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Ensayo ecuacion de bernoulli hidraulica
Tipo: Diapositivas
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Informe Práctica N°
CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA CENTRÍGUGA
Sara Catalina Gómez Duque
1017257974 Angie Seleny Grisales Grajales
1020483953
Revisa Juan David Guarnizo Ruiz
Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid Facultad de Ingeniería
Medellín, Antioquia Noviembre 2019
Objetivo
Determinar las características de una bomba centrífuga, conocer los diferentes componentes de esta con sus diferentes funciones y mecanismos. Determinar el punto óptimo de operación de la bomba en cada velocidad, mediante cálculos y procedimientos durante la práctica.
Procedimiento general
Inicialmente se realizó el encendido del inversor F1-27, y se programó para la velocidad
inicial pedida de 50 Hz, empezamos con la lectura y toma de datos, primero con la válvula
completamente cerrada, después se procedió a abrirla suavemente y empezamos a tomar las
diferentes alturas, cabeza de entrada (h 1 o hi) y cabeza de salida (h 2 o ho), además registrando a la vez la potencia de entrada (Wi), el volumen (V), y el tiempo (T),
finalmente se toma el registro de datos con la válvula completamente abierta, completando
un total de 9 tomas de datos. Después procedimos a programar la otra velocidad pedida de
45 Hz y repetimos todo el procedimiento y toma de datos anterior, con la válvula
completamente cerrada, abriéndola suavemente en varios instantes y al final con la válvula
completamente abierta, con un total de 10 datos registrados.
Con los datos obtenidos procedimos a realizar los cálculos necesarios, hallamos el caudal (Q) con el volumen convertido en m 3 , después hallamos la impulsión o aspiración (H),
para esto convertimos las unidades en metros columna de agua (m.c.a), de cabeza de ntrada
y salida a unidades de altura, dividiéndolas por el producto entre la densidad ( ) y la
gravedad (g), para así poder ejecutar la ecuación en las mismas unidades de altura.
Tabla 2. Datos para velocidad del motor de 45 HZ
N V t 0 o hi hd ho o hm hd Hd Q H Wo n Hz l (s) (mca) (m) (mca) (m) (m) KWatts Watts (m3/s) (mca) Watts 45,00 0,00 0,00 0,00 0,02 17,00 0,17 0,15 0,16 160,00 0,00 0,15173 0,00 0, 45,00 1,00 10,10 0,00 0,02 15,00 0,17 0,15 0,17 170,00 0,000099010 0,15153 0,15 0, 45,00 1,00 5,00 -0,10 0,02 15,00 0,17 0,15 0,18 180,00 0,000200000 0,15154 0,30 0, 45,00 1,00 2,90 -0,50 0,02 16,50 0,17 0,15 0,20 195,00 0,000344828 0,15173 0,51 0, 45,00 2,00 4,70 -0,80 0,02 16,50 0,17 0,15 0,21 205,00 0,000425532 0,15176 0,63 0, 45,00 2,00 3,00 -0,90 0,02 16,50 0,17 0,15 0,22 215,00 0,000666667 0,15177 0,99 0, 45,00 2,00 2,10 -1,00 0,02 16,00 0,17 0,15 0,24 235,00 0,000952381 0,15173 1,42 0, 45,00 2,00 1,60 -1,20 0,02 15,00 0,17 0,15 0,25 250,00 0,001250000 0,15165 1,86 0, 45,00 2,00 1,20 -1,50 0,02 14,10 0,17 0,15 0,29 290,00 0,001666667 0,15159 2,48 0, 45,00 2,00 1,12 -6,60 0,02 3,00 0,17 0,15 0,38 380,00 0,001785714 0,15098 2,64 0,
Volumen Potencia entrada
Wi
Velocidad del Motor
Corrección Entrada
Cabezal Salida
Corrección Entrada
Cabezal Entrada
Tiempo Potencia salida
Caudal Altura total
Cabezal Total Corregido
Eficiencia
Figura 1. Relación Cabeza Total vs. Caudal
Esta es una gráfica donde se contraponen los datos de cabeza máxima y el caudal del flujo
para las dos velocidades. Podemos analizar como es el comportamiento de la serie a medida
que el caudal aumenta, ya que muestra una disminución de la cabeza total, esto puede ser
porque la velocidad del motor al aumentar la masa del caudal va perdido fuerza.
