informe de bomba (2).docx

Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin UniversitariaUniversidad Politcnica Territorial del Oeste de Sucre Clodosbaldo RussinPrograma Nacional de Formacin en Procesos QumicosCuman, Estado. Sucre

Practica Bomba

Profesor: Ing. Herlin Maestre

Integrantes: Malav, Mayela Mata, Jos A. Moreno, Armando Oropeza, Mariela C.I.: 20.347.057C.I.: 19.239.731C.I.: 20.993.547C.I.: 20.347.914

Cuman, Diciembre de 2014RESUMENEn la prctica realizada se ha estudiado el comportamiento de una bomba centrifuga mediante grficos, donde se midieron distintos parmetros como el caudal fijando alturas del rotmetro, intensidad de corriente, R.P.M. de la bomba, presin de succin y presin de descarga de dicha bomba; realizndose dos experiencias fundamentales, la primera variando el caudal que pasaba por las tuberas (apertura de la vlvula de compuerta) para la determinacin de las curvas caractersticas del montaje experimental como es la potencia al freno, potencia del fluido, altura manomtrica de la bomba y del sistema fijndose 3 distintas velocidades de la bomba, por otro lado, la segunda experiencia basada en el incremento del voltaje suministrado a la bomba para observar las leyes de similitud por medio de las R.P.M y la altura manomtrica alcanzada, potencia al freno y eficiencia. La cuales resultaron satisfactorias para la determinacin de las mismas y los objetivos de la prctica fueron alcanzados.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Analizar el funcionamiento de una bomba centrfuga a partir de sus Curvas Caractersticas y Leyes de Similitud.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar las Curvas Caractersticas de la bomba centrfuga para tres velocidades distintas de rotacin (H=f (Qv), Pb= f (Qv) y N= f (Qv)).

Verificar las Leyes de Similitud (grficamente).

Determinar grficamente el punto de rgimen.

Tablas de datos ExperimentalesTabla N. 1. datos experimentales Mnima 1056 RPM

#Lectura del rotmetro (mm)Intensidad de corriente (Amp)Presin de succin (Bar)Presin de descarga (Psi)Voltaje (V)

1400,93-0,0813,4599

2500,93-0,0813,2598

3600,92-0,0813,196

4700,92-0,0812,9597

5800,95-0,0812,896

6900,945-0,0812,5696

71000,945-0,0812,4596

81100,95-0,0812,2595

91200,95-0,081295

101300,95-0,0811,9995

Tabla N. 2. datos experimentales Mediana 1067 RPM

#Lectura del rotmetro (mm)Intensidad de corriente (Amp)Presin de succin (Bar)Presin de descarga (Psi)Voltaje (V)

1401,005-0,0814,5108

2501,005-0,0814,44108

3601,005-0,0814,25107

4701,01-0,0814,1107

5801,01-0,0813,95106

6901,01-0,0813,6106

71001,015-0,0813,45106

81101,015-0,0813,25106

91201,02-0,0813105

101301,03-0,0812,7105

Tabla N. 3. datos experimentales Mxima 1450 RPM

#Lectura del rotmetro (mm)Intensidad de corriente (A)Presin de succin (Bar)Presin de descarga (Psi)Voltaje (V)

1401,29-0,087,6134

2501,3-0,087,5135

3601,31-0,087,3135

4701,33-0,087,1135

5801,35-0,086,9135

6901,36-0,086,8134

71001,39-0,086,6134

81101,39-0,0796,4134

91201,4-0,0796133

101301,41-0,0795,75133

Tabla N. 4. datos experimentales lectura inicial 60 mm (rotmetro)

#Lectura (mm)VariadorIntensidad de corriente (A)Presin de succin (Bar)Presin de descarga (Psi)Voltaje (V)RPM

16020,91-0,073951032

2642,60,92-0,073,25981071

365,52,70,95-0,073,41011093

469,530,99-0,073,751041137

572,53,21,01-0,0741071164

6753,31,06-0,074,251101200

7783,41,1-0,074,51131237

8803,61,11-0,074,91161262

984,53,71,16-0,075,11191300

10863,81,19-0,075,41211317

Tabla N. 5. datos experimentales lectura inicial 100 mm (rotmetro)

