8/17/2019 Laboratorio de mecánica de fluidos N°1

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Presentación

En el laboratorio de mecánica de los fuidos aplicaremos los dierentesconocimientos adquiridos en la teoría, determinaremos dierentes parámetros, los

cuales con ayuda de instrumentos y equipos que nos ayudaran podremosexpresarlos en una lógica matemática más simple.

Para este ensayo aprenderemos las características y entenderemos eluncionamiento de una bomba hidráulica, que es muy usada en nuestra área.

Para la Ingeniería i!il una bomba hidráulica nos ayuda en el mane"o y distribucióndel agua en lugares donde la presión y el caudal no sean la su#ciente, como enedi#cios de gran altura.

En esta experiencia se reali$arán ensayos con una bomba hidráulica denominada%anco &idráulico de %ase ód. &'(.'). )e la cual recolectaremos datos paraobtener las cur!as características de esta bomba, pudiendo anali$ar así el

comportamiento y la infuencia de ciertas !ariables en su desempe*o.

1. Objetivos

onocer y aprender la importancia y el mane"o de una bomba hidráulica.

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+epresentar en cur!as características los resultados -ltura manomtrica /

audal0 obtenidos en esta experiencia.

2. Marco teórico

2.1 Que es una bomba hidráulica

  1as bombas son dispositi!os que se encargan de transerir energía a lacorriente del fuido impulsándolo, desde un estado de ba"a presión estática a otrode mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominadoimpulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada !oluta. Inicialmente laenergía es transmitida como energía mecánica a tra!s de un e"e, paraposteriormente con!ertirse en energía hidráulica. El fuido entra axialmente a tra!sdel o"o del impulsor, pasando por los canales de ste y suministrándosele energíacintica mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormentedescargar el fuido en la !oluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo laenergía cintica adquirida para con!ertirse en presión estática.

 

Figura 1. Bombas

Hidráulica

2.2 Bomba entri!uga

  2na bomba centríuga es una máquina que consiste de un con"unto de paletasrotatorias encerradas dentro de una ca"a o cárter, o una cubierta o cora$a. 3edenominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a laacción centríuga. 1as paletas imparten energía al fuido por la uer$a de estamisma acción. -sí, despo"ada de todos los re#namientos, una bomba centríugatiene dos partes principales4 50 2n elemento giratorio, incluyendo un impulsor yuna fecha, y 60 un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperasy chumaceras. En la #gura 6 se muestra una bomba centríuga.

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2." Funcionamiento

  El fu"o entra a la bomba a tra!s del centro o o"o del rodete y el fuido ganaenergía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia uera en direcciónradial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión ycintica, lo cual es debido a la orma de caracol de la !oluta para generar un

incremento gradual en el área de fu"o de tal manera que la energía cintica a lasalida del rodete se con!ierte en cabe$a de presión a la salida.

Figur a ".

Princi#io de !uncionamiento de una bomba centr$!uga

2.% Banco Hidráulico de Baseód. H&'.&(

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1a unidad &'(.') con sus equipamientos auxiliares ha sido dise*ada para permitiruna amplia gama de experiencias en la mecánica de los fuidos.

Particularmente es de construcción compacta y todas las super#cies mo"adas sonde material inoxidable a #n de permitir un uncionamiento seguro y duradero sinincon!enientes.

1a unidad es auto7su#ciente y no requiere más instalaciones que la alimentacióngeneral elctrica.

1a parte superior del banco posee un borde que impide caídas de agua.

2.%.1 aracter$sticas.

%omba4

7 audal 8áximo4 5.9 7 :.' m; .

8otor4

7 Potencia hasta 6(9? +P8.

7 -limentación monoásica 66?76:?@9?

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". Procedimiento *+#erimental  Primeramente encendimos la bomba y

graduamos las re!oluciones para la primera

parte del experimento, 56:: +P80

Fig.1 +egulando las re!oluciones del motor

  3eguidamente se abre ligeramente la !ál!ula de salida o en!ió de agua, de

manera que el sistema de medición del caudal reciba una cantidad adecuada de

agua para así poder determinar el caudal. cerramos la !ál!ula de descarga de

medición del cilindro para así traba"ar con presiones ba"as.  Posteriormente una !e$ que se haya estabili$ado el agua en el sistema medidor

de caudales, reali$amos la toma de datos, como son 4

  h,  - -ltura donde se estabili$a el agua en el sistema medidor de

caudales.

  Pm - Presión de en!ió o salida.  Pa - Presión de aspiración o ingreso.

  1uego abrimos o aperturamos un poco más la !ál!ula de en!ió o salida de agua

de tal manera que el caudal o el sistema de medición de caudales incremente su

altura, y se !uel!en a recolectar los datos.

3e reali$a el mismo procedimiento por una tercera y cuarta !e$ de tal

manera que se reali$a un

cuadro de recolección de

datos.

2na !e$ que se haya

tomado los datos para una

determinada re!olución del

motor y sus respecti!as

!ariaciones de caudal,

procedemos a repetir el

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mismo procedimiento para una re!olución de 5B=A +P8 y 6656 +P8 con sus

respecti!as !ariaciones de caudal.

Es así que tenemos las siguientes tablas con los siguientes datos4

+E@.H 56:: JI+>333

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 Hm= Pm− Pa

γ w∗10

5 [mdeH 2O ]

Para la tabla 54

¿=¿≫ H 1=0.15−0.08

9.81∗103 ∗10

5=0.71 [mdeH 2O ]

3eguidamente determinamos el caudal mediante la siguiente grá#ca4

0O3 omo se experimentó con la !ál!ula de descarga de medición del cilindrocerrada, entonces traba"aremos con presiones ba"as, lo cual implica que usemossolo la cur!a 5 de la grá#ca siguiente4

Para4 &q5H5A.6 cm H5A6 mm

Por lo tanto para &q5H5A6 mm, tendremos un K5H B.9 lt3

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 L-%1- FM=

3eguidamente reali$amos sus respecti!as gra#ca las cuales nos darán

reerencias para las conclusiones.

B.6 5?.9 5:.9 5B76

?

6

:

A

'

5?

?.B5 ?.:5 ?.5 7?.6

6.'96.99

6.6:5.(:

:.((:.A(

:.:(

:.6'

2+@- )E P+EP>F)E+-I>F )E -2)-1

Para 56:: +P8 Para 5B=A +P8 Para 6656 +P8

K lt3

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  3e reali$aron mediciones para obtener las cur!as características de la bomba

centriuga. En base a los grá#cos obtenidos y al análisis eectuado, es

posible concluir lo siguiente4  1a altura manomtrica &0 disminuye a medida que el caudal

K0 aumenta.  - causa del mal estado del indicador de presión mano!acuometro0 se

obtu!ieron datos que no nos dan las garantías para la experiencia.

4. Observaciones recomendaciones

  Esta experiencia nos ayudó a entender de me"or manera como uncionan las

bombas hidráulicas, así como tambin aprendimos a determinar parámetros

que nos ayudaran en la !ida proesional

  &aciendo uso de reerencias, aprendimos que existen dierentes tipos de

bombas y cada una de ellas con carateristicas muy especiales asi como consus propias ormulas y tablas para determinar las cur!as de preponderacion

de caudales.

  8i recomendación seria que me"oren el equipo para reali$ar una experiencia

la cual nos ayude a determinar con mayor precisión los datos que serán

necesarios para elaborar un proyecto con este tipo de equipos