumido por la bomba, y

el otro lo suficientemente grande para que pueda contener al mencionado anteriormente en su

totalidad.

Para la medición del volumen de aire consumido por la bomba en la campana del sistema, esta

fue sometida con antelación a un proceso de calibración ya que la geometría al no ser

perfectamente cilíndrica el volumen contenido no varía perfectamente lineal con la altura del

recipiente. Por esto durante el proceso el recipiente se fue llenando con un volumen conocido

de agua, en este caso litro por litro, donde en cada paso se midió la altura del nivel de agua

respecto al fondo del depósito.

Ilustración 5. Medidor de consumo de aire.

Con esta información se realizó la Gráfica 1 donde se relaciona el volumen contenido en la

campana de acuerdo a la altura del nivel del fluido

Gráfica 1. Curva de la relacion entre la altura y volumne del tanque de medicion de consumo de aire.

y = 0,0048x2 + 0,8258x + 0,1046R² = 1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Vo

lum

en [

l]

Altura [cm]

Relación Altura - Volumen del Tanque Campana

4.2. Transductor de presión

La medición de la presión de salida del fluido bombeado también se vio afectada por el

fenómeno de flujo pulsante relacionado con la naturaleza de la bomba, por esto fue necesario

remplazar el manómetro instalado inicialmente por el transductor de presión OMEGADYNE

PX209-100G5V para poder determinar la variación de presión en el tiempo en que es

bombeado. Debido a que este instrumento arroja datos de voltaje es necesario convertirlos a

unidades de presión, por esto se realizó una prueba de funcionamiento a partir de la cual se

obtuvo la Gráfica 2 para determinar su comportamiento cuando se alimenta con 5 voltios.

Ilustración 6. Transductor de presión.

Gráfica 2. Curva del funcionamiento del transductor de presión.

y = 23,234x - 1,3714R² = 0,9994

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Pre

sió

n [

psi

]

Voltaje [V]

Curva Transductor de Presión 5V

4.3. Tanque de recolección

El caudal de fluido de la bomba se midió con la ayuda del banco hidráulico Armfield F1-10, ya que este

cuenta con un sistema medición volumétrica, en el que se mide el volumen de agua bombeada en un

intervalo de tiempo. Este tipo de medición ayudo a evitar el inconveniente mencionado anteriormente

del flujo pulsante, por el que no es factible utilizar un flujometro u otro tipo de dispositivo de medición

instantánea.

Ilustración 7. Sistema de medición de caudal.

5. Resultados

Para la adquisición de datos se realizó el montaje que se muestra en la Ilustración 8, en el cual se

midió la presión y consumo de aire comprimido y el caudal y presión de salida del fluido.

Ilustración 8. Montaje de la bomba.

Ilustración 9. Medición de presión de suministro de aire y presión de salida del fluido.

Para la adquisición de datos fue necesario manipular dos de las variables mencionadas

anteriormente, las cuales para este caso fueron la presión del aire y el caudal del fluido, ya que

al controlarlas es posible registrar el cambio en el consumo de aire y la presión de salida del

agua para cada configuración establecida.

Esta toma de datos se realizó al fijar la presión del aire comprimido suministrado e ir variando

el caudal de salida del fluido, con lo cual se obtuvieron los siguientes resultados.

Gráfica 3. Consumo de aire contra caudal de fluido de los datos suministrados por el fabricante (líneas continuas) y datos

experimentales (líneas dispersas).

En la Gráfica 3 se puede observar los datos suministrados por el fabricante para caudal de

fluido y el consumo de aire para 3 presiones de funcionamiento diferentes, 40, 70 y 100 psi, las

cuales están representadas por las líneas continuas. Igualmente se presentan los datos

obtenidos experimentales para las presiones de 30 a 70 psi en intervalos de 10 psi. A partir de

esto se pudo corroborar la información del fabricante, ya que como se puede identificar en los

datos de referencia 40 y 70 psi los datos experimentales se aproximan bastante a las curvas

presentadas por el fabricante, también porque las demás presiones siguen un comportamiento

similar. A pesar de esta semejanza se encontró que el caudal máximo que entregó la bomba es

de alrededor de la mitad al reportado en las instrucciones de la bomba y esto es debido a que

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Co

nsu

mo

[m

3 /m

in]

Caudal [gal/min]

Consumo de Aire

F-100 psi

F-70 psi

F-40 psi

70 psi

60 psi

50 psi

40 psi

30 psi

el sistema de suministro de aire solo fue capaz de entregar hasta cerca de la mitad del caudal

máximo reportado en las especificaciones.