#Lectura (mm)VariadorIntensidad de corriente (A)Presin de succin (Bar)Presin de descarga (Psi)Voltaje (V)RPM

110020,95-0,072,49951033

21052,80,98-0,072,6981071

310831,01-0,072,91011106

41153,21,03-0,073,11041141

51173,31,08-0,073,21071166

61233,41,11-0,073,51101203

71273,61,15-0,073,71131240

81303,81,19-0,073,91161273

91343,91,21-0,074,11191300

1013741,25-0,074,41211320

MUESTRAS DE CLCULOSCurvas caractersticas

Caudal Volumtrico.

Para lecturas menores que 64 mm:

Q= 0,022 + 0,0153(L) Ec.1Q= 0,022 + 0,0153 x (40mm)

Q= 0,634 m3/h 1h/3600s= 0,000176111 m3/s

Para lecturas mayores que 64 mm:

Q= 0,1377 + 0,0154(L) Ec.2Q= 0,1377 + 0, 0154 x (70mm)

Q= 1,2157 m3/h1h/3600s= 0,000337694 m3/sNota: Los dems valores se obtienen de forma anloga (Ver Tablas N 6, 7 y 8). Clculo de La Potencia de la Bomba.

Pb = V I x Cos(0) Ec.3

Dnde:V: Tensin de los bornes del motorI: Intensidad de corriente del motor

Velocidad de Rotacin a 1056 R.P.M.:

Pb = 99 v * 0,93 Amp x Cos(0)Pb = 92,07 watt

Nota: Los dems valores a distintas velocidades (1067 y 1450) r.p.m. con sus respectivos caudales se obtienen de forma anloga (Ver Tablas N 6, 7 y 8).

Clculo de la Velocidad de Descarga y Succin

Dnde:QV: Caudal VolumtricoU: VelocidadA: rea transversald: Dimetro del rea transversal


0,3475m/s

Nota: La velocidad de descarga y succin poseen el mismo valor (El dimetro de la tubera es el mismo) para las tres velocidades y se calcularon de manera anloga (Ver Tablas N 13 y 14).

Clculo de la Altura Manomtrica de la bomba.

Dnde:PS: Presin de SuccinPD: Presin de DescargaUS: Velocidad de SuccinUD: Velocidad de DescargaZS: Altura del punto de SuccinZD: Altura del punto de descargaWF: Energa que recibe el fluidohF: Perdidas por friccin (Es despreciable)

Como los dimetros de la succin y la descarga tienen el mismo dimetro; no se toma en cuenta las velocidades.


Nota: Los dems valores a distintas velocidades (1067 y 1450) r.p.m. con sus respectivos caudales se obtienen de forma anloga (Ver Tablas N 6, 7 y 8) Clculo de la Potencia Hidrulica (PF).

Pero:

Entonces:


Nota: Los dems valores a distintas velocidades (1067 y 1450) r.p.m. con sus respectivos caudales se obtienen de forma anloga (Ver Tablas N 6, 7 y 8).

Clculo de la Eficiencia de la Bomba.

Dnde:PF: Potencia Hidrulica PB: Potencia al Freno: Eficiencia de la Bomba


Nota: Los dems valores a distintas velocidades fijas (1067 y 1450) r.p.m. con sus respectivos caudales se obtienen de forma anloga (Ver Tablas N 6, 7 y 8).

B- CURVA DEL SISTEMA

Clculo de la Velocidad Final.

Dnde: QV: Caudal VolumtricoD: Dimetro tuberaUF: Velocidad Final

Altura del rotmetro de 60 mm:

Nota: Los dems valores a distintas alturas del rotmetro con sus respectivas velocidades de rotacin se obtienen de forma anloga (Ver Tablas N 13 y 14).

Clculo del Nmero del Reynols.

Dnde:

: Densidad del LquidodF: Dimetro FinalUF: Velocidad Final

: Viscosidad del Lquido

Altura del Rotmetro de 60 mm:


Clculo de las prdidas por contraccin.


Clculo de las prdidas por expansin.



Clculo de las prdidas por tramos rectos y accesorios.

