Bombas Centrifugas Jaz
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INSTITUTO POLITECNICO
NACIONAL
Escuela Superior De Ingeniería Química E Industrias Extractivas
Laboratorio de Flujo de Fluidos
Practica 2
“Bombas centrifugas y sus curvas características”
Profesora: Claudia Flores Castillo
Alumna: Fernández Salas Jazmín
Grupo: 2IV18 Equipo 2
Objetivo General:
Analizar el comportamiento hidráulico en un sistema de bombas en un sola unidad y con dos conectadas en serie y paralelo.
Objetivo Particular:
Obtener las curvas características de carga suministrada (H) contra la capacidad (Q), para cada bomba.
Obtener las curvas características de carga suministradas (H) contra capacidad (Q), para un acoplamiento en serie y paralelo.
MARCO TEORICO
Concepto de bombas
Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente convertirse en energía hidráulica. El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de éste y suministrándosele energía cinética mediante los álabes que se encuentran en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse en presión estática.
BOMBA CENTRIFUGA
Una bomba centrífuga es una máquina que consiste de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Así, despojada de todos los refinamientos, una bomba centrífuga tiene dos partes principales: (1) Un elemento giratorio, incluyendo un impulsor y una flecha, y (2) un elemento estacionario, compuesto por una cubierta, estoperas y chumaceras. En la figura 2 se muestra una bomba centrífuga.
FUNCIONAMIENTO
El flujo entra a la bomba a través del centro o ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.
PARTES DE UNA BOMBA CENTRIFUGA
Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.
Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil 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 así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.
Estoperas, empaques y sellos. la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través 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 centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.
Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
ESQUEMA DE POTENCIA PARA UNA BOMBA CENTRÍFUGA
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
Datos experimentales de la bomba centrifuga 1
Corrida PS1mmHg
PS1Kgf /Cm2
PD1Kgf /Cm2
TiempoS
MasaKg
1 0 0 2.5 0 02 60 0.081552
6322.00 50 30
3 160 0.217473684 1.8 31 304 250 0.339802632 1.6 23 305 280 0.380578947 1.4 23 306 370 0.502907895 1.2 18 30
Datos experimentales de la bomba centrifuga 2
Corrida PS2CmHg
PS2Kgf /Cm2
PD2Kgf /Cm2
TiempoS
MasaKg
1 0 0 2.4 0 02 1 0.01359 2.00 51 303 5 0.06795 1.8 32 304 7 0.09513 1.6 28 305 10 0.1359 1.4 22 306 12 0.16308 1.2 23 30
Datos experimentales de las bombas en serie
Corrida PS1 PS1 PD2 Tiempo Masa
mmHg Kgf /Cm2 Kgf /Cm2 S Kg1 400 0.5436842
12.4 0 0
2 460 0.62523684
2.2 1.41 30
3 480 0.65242105
2.0 50 30
4 500 0.67960526
1.8 40 30
Datos experimentales de las bombas en paralelo
Corrida
PS1mmHg
PS1Kgf /Cm2
PD1Kgf /Cm2
PS2CmHg
PS2Kgf /Cm2
PD2Kgf /Cm2
TiempoS
Masa
Kg1 0 0 2.4 0 0 2.4 0 02 100 0.1359
22 6 0.0815 2.0 20 30
3 180 0.24465
1.8 10 0.1359 1.8 16 30
4 260 0.35339
1.6 18 0.2446 1.6 12 30
Bomba centrifuga 1
Bomba
Centrifuga 2
Corrida
gasto masa(Gm)kg/s
Capacidad(Q)
l/min
Presion suministrada(Δp)
Kgf/cm2
Carga suministrada(H)m
Potencia
desarrollada
PKgf-m/s
Potencia
desarrolladaPHpHp
1 0 0 2.4 24 0 02 0.58823529
435.7227
9111.98641 19.8641 11.6847
6470.15366
8053 0.9375 56.9331
9841.73205 17.3205 16.2379
6880.21354
79
Corrida
gasto masa(Gm)kg/s
Capacidad(Q)
l/min
Presion suministr
ada(Δp)
Kgf/cm2
Carga suministr
ada(H)m
Potencia desarroll
adaP
Kgf-m/s
Potencia desarroll
adaPHpHp
1 0 0 2.5 25 0 02 0.6 36.07214
431.918447
3719.18447
3711.51068
420.1513786
93 0.96774193
558.18087
791.582526
3215.82526
3215.31477
080.2014067
894 1.30434782
678.41770
51.260197
3712.60197
3716.43735
70.2161700
845 1.30434782
678.41770
