Trabajo mecanica de fluidos bomba.

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Contenido

Notación        

Resumen del trabajo        

Procedimientos:        

Introducción        

Enunciado del problema:        

Hipótesis:        

Objetivos:        

Cuerpo        

Marco teórico:        

Resolución del ejercicio:        

Calcular el caudal y la potencia requerida por la bomba:        

¿Al caudal de operación, se produce cavitación en la bomba?        

¿Cuál es el caudal máximo que se puede bombear sin cavitación?        

Conclusión        

Bibliografía        

Anexos        

Notación

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Resumen del trabajo

En los ejercicios de bomba, generalmente, buscamos obtener el caudal de operación, por lo tanto, en nuestro trabajo también debemos encontrarlo, como también determinar la potencia requerida por la bomba y saber si cavita o no, si es así debemos determinar el caudal máximo al que pudiese operar sin cavitar.

Procedimientos:

1. Escribir todos los datos y cambiar unidades si es necesario ()[pic 19]
2. Enumerar el punto de partida, entrada de la bomba y punto de salida.
3. Obtener la rugosidad relativa ().[pic 20]
4. Formular la hipótesis.
5. Hacer Balance energía 1-2 para dejar como incógnita  y ,  de tal forma que se podrá adquirir con la fórmula de  y .[pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]
6. Con el valor de  y la rugosidad relativa, se utilizará el diagrama de Moody para obtener el valor de [pic 25][pic 26]
7. Tabular los valores de  (Tabla 1).[pic 27]
8. Luego se procede a realizar un Gráfico 1 en el cual se realizan dos ajustes polinomiales de orden dos para encontrar las curvas que más se aproximan al comportamiento de la carga útil de la bomba y H.
9. Intersectando los dos ajustes anteriormente obtenidos, se obtiene el caudal de operación de la bomba.
10. La potencia requerida por la bomba se obtiene trazando una línea recta desde el caudal de operación hasta la curva de “Potencia absorbida” y desde la intersección perpendicular hacia la escala de potencia figura 2.
11. Para saber si se produce cavitación en la bomba se debe sacar  con el caudal de operación en la bomba, si este se ubica sobre la curva del  la bomba no cavitara.[pic 28][pic 29]
12. Luego para poder determinar el caudal máximo que puede bombear sin cavitación se debe determinar  en función del caudal y el coeficiente de fricción de Darcy Tabla 2 luego, con los datos entregados por la hoja de prestaciones de la bomba (Anexo 1) y se realiza un Gráfico 2 al cual se le aplican dos ajustes polinómicos (de orden 2) para determinar las funciones que mejor describen las curvas de .[pic 30][pic 31]

Introducción

En este trabajo, se realizará de forma clara el procedimiento para el desarrollo del ejercicio propuesto por el profesor utilizando la bomba indicada (F40/250B). Es importante considerar  que las bombas son máquinas hidráulicas que añaden energía a un fluido, así como también ayudan a transportarlo de un lugar a otro, sin embargo éstas se ven afectadas por distintos factores que alteran su funcionamiento, en los cuales debemos prestar gran atención, para así no obtener resultados equivocados, como por ejemplo: las diferencias de alturas entre las zonas donde se encuentra el fluido transportado por la bomba, el tipo de fluido(aceite, agua, etc.), diámetro de la tubería, ángulos de las tuberías, velocidad del fluido (entrada y salida), etc.

A continuación, se presenta el problema planteado y la bomba indicada para este problema:

Enunciado del problema:

Usted dispone de una bomba; ¿Cuáles son el caudal y la potencia requerida por la bomba? El diámetro de la tubería es 2 pulg. a todo lo largo. A 20 °C: ρagua = 998.0 kg/m3, μagua = 1.002×10-3 kg/(m·s). Considere las pérdidas menores. ¿Al caudal de operación, se produce cavitación en la bomba? ¿Cuál es el caudal máximo que se puede bombear sin cavitación? (Note la dirección del flujo. A la sección donde empieza el flujo asígnele el número 1).

Tubería de acero inoxidable [pic 32][pic 33]

Codo esquinado de 90°: KL = 1.1

Entrada de borde agudo: KL = 0.50

Bomba: Pedrollo; F40/250B

Hipótesis:

1. El flujo es permanente  e incompresible .[pic 34][pic 35]
2. El flujo es turbulento .[pic 36]
3. El área del tanque es muy grande .[pic 37]
4. .[pic 38]

Objetivos:

        El ejercicio propuesto plantea los siguientes objetivos:

1. Calcular el caudal de operación y la potencia requerida por la bomba.
2. Determinar, si al caudal de operación, se producirá cavitación en la bomba.
3. Determinar el caudal máximo al cual es posible bombear sin cavitación.

Cuerpo

Marco teórico:

Dentro de la turbo-maquinaria, existen dos grandes categorías, las bombas y las turbinas, para este caso particular, nos enfocaremos en las bombas. Bomba es el término general que se le designa a cualquier maquina hidráulica que añada energía a un fluido.

Dentro de un sistema de tuberías para la bomba se puede determinar un término para la carga útil de la bomba () desde la ecuación de energía expresada en su forma de cargas. Considerando, un sistema general de tuberías con cambios de altura y perdidas de cargas en su trayecto, es posible despejar de la ecuación de la energía, la carga hidrostática neta necesaria  quedando: [pic 39][pic 40]

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