Curvas Caracteristicas De La Bomba 100/200 De La Facultad De Ingenieria Mecanica

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ





CÁTEDRA : LABORATORIO DE TERMOHIDRAULICA II

CATEDRÁTICO : ING. MARIO HUATUCO GONZALES

ALUMNO : ZORRILLA ROJAS, José.

SEMESTRE : VIII

2008

RESUMEN

El comportamiento hidráulico de un determinado modelo de bomba viene especificado en sus curvas características que representan una relación entre los distintos valores de caudal proporcionado por la misma con otros parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la potencia absorbida y el NPSH requerido. Estas curvas, obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas, son facilitadas por el fabricante a una velocidad de rotación determinada. Se trata curvas extraídas a partir de series estadísticas y que, por tanto, están sujetas a unas determinadas tolerancias.

El punto de diseño de una bomba lo constituye aquel en el que el rendimiento es máximo.
El punto de funcionamiento de una bomba va a estar determinado por la intersección de la curva característica de la conducción o de la red con la curva de carga (curva caudal-altura manométrica) de la bomba.
La curva característica es de la bomba 100/200 Hidrostal que se encuentra en el laboratorio de Termohidráulica de la facultad de ingeniería mecánica, dicha curva se realizó por el método porcentual.



INTRODUCCIÓN

El presente informe muestro la experimentación que llevé acabo en las instalaciones del laboratorio de Termohidráulica de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional del Centro del Perú.
El ensayo consistió en analizar el funcionamiento de la bomba centrifuga 100/200 Hidrostal con la que cuenta nuestro laboratorio, los datos fueron en base a la simulación de la regulación del caudal, con el fin de obtener la curva característica de la bomba por el método porcentual.


MARCO TEORICO

Las prestaciones de una bomba centrífuga se pueden evidenciar gráficamente por medio de una curva característica que, normalmente, tiene datos relativos a la altura geodésica total, a la potencia efectiva del motor, a la eficiencia, al NPSHr y al nivel positivo, informaciones indicadas en relación con la capacidad de la bomba.

Cada bomba centrífuga se caracteriza por su particular curva característica, que es la relación entre su caudal y su altura de elevación. Esta representación gráfica, o sea, la trasposición de esta relación en un gráfico cartesiano, es la mejor manera para conocer qué caudal se puede obtener a una determinada altura de elevación y viceversa.

En este caso específico, la curva consiste en una línea que parte de un punto (equivalente a cero caudal /máxima altura de elevación) y que llega hasta el final de la curva con la reducción de la altura de elevación aumentando el caudal.



Cotejo curvas


Curva general

PRINCIPIOS DE HIDRÁULICA


Bomba centrífuga: Bomba que aprovecha el movimiento de rotación de una rueda con paletas (rodete) inserida en el cuerpo de la bomba misma. El rodete, alcanzando alta velocidad, proyecta hacia afuera el agua anteriormente aspirada gracias a la fuerza centrífuga que desarrolla, encanalando el líquido en el cuerpo fijo y luego en el tubo de envío.
Bomba sumergida: La bomba sumergida es una bomba con ejes verticales, proyectada para alcanzar grandes profundidades debido al largo de su tubo aspirador. No se tiene que confundir con la bomba sumergible que se caracteriza porque está dotada de un motor de sello hermético sumergido en el mismo líquido que se bombea.
Caudal: Cantidad de líquido (en volumen o en peso) que se debe bombear, trasladar o elevar en un cierto intervalo de tiempo por una bomba: normalmente expresada en litros por segundo (l/s), litros por minuto (l/m) o metros cúbicos por hora (m³/h). Símbolo: Q.

Altura de elevación: Altura de elevación de un líquido: el bombeo sobreentiende la elevación de un líquido de un nivel más bajo a un nivel más alto. Expresado en metros de columna de líquido o en bar (presión). En este último caso el líquido bombeado no supera ningún desnivel, sino que va erogado exclusivamente a nivel del suelo a una presión determinada. Símbolo: H.

Curva de prestaciones: Especial ilustración gráfica que explica las prestaciones de la bomba: el diagrama representa la curva formada por los valores de caudal y de altura de elevación, indicados con referencia a un determinado tipo de rodete diámetro y a un modelo específico de bomba.

Bajo nivel: Especial instalación de la bomba, colocada a un nivel inferior al de la vena de la cual se extrae el agua: de esta manera, el agua entra espontáneamente en la bomba sin ninguna dificultad.

Cebado: Llenado de la bomba o de la tubería para quitar el aire presente en ellas. En algunos casos, se pueden suministrar, también, bombas auto cebadas, o sea, dotadas de un mecanismo automático que facilita el cebado y por lo tanto la puesta en marcha de la bomba, lo cual sería imposible de otra manera, y además muy lento.

Cavitación : Fenómeno causado por una inestabilidad en el flujo de la corriente. La cavitación se manifiesta con la formación de cavidad en el líquido bombeado y está acompañada por vibraciones ruidosas, reducción del caudal y, en menor medida, del rendimiento de la bomba. Se provoca por el pasaje rápido de pequeñas burbujas de vapor a través de la bomba: su colapso genera micro chorros que pueden causar graves daños.