Dnde:LeqTotal: longitud equivalente de tramo recto y las longitudes en metros de los accesorios (codo 90, t paso lateral, vlvula de compuerta, descarga a la atmosfera tanque salida borde afilado) Calculo de longitud equivalente de accesorios.Tramo Recto: Codo 90: T salida lateral: Salida de la tubera: Contraccin del tanque: borde afilado K = 0,5

Vlvula de compuerta:1. Lectura < 60 mm (vlvula semi abierta)

2. Lectura > 60 mm (vlvula abierta)

Longitud equivalente total:

Factor de friccin : (Material: Hierro Galvanizado; E/D = 0,0059)

Para lectura 60 mm:



Clculo de las prdidas totales.



Clculo de la altura manomtrica del Sistema.



C. LEYES DE SIMILITUD

Clculo del caudal.


Nota: Los dems valores a distintas alturas del rotmetro con sus respectivas velocidades de rotacin se obtienen de forma anloga (Ver Tabla N 10).

Verificacin del caudal.


Clculo de la altura manomtrica.



Verificacin de la altura manomtrica.


Clculo de la potencia de la Bomba.



Verificacin de la potencia de la bomba.

Nota: Los dems valores a distintas alturas del rotmetro con sus respectivas velocidades de rotacin se obtienen de forma anloga (Ver Tabla N 10). Para los clculos de mayor abertura (100 mm) se procedi de forma anloga (Ver Tabla N 11)

Determinacin del porcentaje de diferencia de las pendientes experimentales obtenidas de los grficos N =f (Qv), H = f (Qv) y Pb = f (Qv) con respecto a los valores tericos para la abertura menor (60 mm).

Para N =f (Qv):Segn el grfico 4 valor de la pendiente 0,6077 para una lectura de 60 mm.

Para H = f (R.P.M):Segn el grfico 5 valor de la pendiente 1,8622 para una lectura de 60 mm.

Para Pb = f (r.p.m):Segn el grfico 6 valor de la pendiente 2,1195 para una lectura de 60 mm.

Nota: Los porcentajes a la abertura mayor (100mm) se obtienen de forma anloga (Ver Tabla N 15).

Tablas de ResultadosTabla N. 9. Resultados lectura inicial 60 mm (rotmetro)

#Qv (m3/s)P S (Pa)P D (Pa)Altura bomba (m)Potencia al freno PbPotencia del fluido Pf% Eficiencia

12,61E-04-7000206852,9093647486,457,420143698,58316216

23,12E-04-700022408,753,0858406790,169,4049295910,4313771

33,18E-04-7000234433,1917262395,959,9276875710,3467301

43,36E-04-700025856,253,43879254102,9611,270915710,9468878

53,48E-04-7000275803,61526848108,0712,302507611,3838323

63,59E-04-700029303,753,79174441116,613,299125811,4057683

73,72E-04-700031027,53,96822034124,314,415516611,5973585

83,80E-04-700033785,54,25058184128,7615,796472912,2681523

94,00E-04-700035164,54,39176258138,0417,146912812,4216986

104,06E-04-7000372334,6035337143,9918,262267312,6830108

Tabla N. 10. Resultados lectura inicial 100 mm (rotmetro)

#Qv (m3/s)P S (Pa)P D (Pa)Altura bomba (m)Potencia al freno PbPotencia del fluido Pf% Eficiencia

14,66E-04-700017168,552,5493538490,2511,604614312,8582984

24,87E-04-7000179272,6270032596,0412,506902813,0225977

35,00E-04-700019995,52,83877437102,0113,870967813,5976549

45,30E-04-700021374,52,97995511107,1215,432407614,4066539

55,39E-04-7000220643,05054549115,5616,052902913,8914009

65,64E-04-700024132,53,26231661122,117,985177514,7298751

75,82E-04-700025511,53,40349736129,9519,332351114,8767611

85,94E-04-700026890,53,5446781138,0420,578607314,9077132

96,11E-04-700028269,53,68585885143,9922,014266715,2887469

106,24E-04-7000303383,89762997151,2523,767669315,7141615

Leyes de similitudTabla N. 11. Resultados Leyes de Similitud y Afinidad "lectura 60 mm"