51.019421
0510.19421
0513.29679
630.1748681
126 1.66666666
7100.2004
010.697092
116.970921
0511.61820
180.1527926
69
4 1.071428571
65.0665124
1.50487 15.0487 16.1236071
0.21204391
5 1.363636364
82.8119249
1.2641 12.641 17.2377273
0.22669587
6 1.5 91.0931174
1.03692 10.3692 15.5538 0.2045503
Bombas en serie
Corrida
gasto masa(Gm)kg/s
Capacidad(Q)
l/min
Presion suministrada(Δp)
Kgf/cm2
Carga suministrada(H)m
Potencia
desarrollada
PKgf-m/s
Potencia
desarrolladaPHpHp
1 0 0 2.94368421
29.4368421
0 0
2 0.297029703
17.8574972
2.82523684
28.2523684
8.3917926
0.11036169
3 0.6 36.0721443
2.65242105
26.5242105
15.9145263
0.20929426
4 0.75 45.0901804
2.47960526
24.7960526
18.5970395
0.24457238
Bombas en paralelo
Corri gasto Capaci Presion Carga Potenci Potenci
ANALISIS DE GRAFICAS BOMBA 1 Y 2
En estas graficas se puede apreciar que el tiempo es
da masa(Gm)kg/s
dad(Q)
l/min
suministrada(Δp)
Kgf/cm2
suministrada(H)m
a desarro
lladaP
Kgf-m/s
a desarro
lladaPHpHp
1 0 0 2.4 24 0 02 1.5 90.1803
6072.10873
05321.0873
05331.6309
5790.41598
3353 1.875 112.725
4511.99027
89519.9027
89537.3177
3030.49077
0924 2.5 150.300
6011.89900
73718.9900
73747.4751
8420.62435
308
GRAFICAS
ANALISIS DE GRAFICAS BOMBA 1 Y 2
En estas graficas se puede apreciar que el tiempo es
0 20 40 60 80 100 1200
5
10
15
20
25
30
Bomba 1
Q (l/min)
H (m
)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
5
10
15
20
25
30
Bomba 2
Q (l/min)
H(m
)
Conclusiones
En ésta práctica se pudo observar el comportamiento hidráulico de una bomba trabajando sola, y de dos acopladas en serie y en paralelo, por lo que se puede decir que en los tres experimentos realizados se observó el mismo comportamiento en cada uno de los factores que intervienen el sistema de operación.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 30
5
10
15
20
25
30
Bombas en paralelo
Q (l/s)
H (m
)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5022
23
24
25
26
27
28
29
30Bombas en serie
Q (l/min)
H (m
)
ANALISIS BOMBA PARALELO
En esta grafica se puede apreciare para tener una mayor cantidad de agua bombeada (gasto masa) lo
más ideal es poner un sistemas de bombas en paralelo debido al que aumentaba la velocidad del
fluido.
ANALISIS BOMBA EN SERIE
En esta grafica podemos apreciar el incremento de la presión de nuestro bombeo cabe destacar en este caso no fue suficiente por lo tanto no nos permitió llegar a nuestra presión de descarga
De acuerdo a los cálculos realizados, el gasto masa y la capacidad de la bomba incrementan proporcionalmente al incremento del gasto volumétrico, es decir, entre mayor es la salida del fluido, (agua), el tiempo se reduce, en todas las lecturas de los datos experimentales, se tomaron los tiempos y las presiones de succión y de descarga. Por tanto, los valores de las presiones suministradas por la y las bombas se reducen si el gasto masa resulta mayor; cabe mencionar que en las bombas acopladas en serie la presión de descarga aumenta y es mayor a la de las bombas centrífugas trabajando por sí solas. La carga disminuía conforme al aumento del gasto masa, , es decir, el número de metros que ejercen una presión igual a la presión suministrada por la bomba.
El gasto líquido obtenido en las bombas acopladas en paralelo resultó mayor que en los otros dos experimentos, ya que dicho gasto es la suma de los gastos proporcionados por cada una de las bombas funcionando.
Finalmente al término de la práctica y realizando los cálculos pertinentes se pudo identificar la importancia de uso de las bombas, en donde, éstas juegan un papel muy importante en la industria ya que sirven para el manejo de fluidos a través de tuberías, diversos sistemas y conexiones, como ingenieros resulta muy importante el estudio de las mismas y de los factores que éstas incluyen, ya que gracias al conocimiento de las mismas se puede lograr un mejor manejo y así mismo incrementar las oportunidades de eficiencia en los procesos industriales.