Pérdidas de carga: Pérdidas de energía debidas a la fricción del líquido contra las paredes de la tubería, proporcionales al largo de éstas. También son proporcionales al cuadrado de la velocidad de deslizamiento y variabilidad en relación con la naturaleza del líquido bombeado. Cada vez que disminuye el deslizamiento normal del fluido movido representa una posibilidad de pérdidas de carga como los bruscos cambios de dirección o de sección de las tuberías.
Para lograr en la bomba un correcto dimensionamiento, la suma de tales pérdidas se debe agregar a la altura de elevación prevista originariamente.

Sello mecánico: Sello mecánico para ejes rodantes. Usado en todos los casos en que no se puede permitir goteo alguno externo de líquido. Está compuesto por dos anillos con superficie plana, una fija y otra rodante: las dos caras están prensadas juntas de manera que dejan sólo una finísima película hidrodinámica formada por líquido que se retiene para que funcione como lubricante de las partes que se deslizan.

Viscosidad: Se trata de una característica del fluido bombeado: representa su capacidad de oponerse al desplazamiento. La viscosidad varía según la temperatura.
Peso específico: Cada fluido tiene una densidad característica.
El agua, que se usa como término de comparación, convencionalmente tiene un peso específico (o densidad) de 1 (a 4°C y a nivel del mar). El peso específico representa el valor usado para comparar el peso de un cierto volumen de líquido con el peso de la misma cantidad de agua.

CALCULOS PARA HALLAR LA ALTURA DEL SISTEMA

Altura del sistema(Hsist )



_ HALLANDO EL NÚMERO DE REYNOLDS

NR= V*D/v
Donde:
V=

NR = ……………………………………………………….(1)
_ HALLANDO f

f= ………………………………………………..(2)
=0.001 mm...………. Tablas

V= 1.15 (10-6) m/s……….. viscosidad cinemática

HALLANDO LAS PERDIDAS ( )
h1 = … perdida en la entrada o aspiración


h2= …..válvula de compuerta
f= 0.017
k= 0.136
h2=214.993*

h3= ………codos de 90 (3)
f= 0.017
k= 0.51
h3=2418.671*

h4= ………….codo de 45
f=0.017
k= 0.272
h4=429.986*

h5= …. reducción o contracción repentina
k= (1-D1/D2) = 0.19
h5=464.687*

h6= ……….codo de 90 (2)
D=0.1015
f= 0.018
k=0.54
h6=26410379*

h7 = … perdida en la conducción



h8 = … perdida en la conducción (D= 0.1015)



H9 = … válvula de pie
k=2.5
h9=3952.077*

Hr= h1 +h2 +h3+ h4+ h5+ h6+ h7+ h8+ h9






…… ecuación de la altura del sistema

1. Calculo de la altura útil (H):

PE= -40kPa
PS=180 kPa







2. Calculo de la Pa (KW): (Pot. De accionamiento)

Considerando:


kw

3. Eficiencia ( ):
P=Potencia útil


…………. Ecuación en función de caudal de la potencia
………. Ecuación en función de caudal de la eficiencia

VARIACION DEL CAUDAL POR EL METODO PORCENTUAL:

CUADRO DE DATOS
VARIACION % Q (m3/s) Hsist. POT. EFIC.
100 0,0320 23.4031 7.0400 0.69751
90 0,0288 20.1011 6.3360 0.77502
80 0,0259 17.3389 5.7024 0.86113
70 0,0233 15.1860 5.1322 0.95681
60 0,0210 13.4178 4.6189 1.06312
50 0,0189 11.9526 4.1570 1.18125
40 0,0170 10.7502 3.7413 1.31250
30 0,0153 9.7742 3.3672 1.45833
20 0,0138 8.9921 3.0305 1.62037
10 0,0124 8.3291 2.7274 1.80041



CURVA CARACTERISTICA H-Q



CURVA CARACTERISTICA P-Q



Conclusiones

• El rodete de la bomba es de forma cerrado, no tiene corona directriz, de dirección radial al eje, curvado hacia atrás, de giro antihorario, tiene una chaveta para el ajuste, perno de seguridad en sentido contrario al movimiento, el número de albes es de siete.

• Los datos de la potencia, eficiencia y altura del sistema fueron calculados en función de caudal.

• Se notó un desgaste en la bomba centrifuga 100/200, se encontró oxidación en todos sus componentes y cavitación en algunas partes de los alabes en especial ala salida.

• Se hizo un cambio de la empaquetadura de la prensa stop, para el buen funcionamiento de la bomba.

• Se noto que la segmentación esta mal hecha

RECOMENDACIONES

• Instalar una válvula de retención para evitar el golpe de ariete.

• Hacer el mantenimiento y reparaciones usando el métodos adecuados como el Mantenimiento Productivo Total ( TPM ) o el BSC.


BIBLIOGRAFIA

 Claudio Mataix : Mecánica de Fluidos Y Máquinas Hidráulicas.
 Pedro Fernandez Diez : Bombas Centrifugas
 Catalogo de hidrostal
 www.construaprende.com.pe