NQ(m/s)Q(m/s) Leyes% ErrorH (m)H (m) Leyes% Error2Pb (m)Pb (m) Leyes% Error3

12,61E-042,9093647486,45

23,12E-042,71E-0415,14845943,085840673,133413561,5182446690,1696,62607056,69184872

33,18E-043,18E-040,002239843,191726233,213918660,6905099295,9595,83099040,124187

43,36E-043,31E-041,295570363,438792543,4538720,43659579102,96108,0104784,6759147

53,48E-043,44E-041,416202983,615268483,604051660,31122795108,07110,4704392,17292449

63,59E-043,59E-040,022404723,791744413,842351451,31708506116,6118,4104271,52894254

73,72E-043,70E-040,47590793,968220344,029173441,51279403124,3127,7214712,67885329

83,80E-043,79E-040,273842844,250581844,130238112,91372368128,76131,9897162,4469452

94,00E-043,92E-041,988532024,391762584,510413692,63060368138,04140,7449951,92191209

104,06E-044,05E-040,293747824,60353374,507375082,13336184143,99143,5265410,32290819

Tabla N. 12. Resultados Leyes de Similitud y Afinidad "lectura 100 mm"

#Q(m/s)Q(m/s) Leyes% ErrorH (m)H (m) Leyes% Error2Pb (m)Pb (m) Leyes% Error3

14,66E-042,5493538490,25

24,87E-044,83E-040,878687292,627003252,740365024,1367400596,04100,5807014,51448542

35,00E-045,03E-040,614948782,838774372,801508351,33021247102,01105,766743,55191084

45,30E-045,16E-042,734794842,979955113,02128651,36800614107,12112,0041984,36072746

55,39E-045,42E-040,565016863,050545493,111970951,97384441115,56114,3165951,08768505

65,64E-045,56E-041,541943033,262316613,24721960,4649212122,1126,9137753,79294957

75,82E-045,82E-040,042686093,403497363,466077131,80549285129,95133,7161422,81652001

85,94E-045,97E-040,442678693,54467813,587061761,1815704138,04140,60361,82328165

96,11E-046,07E-040,742192473,685858853,696636090,29154195143,99147,0109882,05494034

106,24E-046,21E-040,551808923,897629973,800142282,56536937151,25150,7384580,3393573

Curvas del sistemaTabla N. 13. Perdidas del sistema "lectura 60 mm"

#Velocidad (m/s)Reynolds Factor de FriccinPerdidas tramo recto Hf (m)Perdida por Contraccin (m)Perdida por expansin (m)Perdidas del sistema Hf (m)H sistema(m)

10,5153093716276,1510,037045020,302961725,14E-039,47E-030,317578810,40611315

20,615794719450,00040,036359570,424631877,34E-031,35E-020,445505430,53983281

30,6284581519849,97820,036286890,441391917,65E-031,41E-020,463132810,55826327

40,6622273620916,58550,036105030,48764518,49E-031,56E-020,511785190,60913714

50,6875542721716,5410,035978980,523823169,16E-031,69E-020,549845040,64893938

60,7086600222383,17060,035880010,554945499,73E-031,79E-020,582589480,68318576

70,7339869323183,12610,035767890,59346061,04E-021,92E-020,623115830,72557439

80,7508715323716,42980,035696860,619845181,09E-022,01E-020,650880480,75461688

90,7888618924916,36310,035546910,681280161,21E-022,22E-020,715535380,82225317

100,8015253525316,34080,035499730,702395131,24E-022,29E-020,737758960,84550325

Tabla N. 14. Perdidas del sistema "lectura 100 mm"

#Velocidad (m/s)Reynolds Factor de FriccinPerdidas tramo recto Hf (m)Perdida por Contraccin (m)Perdida por expansin (m)Perdidas del sistema Hf (m)H sistema(m)

