UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica WJT/wjt

Transcripción

1 INGENIERIA CIVIL EN MECANICA LABORATORIO GENERAL II NIVEL 11 GUIA DE LABORATORIO EXPERIENCIA C223 CURVAS CARACTERÍSTICA DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

2 LABORATORIO DE BOMBA CENTRÍFUGA 1. OBJETIVO GENERAL Observar y experimentar el funcionamiento real de una Bomba Centrífuga, a través de sus curvas características. 2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2.1 Comprobación de la teoría de las bombas centrífugas: Curvas de Colina Leyes de Semejanza Número Específico y clasificación del Rodete de la Bomba Determinación del diámetro de salida (exterior) del rodete de la Bomba 2.2 Característica y punto de funcionamiento de la instalación. 2.3 Condiciones de servicio especiales: Cavitación. NPSH de la instalación Curvas características de la Bomba operando con un líquido diferente al agua, tanto la viscosidad como el peso específico. 3. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA Conocimiento de la instalación (esquema y físico). Organización del equipo de trabajo. Designación de tareas del Grupo. Variables y constantes a medir. Calibraciones. Puesta en servicio del equipo. Variables a medir durante los ensayos (referencia al esquema del anexo): o Presión (Pb) atmosférica (inicio y final de los ensayos) o Temperatura (Ta) del agua (inicio y final de los ensayos) o Temperatura (Tamb) ambiente (inicio y final de los ensayos) o Altura (hs) de succión (inicio y final de los ensayos) o Caudal (Q) o Presión de entrada (Pe) o Presión de salida (Ps) o Fuerza (F) 2

3 Realizar el conjunto de ensayos, al menos para 3 velocidades (RPM) de la Bomba, en el rango entre y RPM. Verificación de la consistencia de los valores medidos Detención y normalización de la instalación 4. INFORME Los plazos y presentación del informe, por parte de los alumnos, seguirán las pautas generales establecidas por la coordinación de laboratorios del DIMEC. En lo particular, el contenido del informe deberá contemplar los siguientes aspectos, en la presentación de los resultados: Tablas de valores medidos y calculados. Gráficos con las curvas características de la bomba. Curvas de colinas de la bomba. Curvas características de la bomba aplicando las leyes de semejanza. Punto de funcionamiento de la instalación para RPM, en base a las curvas característica de la bomba y de la instalación. Determinación del número específico de la bomba y clasificación del rodete de la misma. Determinación del diámetro de salida del rodete, en base a los resultados experimentales. Determinación del NPSH de la instalación para una velocidad de la bomba de RPM. Curvas características de la bomba para un líquido de viscosidad 75 centistokes y gravedad específica 0,9, en base a los resultados obtenidos trabajando con agua y una velocidad de la bomba de RPM. El detalle de los cálculos, información complementaria y otros antecedentes que desee aportar el alumno, deberán ir en un anexo o apéndice del informe. Especial relevancia tienen el análisis de los resultados, las conclusiones y la estimación de los errores de las mediciones, para determinar la incertidumbre global de los resultados. 5. BIBLIOGRAFÍA Máquinas Hidráulicas, autor Wilfredo Jara T. Fondo Editorial INFIM, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima Perú,

4 ANEXO BANCO DE ENSAYO BOMBA CENTRÍFUGA ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN PARA LOS ENSAYOS F Q RPM P s P e Pb, Tamb MOTOR CC BBA Ta, Agua hs TABLERO DE CONTROL Ve 4

5 Características de la Bomba Altura nominal Pie 100 Caudal nominal GPM 180 Velocidad nominal de succión RPM Diámetro exterior del rodete Pulg 5,5 Características del Motor Potencia HP 10 Voltaje Volt 240 Corriente Amp 38 Velocidad RPM 1500 a 4000 Instrumental Manómetro Bar 0 a 7 Tipo Bourdon Manovacuómetro Bar -1 a + 0,6 Tipo Bourdon Flujómetro m 3 /hora Digital Tipo electromegnético Dinamómetro Kg 0 a 30 Balanza Barómetro mmhg 600 a 820 Con termómetro. Marca E. Schiltknecht Ing. Termómetro C Digital 5

6 NOMENCLATURA UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE C Q C E C H Coeficiente de corrección del caudal por viscosidad Coeficiente de corrección del rendimiento por viscosidad Coeficiente de corrección de la altura por viscosidad D 2 mm Diámetro exterior (de salida) del rodete F Kg Fuerza en el dinamómetro g m/s 2 Aceleración de gravedad H m.c.a. Altura de la Bomba hs m Altura de succión (diferencia nivel líquido y el eje de la bomba) h me m Distancia del manovacuómetro al eje de la bomba J m.c.a. Pérdida de carga J e m.c.a. Pérdida de carga línea de succión K s 2 /m 5 Coeficiente relacionado con las pérdidas de carga de la instalación n RPM Velocidad de rotación n s Número específico N h HP Potencia hidráulica N HP Potencia mecánica en el eje de la Bomba NPSH m Net Positive Suction Head P e Bar Presión a la entrada de la Bomba P s Bar Presión a la salida de la Bomba P b mmhg Presión atmosférica P v psi Presión de vaporización Q m 3 /s Caudal T amb C Temperatura ambiente T a C Temperatura agua U 2 m/s Velocidad tangencial a la salida del rodete V e m/s Velocidad media en la sección de medida de P e Kg/m 3 Peso específico del agua r Kg s 2 /m 4 Densidad del agua h % Rendimiento de la turbina 6

7 FORMULAS Y CONSTANTES Referencia para la teoría de la experiencia, libro "Máquinbas Hidáulicas" autor Wilfredo Jara T., Fondo Editorial UNIFIM, Lima-Perú 1998 g 9, p 3,1416 Bar a mca 10,197 H = Ps / - Pe / N = F n / 2400 Iguales diámetros entrada y salida bomba. Manómetro y manovacuómetro ubicados a la misma cota. Nh = Q H / 76 h = N / Nh Q 1 / Q 2 = n 1 / n 2 H 1 / H 2 = ( n 1 / n 2 ) 2 N 1 / N 2 = ( n 1 / n 2 ) 3 Leyes de Semejanza Leyes de Semejanza Leyes de Semejanza ns = n (Q) 0,5 / (Hn) 0,75 (NPSH) Disp. = (P b - P v )/ - h s - J e (Selección de Bombas) NPSH D = (P b - P v + P e )/ + h me + V e 2 /2g (Ensayos en bombas) D 2 = 60 U 2 /p n U 2 = ( 2 g H ) 0,5 Curva real H = f(q) para Q=0 7