Gráfica 4. Presión de salida contra caudal de fluido de los datos suministrados por el fabricante (líneas continuas) y datos

experimentales (líneas dispersas).

La Gráfica 4 muestra la presión de salida de fluido en cada caudal, para cada una de las

presiones tanto experimentales como las reportadas por el fabricante. En este apartado no se

encuentra tanta similitud entre esta información ya que como se mencionó anteriormente el

flujo de aire no suplía la bomba hasta su máximo potencial, además porque su medición fue

oscilatoria por la naturaleza del flujo generado en la bomba. A pesar de esto se observa que

tiene un comportamiento coherente en el que a mayor presión de entrada de aire se logra una

mayor presión de salida de fluido.

La Gráfica 5 muestra la eficiencia para los diferentes puntos de operación en los que se probó la

bomba, a partir de estos resultados se puede evidenciar que para caudales bajos es más

eficiente operar la bomba a bajas presiones, y a pesar del rango en que se operó la bomba

también se puede observar que para el suministro de mayores caudales la eficiencia aumenta

con la presión de accionamiento.

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Pre

sió

n S

alid

a [p

si]

Caudal [gal/min]

Presión de Salida del fluido

F-100 psi

F-70 psi

F-40 psi

70 psi

60 psi

50 psi

40 psi

30 psi

Gráfica 5.Curvas de eficiencia para las diferentes presiones de operación de la bomba.

Finalmente se determinó la capacidad de bombeo real por ciclos de la bomba, por lo que fue

necesario estimar el volumen entregado por la bomba en cada ciclo como se ilustra en la

Ecuación 10, en la cual las dimensiones utilizadas se referencian en la Ilustración 10.

Ilustración 10. Dimensiones del diafragma.

𝐴𝐸𝐹𝐹 =𝜋 [

(𝑑𝑑 + 𝑑𝐷𝑃)2 ]

2

2

Ecuación 9. Área efectiva del diafragma.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 7

Efic

ien

cia

[%]

Caudal [m3/min]

Eficiencia

70 psi

60 psi

50 psi

40 psi

30 psi

𝐷 = 𝐴𝐸𝐹𝐹 × 𝐿 Ecuación 10. Volumen desplazado por ciclo

De acuerdo al esquema del diafragma (Ilustración 10) las dimensiones de los diafragmas

utilizados en la bomba son.

𝑑𝑑 = 44.8 𝑚𝑚 𝑑𝐷𝑃 = 115.82 𝑚𝑚

𝐿 = 22.6 𝑚𝑚

A partir de estas y como se puede observar en la Gráfica 6 el volumen que desplaza la bomba

por cada ciclo es de 0.0302 galones.

Respecto al valor suministrado por el fabricante de 0.04 galones por ciclo, la bomba realmente

bombea alrededor del 75% del volumen en cada ciclo.

Gráfica 6. Caudal de fluido para diferentes velocidades de ciclos

y = 0,0302x R² = 1

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250

Cau

dal

[m

^3/m

]

Ciclos [CPM]

Ciclos de bombeo

6. Conclusiones

La utilización de los valores promedio de los datos registrados conlleva a un error que hace que

los datos suministrados por el fabricante no coincidan con los medidos como en el caso de la

presión de salida del fluido.

La operación a las presiones más altas es la que mayores inconvenientes y errores puede

presentar, ya que por la presión interna en la bomba, parte del aire suministrado salía por las

válvulas de alivio y la caída de presión en la red de aire provoca un suministro irregular.

Las bajas eficiencias obtenidas se pueden deber a la dificultad de poder suministrar a la bomba

los requerimientos para su correcta funcionamiento a lo largo de rango de operación.

El volumen bombeado por ciclo es directamente proporcional al número de ciclos realizados

por la bomba pero tiene un error del 25% respecto al reportado en el manual de la bomba.

7. Recomendaciones

Para la utilización de este tipo de bombas en una aplicación determinada con parámetros

especificados, antes de la instalación es necesario comprobar que se le puede suministrar el

trabajo necesario entiéndase como presión y/o caudal de aire para su correcta operación.

Si se desean suprimir los flujos pulsantes es necesario la instalación de dispositivos que

mitiguen este efecto, como el caso de los amortiguadores de pulsos.