Observamos una variación en la secuencia de la trayectoria en ambas velocidades, pero solo
al inicio, donde la mayor (50 Hz) tiene un aumento proporcional al aumento del caudal, en
cambio en la velocidad menor (45 Hz) sucede lo contrario, ya que dicha cabeza disminuyó
al aumentar el caudal, pero de ahí en adelante ambas trayectorias tienen un comportamiento
muy similar hasta su disminución en la cabeza total.
ANÁLISIS DE RESULTADOS:
1. Al comparar las curvas de Cabeza contra Caudal y Eficiencia general contra Caudal, determine el punto óptimo de operación de la bomba a cada velocidad probada. R/ Para ambas velocidades se tomaron los puntos de referencia donde su eficiencia fuera buena y no presentara disminución, considerando la altura a la que se encontraba, ya que hubo puntos que lograban una cabeza total máxima pero carecían de eficiencia.
En la velocidad de 50 Hz el punto óptimo de operación de la bomba se obtuvo cuando la eficiencia fue de 75,18 y logró alcanzar una altura máxima de 15,17m, ya que es el punto donde ocurre el máximo esfuerzo y existe, en ese momento, un aumento, y a continuación empieza a disminuir dicha eficiencia y altura.
En la velocidad de 45 Hz el punto óptimo de operación de la bomba se obtuvo cuando la eficiencia fue de 85,47 y logró alcanzar una altura máxima de 15,16m, pensando en que al poner a trabajar la bomba éste sea el punto crítico, que sea su capacidad máxima, ya que muestra que después de este punto presentaría una disminución de su eficiencia. Sin embargo, es de resaltar que con esta velocidad hay una eficiencia bastante alta, buena y muy conveniente.
2. ¿Cuál es el efecto de la cabeza de entrada (succión) en el rendimiento de la bomba? R. Podemos observar que a medida que la bomba succiona cada vez más cantidad de agua el rendimiento de la bomba aumenta. Esto podemos evidenciarlo numéricamente al comparar los datos, hay datos donde no es tan evidente este incremento, pero puede ser que los altibajos en el cabezal de salida presenten una pequeña margen de error 3. ¿Cuál es el efecto del cambio en la energía cinética del fluido si los diámetros de las tuberías de entrada y salida cambian de 25 mm a 32 mm? R. La energía cinética con el aumento en el diámetro de la tubería tiende a disminuir, esto se debe a que este aumento es proporcional al aumento del caudal y así mismo se requiere una mayor potencia para la bomba para poder generar la succión necesaria y permitir que el fluido llegue hasta la altura indicada o necesaria, y como consecuencia la altura optima será menor.
● En general podemos concluir que las bombas centrífugas son utilizadas para que transfieran energías suficientes para que un fluido pueda ser transportado a ciertas alturas necesarias para su uso. ● Comprobamos que según los datos calculados y los que encontramos en la guía, hubo un comportamiento similar para el recorrido de las gráficas, aunque hay muchos factores que afectan dicho comportamiento, no son datos incoherentes. ● El caudal es un dato muy importante ya que está directamente ligado tanto a la cabeza total como a la eficiencia; para la cabeza total muestra un comportamiento inversamente proporcional al caudal, ya que mientras el caudal aumenta la cabeza disminuye, sin embargo están ligados, también para la eficiencia que muestra una relación directa, eso sí, hasta su punto máximo donde mientras sigue aumentando el caudal la eficiencia empieza a disminuir. ● El punto óptimo para ambas velocidades se tomó teniendo en cuenta una buena eficiencia y la altura que hubo en ese punto, ya que no tendría sentido elegir un punto donde la cabeza total fuera máxima pero su eficiencia estuviera disminuyendo o no hubiera llegado a su punto máximo. En un caso práctico en el momento de presentarse la necesidad, se puede buscar establecer la altura optima de funcionamiento garantizando una buena eficiencia del equipo que a su vez nos está llevando a buscar una buena prestación de un servicio que de abasto y no se llegue a quedar colgado teniendo en cuenta demás factores ya analizados en prácticas anteriores como perdidas por fricción y locales o menores.