10,9197175829049,46650,035115540,587797131,64E-023,02E-020,634359351,07948411

20,9619290930382,72570,034998860,640853921,79E-023,30E-020,691788291,17047862

30,98725631182,68120,034933130,673776961,89E-023,48E-020,727428761,22695146

41,0463521233049,2440,034790890,753772512,12E-023,91E-020,814039641,36419188

51,0632367233582,54770,034752850,777444662,19E-024,03E-020,839672491,40480983

61,1138905435182,45870,034644980,850637232,40E-024,43E-020,918935511,53041316

71,1476597536249,06610,034577830,901245372,55E-024,70E-020,973747551,61727273

81,1729866637049,02160,034529750,940153162,66E-024,91E-021,015890651,68405721

91,2067558638115,62890,034468470,993298922,82E-025,20E-021,073461,77528929

101,2320827738915,58440,034424511,034109632,94E-025,42E-021,11767081,84535271

Tabla N 15.- Porcentajes de diferencia de las pendientes experimentales obtenidas de los grficos N =f (Qv), H = f (Qv) y Pb = f (Qv) con respecto a los valores tericos para la abertura mayor (100 mm) y menor (60 mm).

Mayor abertura (100mm)Menor abertura(60mm)

N =f (Qv)16,2939,23

H =f (r.p.m)14,986,89

Pb = f (r.p.m)29,7129,35

Anlisis de los resultados En la primera experiencia de laboratorio se estudi las curva caractersticas de una bomba centrifuga, mediante la variacin de caudal y con un velocidad de rotacin fija de la bomba (1056, 1067 y 1045) r.p.m para cada corrida, causando que la altura manomtrica vayan disminuyendo a medida que se va aumentando el caudal, debido que la cada de presin en la bomba es directamente proporcional a la altura manomtrica (ver Grfico N. 1). Con respecto al comportamiento de la potencia de la bomba frente al caudal volumtrico (ver Grfico N. 2) se observ un comportamiento relativamente constante, esto se puede predecir considerando que la energa suministrada al fluido fue en aumento, al ir incrementando el caudal en el sistema tomando una tendencia casi sin cambio a lo largo de las corridas (mnimo, medio y mximo). Para el porcentaje de eficiencia versus el caudal volumtrico (ver Grfico N. 3), se observ el incremento de la eficiencia a medida que se aumenta el caudal, comprobndose la teora a pesar que son eficiencias bajas, ya que la bomba no fue fabricada para trabajar a voltajes bajos y bajas velocidades de rotacin (1056, 1067 y 1450)r.p.m.Con respecto a las leyes de similitud las aperturas de vlvulas (lectura de rotmetro 60mm y 100mm), con un porcentaje de error de las pendientes experimentales con respecto a las tericas estuvieron cercanas (ver Tabla N 15 y grficos 4, 5 y 6) El punto de funcionamiento de la bomba no se pudo determinar ya que las curva del sistema con respecto a la curvas caractersticas de la bomba no se interceptaron debido a las bajas velocidades de rotacin de y baja apertura de la vlvula, causando que la bomba funcione con baja eficiencia (ver Grafica N. 8), por lo tanto no se pudo estimar el mismo.

Conclusiones

La altura manomtrica (H) es directamente proporcional a la cada de presin que ocurre en el sistema. El comportamiento de la bomba a diferentes caudales con R.P.M fijos es aceptable. Las leyes de similitud se pudieron comprobar aunque arrojaron errores relativamente pequeos. La determinacin grafica de las leyes similitud se acerc a los valores de las pendientes tericas respectivamente. No se pudo determinar el caudal ptimo de operacin debido a que la curva del sistema y de los R.P.M utilizados no se cruzaron ya que no se alcanz una altura manomtrica deseada debido a los bajos voltajes utilizados.

Anexos y Grficos

Grfico N. 1

Grfico N. 2

Grafico N. 3

Grafico N. 4

Grafico N. 5

Grafico N. 6

Grafico N. 7

Grafico N. 8

Montaje experimental

Bibliografa

Mc. Cabe Smith, Operaciones Bsicas de Ingeniera Qumica Vol. I y II. Editorial Revert, Barcelona, 1973.

Perry y Otros, Manual del Ingeniero Qumico. Mc Graww Hill, New York, 1973.

Badger Banchero. Introduccin a la Ingeniera Qumica. 1era Edicin. Ediciones de Castillo S.A. Madrid, Espaa. 1964.

Documents

informe de bomba (2).docx