LABORATORIO DE TERMODINÁMICA. Gasto másico, potencia y eficiencia de una bomba.

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Domingo Morales Pérez
hace 5 años
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1 LABORATORIO DE TERMODINÁMICA Gasto másico, potencia y eficiencia de una bomba.

2 Qué se entiende por flujo másico? Es la cantidad de masa que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo. m =flujomásico. = densidad del fluido de trabajo. = sección transversal. V = velocidad de desplazamiento del fluido.

3 Qué es un fluido? Es una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de fuerzas cortantes. John J. Bertin. Qué es un volumen de control? Es una región elegida apropiadamente en el espacio. Generalmente encierra un dispositivo que tiene que ver con el flujo másico.

4 Qué es estado estable? Es un proceso en el cual las propiedades en cada punto del volumen de control se mantienen constantes con el tiempo.

5 Qué es régimen estacionario? Un sistema se dice que está en régimen estacionario si las propiedades del sistema son constantes con el tiempo en cualquier posición dentro de y sobre las fronteras del sistema.

6 Qué es régimen permanente? El régimen permanente se logra cuando las propiedades de toda la masa del sistema tienen el mismo valor.

7 Qué es Flujo laminar? Es el tipo de flujo bien ordenado y ocurre cuando las capas adyacentes del fluido se deslizan en forma suave una sobre otra y el mezclado entre las capas o láminas sólo se produce a nivel molecular.

8 De la primera ley de la termodinámica aplicada a sistemas abiertos.

9 donde: = energía en forma de calor que recibe o entrega el sistema. W = energía en forma de trabajo que recibe o entrega el sistema.

11 Bombas de Desplazamiento Positivo (BDP) En las bombas de desplazamiento positivo, la transferencia de energía al fluido es hidrostática. En esta transferencia, un cuerpo de desplazamiento, reduce el espacio de trabajo lleno de fluido y bombea dicho fluido a la tubería. El cuerpo de desplazamiento ejerce una presión sobre el fluido. Al aumentar el espacio de trabajo, este se vuelve a llenar nuevamente con fluido de la tubería.

12 Tipos de bombas A.- Alternativas Émbolo o pistón Diafragma B.- Rotativas 1.- Rotor Simple Paletas deslizantes Tubos Flexibles Tornillo 2.- Rotor Múltiple o Engranaje Lóbulo Tornillo

14 Bombas Dinámicas Las bombas dinámicas añaden simplemente cantidad de movimiento al fluido por medio de paletas o álabes giratorios. No hay volúmenes cerrados: el fluido aumenta su cantidad de movimiento mientras se mueve a través de pasajes abiertos, para convertir después su alta velocidad en incremento de presión al salir a través de un difusor.

15 Tipos de bombas por carga y descarga del fluido A.- Rotativas Centrífugas o de flujo de salida radial Flujo axial Flujo mixto B.- Diseños Especiales Bomba de chorro o eyector Bombas electromagnéticas para metales líquidos Actuadores (martinetes hidráulicos o neumáticos)

18 Cebar una bomba. Para cebar la bomba inicialmente el cuerpo es llenado manualmente con agua. Esta agua llega hasta el impulsor o voluta a través del orificio de cebado. La acción del impulsor produce un vacío constante en la entrada del mismo hasta que el agua sea succionada rápidamente a través de la válvula de retención existente en el cuerpo de la bomba, completando así el ciclo de cebado.

19 Purgar una bomba. Implica el llenado de fluido en todos los ductos del sistema de admisión expulsando el aire que había dentro. El cebado también se utiliza como sinónimo de purgado, lo que es lo mismo, eliminación de la burbujas de aire que se forman en el líquido por diferencia de presión.

20 Pichancha También conocida como válvula de pie, la pichancha regula eficientemente el flujo necesario de agua que requiere suministrar la bomba hacia un dispositivo. Su cierre perfecto permite mantener la columna de agua necesaria dentro de la tubería, para evitar el purgado de la bomba. La pichancha consta de una rejilla o canastilla que evita el paso de las partículas gruesas suspendidas en el agua, que podrían dañar la bomba, por lo que garantiza un suministro constante de agua.

21 = T = = Régimen permanente, estado estacionario

22 Suma de presiones = = 1 + = = = + + = +

23 1 2 = = 1 2 = ( ) [Pa]

24 Balance de masa [m/s] [m/s]

25 .. Balance de energía

26 Balance de energía [m/s] [m/s] [m/s]

28 Suma de presiones Bomba = + = + = + = + ( ) = + [Pa] 1 =

29 Balance de energía.. [J/s]

30 [m/s]

31 Eficiencia = ƞ = ƞ = Ẇ bombeo Ẇ ƞ = Ẇ Ẇ é ƞ = Ẇ Ẇ é FP = Factor de pérdida por acoplamiento (0.55)

32 Referencias Manuel Viejo Zubicaray y Javier Álvarez Fenández; Bombas: Teoría, diseño y aplicaciones, Limusa, tercera edición, Kenneth Wark., Termodinámica, Mcgraw Hill, sexta edición, 2001.

33 Elaborado por: Ing. Francisco González Pineda Revisado por: Jefe de Academia de Termodinámica: Ing. Martín Bárcenas Escobar Jefa de Academia de Laboratorios: Q. Antonia del Carmen Pérez León Jefa de Departamento de Física y Química: Q. Esther Flores Cruz Responsable de Laboratorio de Termodinámica: Ing. Alejandro Rojas Tapia Profesores: M. en I. Abraham Martínez Bautista M. en I. Omar de Jesús Pérez I.Q. Miriam Arenas Sáenz Ing. Ma. Guadalupe Pérez Hernández Ayudante de profesor: Miriam del Carmen Medina López

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