8. Referencias

American National Standard Institute. (13 de Julio de 2010). American National Standard for

Air-Operated Pumps for Nomenclature, Definitions; Application, and Operation. Nueva

Jersey, Estados Unidos: Hyderaulic Institute, Inc. (Ubicación biblioteca: 621.69 A526A

2010)

American National Standard Institute, I. (Junio de 2010). American National Standard for Air-

Operated Pump Tests. Nueva Jersey, Estados Unidos: Hydraulic Institute, Inc. (Ubicacion

biblioteca: 621.69 A526 2010)

Burton, J., & Loboguerrero, J. (1999). Bombas rotodinamicas y de desplazamiento positivo.

Bogota: Universidad de Los Andes.

Cengel, Y., & Boles, M. A. (2011). Termodinámica. Mexico: McGraw Hill.

Graco Inc. (Enero de 2015). Accionadas por aire Bombas de diafragma . 3A1958ZAD.

Minneapolis, Minnesota, Estados Unidos.

Henry, D. (2006). Selecting air-operated double diaphragm pumps. World Pumps, 26-28.

National Measurement System. (2010). The calibration of flow meters. Glasgow.

World Pumps. (1999). Understanding and selecting air operated diaphragms pumps. World

Pumps, 48-52.

9. Anexos

Presión línea [PSI]

Caudal Fluido [gpm]

Presión Salida

Fluido [PSI]

Consumo Aire [m^3/min]

30

5,523 0,142 0,149

4,078 8,986 0,125

3,495 12,832 0,108

2,226 17,033 0,077

1,621 18,453 0,068

1,280 20,860 0,057

0,759 25,168 0,040

0 0 0 Tabla 1. Caudal y presión del fluido y consumo de aire a 30 psi.


Caudal Fluido [gpm]

Presión Salida

Fluido [PSI]


40

5,870 2,202 0,205

5,032 7,033 0,187

4,204 16,110 0,166

3,108 20,453 0,132

2,382 24,648 0,107

1,264 29,078 0,081

0,522 31,735 0,036



Caudal Fluido [gpm]

Presión Salida

Fluido [PSI]


50

6,653 4,612 0,259

5,729 8,144 0,236

4,953 15,726 0,224

4,064 23,693 0,194

3,355 26,135 0,180

2,671 29,216 0,151

0,423 41,916 0,055



Caudal Fluido [gpm]

Presión Salida

Fluido [PSI]


60

6,660 8,413 0,307

5,562 14,950 0,282

4,892 18,225 0,257

3,718 31,193 0,219

3,028 33,850 0,203

2,130 36,658 0,168

0,767 49,003 0,076



Caudal Fluido [gpm]

Presión Salida

Fluido [PSI]


70

6,550 7,957 0,332

5,856 14,657 0,315

5,480 21,889 0,304

5,053 24,764 0,287

4,249 29,014 0,267

2,130 38,593 0,193

0,861 52,131 0,110



Potencia Hidráulica

[W]

Potencia Neumática

[W]

Eficiencia [%]

30

0,341 456,123 0,075

15,941 382,804 4,164

19,509 330,107 5,910

16,494 236,782 6,966

13,009 209,458 6,211

11,618 173,717 6,688

8,315 124,204 6,694

- - 0 Tabla 6. Eficiencia a 30 psi.



[W]

Potencia Neumática

[W]

Eficiencia [%]

40

5,622 1034,518 0,543

15,395 941,780 1,635

29,462 838,437 3,514

27,651 667,798 4,141

25,536 538,413 4,743

15,988 407,522 3,923

7,209 179,007 4,027




[W]

Potencia Neumática

[W]

Eficiencia [%]

50

13,347 1852,000 0,721

20,295 1686,530 1,203

33,882 1601,475 2,116

41,887 1385,241 3,024

38,136 1285,653 2,966

33,941 1082,192 3,136

7,719 390,163 1,978




[W]

Potencia Neumática

[W]

Eficiencia [%]

60

24,372 2882,258 0,846

36,168 2646,010 1,367

38,783 2408,228 1,610

50,446 2048,609 2,462

44,582 1906,044 2,339

33,971 1572,617 2,160

16,354 708,554 2,308




[W]

Potencia Neumática

[W]

Eficiencia [%]

70

22,671 3872,915 0,585

37,336 3679,926 1,015

52,175 3554,745 1,468

54,434 3350,047 1,625

53,631 3120,260 1,719

35,765 2253,275 1,587

19,534 1284,194 1,521


caracterización del rendimiento de la bomba de doble

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