BOMBAS HIDRÁULICAS. Práctica 2

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Ana Herrero Rubio
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1 Página 1/8 BOMBAS HIDRÁULICAS Práctica 2 Elaborado por: Revisado por: Autorizado por: Vigente desde: M.I. Alexis López Montes M.I. Alejandro Maya Franco Dra. Ma. del Rosio Ruíz Urbano

2 1. Seguridad en la ejecución Página 2/8 Peligro o Fuente de energía Riesgo asociado 1 Sala de Máquinas Peligro de caída en las rejillas 2. Objetivos de aprendizaje I. Objetivo general Observar e identificar las partes de las que está compuesta una bomba hidráulica, así como ver su funcionamiento II. Objetivo específico Determinar las curvas características de una bomba de flujo radial operando con diferentes condiciones de operación, así como el consumo de energía del motor y la eficiencia del sistema motor - bomba 3. Introducción y antecedentes Clasificación de las turbomáquinas Clasificación de las bombas centrífugas, según su impulsor Curvas características de una bomba Conceptos de potencia eléctrica, mecánica e hidráulica para una bomba Concepto de energía Concepto de eficiencia 4. Material y equipo Bomba radial Tacómetro Limnímetro de gancho (LMG-01-TA1) Manómetro de caratula (MAN-01-RADIAL y MAN-02-RADIAL) Watímetro (WATT-01-RADIAL)

3 Página 3/8 5. Desarrollo I. Actividad 1 1. Ver las partes de las que está compuesta una bomba de flujo radial, axial y mixta. Observar los diferentes impulsores con los que cuenta el laboratorio, y explicar los diferentes tipos de flujo que se presentan en ellos. Figura 1. Partes de una bomba de flujo radial Figura 2. Tipos de impulsores

4 Página 4/8 II. Actividad 2 En la instalación de la bomba de flujo radial: 2. Medir el nivel de la cresta N C, del vertedor triangular. N C = m 3. Encender el sistema de la bomba radial y abrir la válvula de descarga totalmente. 4. Establecer en el motovariador una velocidad angular Nm = 900 rpm. Registrar en la tabla 1 los valores siguientes: a) La potencia eléctrica del motor Pe, en kw b) La carga de presión en la succión h s, en cmhg c) La presión de descarga p d, en kg f /cm 2 d) El nivel de la superficie libre del agua N SA, del vertedor triangular, en m 5. Repetir el inciso 4 para tres aberturas de la válvula menores a la establecida en el punto 3 y para la válvula completamente cerrada. 6. Establecer la siguiente velocidad angular de acuerdo con la tabla 1 y repetir los incisos 4 y 5. N m [rpm] Tabla 1. Condiciones de operación de la bomba radial Abertura P e h s [kw] [cmhg] p d [kg f /cm 2 ] Abierta Cerrada Abierta Cerrada N SA [m]

5 Página 5/8 6. Obtención de las curvas características de la bomba y eficiencia del sistema motor-bomba. Curvas características de la bomba (Q H) 1. Para cada abertura de la válvula, calcular: a) El gasto Q, en m 3 /s, que circula por la bomba, mediante las lecturas tomadas en el vertedor triangular Q = Ch 5 2 donde: Q gasto del vertedor triangular, en m 3 /s C coeficiente de descarga igual a m 1/2 /s h carga sobre el vertedor, en m, h = N SA - N C N SA nivel de la superficie libre del agua en el vertedor triangular, en m nivel de cresta en el vertedor triangular, en m N C b) La presión p, en Pa, en las secciones de succión (s) y descarga (d). Considere la densidad del mercurio igual a 13,600 kg/m 3 c) La velocidad V, en m/s, en las secciones s y d. Considerar los siguientes diámetros: D s igual a m, y D d igual a m Q V A donde: A área hidráulica de la sección, en m 2 d) La carga de bombeo H B, en m. Las cargas de posición en la succión y la descarga son iguales. z s + p s ρg + V 2 s 2g + H B = z d + p d ρg + V 2 d 2g donde: densidad del agua, 1,000 kg/m 3 e) La potencia hidráulica P H que entrega la bomba, en kw, kg f m/s, HP y CV P H = ρgqh B

6 Página 6/8 f) Presentar en una tabla los resultados de los incisos anteriores. 2. Dibujar la curva característica de la bomba (Q H), con los valores de gasto y carga obtenidos en el punto anterior, para las dos condiciones de operación (figura 3). H [m] Q [m 3 /s] Figura 3. Curva característica (Q H) 3. Empleando las leyes de similitud, obtener la curva característica de la bomba (Q - H), correspondiente una velocidad angular del motovariador igual a 1000 rpm, tomando como base los valores obtenidos en el punto 1 para una velocidad angular de 900 rpm. Q pi Q mj = N m p N m m H pi = ( N 2 m p ) H mj N m m donde: Q p gastos que circulan por la bomba prototipo, en m 3 /s Q m gastos que circulan por la bomba modelo, en m 3 /s H p cargas proporcionadas por la bomba prototipo, en m H m cargas proporcionadas por la bomba modelo, en m N m-p velocidad angular del motovariador de la bomba prototipo, 1,000 rpm velocidad angular del motovariador de la bomba modelo, 900 rpm N m-m 4. Graficar en un mismo plano, la curva característica de la bomba (Q - H) de los puntos 2 y 3, para N m =1,000 rpm (figura 4), y compare ambas curvas.

7 Página 7/8 H [m] Sistema motor-bomba 5. Para cada abertura de la válvula, calcular: Q [m 3 /s] Figura 4. Curva característica (Q H), N m =1,000 rpm a) La potencia mecánica P mec que recibe la bomba, en kw, considerando una eficiencia de la bomba entre 46 y 51%. η B = P H 100 P mec b) La potencia eléctrica P e del motor de la bomba, en kw, considerando una eficiencia del motor entre 43.5 y 44.5%. Comparar la potencia eléctrica obtenida en éste punto con la registrada en la tabla 1. η motor = P mec P e 100 c) El consumo de energía E del motor de la bomba, en kwh, si ésta operó 5 horas continuas. E = P e t d) Presentar en una tabla los resultados de los incisos anteriores. 7. Conclusiones

8 8. Referencias bibliográficas Página 8/8 1. MATAIX C. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Editorial Harla, México. (1990). 2. CAFAGGI F. A., RODAL C. E. A., SÁNCHEZ H. A. Sistemas de Bombeo,, UNAM. (2011). 3. GARDEA V. H. Aprovechamientos Hidráulicos y de Bombeo, Editorial Trillas, México. (1992). 4. SOTELO A. G. Hidráulica General Vol.1 Editorial Limusa, México. (1990).

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