INFORME PRACTICA 1 Leidi Baena Ramrez Ana Mara Calvo Salamanca Diego Castaeda Julin Garca Pablos BOMBA CENTRIFUGA 1. DESCRIPCIN DE LA PRCTICA La prctica consisti en la caracterizacin de una bomba centrifuga tipo radial. Se uso una potencia de bomba de 900 RPM. Se hizo el calculo de caudales para diferentes aperturas de la valvula de descarga. Estos caudales se midieron con ayuda de un vertedero de ecuacin conocida, para la cual solo era necesario conocer el nivel del agua en el tanque de descarga. Las presiones de succin y de descarga se midieron tambin para posteriormente calcular la potencia de la bomba y su eficiencia. 2. RESULTADOSBomba Centrfuga Condiciones de operaccin Velocidad Altura t=0 900 13,1 rev/min cm

9 10

-9,5 -12 -14,5 -16,5 -18

32 28 24 20 16

5,03 5,2 5,35 5,45 5,5

33,7 34,3 34,9 35,46 35,8

244726

11 12 13

3. MUESTRA DE CLCULOS La muestra de clculos en general se har para el primer ensayo a la potencia de . Para los dems ensayos se sigue el mismo procedimiento. Se calculan los caudales con la ecuacin del medidor tipo vertedero a partir de los datos de altura en el vertedero (Tabla 1): ( ) ( )

Caudal (lt/s) 34,65 42,03 54,46 63,68 71,17

Datos Expermientales Medida Presin de succin (cmHg) 4,5 4,5 3,5 2 -1 -3 -5 -7 Presin de descarga (cmHg) 67 60 56 52 48 44 40 36 Fuerza (kg) 2,95 3,05 3,6 3,95 4,2 4,5 4,7 4,9 Altura (cm) 22,7

77,33 83,48 87,96

1 2 3 4 5 6 7 8

91,2424,56 27,3 29,1 30,45 31,5 32,5 33,2

95,27 99,40 103,36 105,80

Se halla el nmero de Reynolds para las tuberas de succin y descarga, que es igual pues ambas

tienen el mismo dimetro. Se emplean las propiedades del agua a (Tabla 4): La potencia entregada al fluido se calcula como:

La eficiencia de la bomba ser la relacin entre la potencia entregada al fluido y la potencia de freno de la bomba: Al hacer el clculo para los dems ensayos y potencias de bomba (Tablas 5, 6 y 7) se observa que para todos se cumple que , tenindose entonces flujo turbulento, para el cual el factor de friccin de Fanning se puede estimar con la ecuacin de Serghides en su versin simplificada: ( ( ( ) ) )

Velocidad Rotor (RPM) Altura inicial del tanque agua (kg/m ) a 20C agua (kg/m.s) a 20C D (m) A (m2) Lv+Lh (m) e (m) /D Ds (m) Pv As (m )2 3

900 9,6 998 1,00E-03 0,102 0,00811 0,575 0,00015 0,0015 0,102 2339 0,00811

Se hallan las prdidas por friccin de superficie. El valor hace referencia a la longitud desde la descarga de la bomba hasta la presin de descarga y a la longitud desde el punto de presin de succin hasta la bomba. ( )

Ahora se determina la cabeza total de la bomba ( ). Las presiones como se encuentran en se les debe sumar la presin atmosfrica que es de para Bogot aproximadamente y luego pasarla a . El trmino se refiere a la diferencia de alturas entre el punto de succin y el de descarga (Tabla 4):

Para el clculo de la cabeza neta positiva de succin (NPSH) se requieren la presin de succin, la presin del vapor de agua, la velocidad de succin y la densidad del agua. La expresin es la siguiente:

Para el clculo de la eficiencia de la bomba se necesita de la potencia de freno y de la potencia entregada al fluido. La potencia de freno de la vlvula ( ) se calcula a partir de la siguiente ecuacin, donde es la fuerza medida por el dinmetro en y RPM las revoluciones por minuto de la bomba.

Medida 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ps (Pa)

Pd (Pa)

v (m/s) Q((m^3)/s)

Re

A

B

f grafico

Hfs (m)

H (m)

Wfreno (W) Wfluido (W)

vd (m/s) NPSH DISP(m) NSPH

80660,0329 163986,513 1,11219955 0,00901699 112548,60 6,59231565 6,52555325 0,03029365 0,00135129 9,12109284 1319,8005 804,387366 0,60947648 1,11219955 8,007958048 15,77292 80660,0329 154653,947 1,53975082 0,0124833 155814,49 6,64472236 6,59159694 0,03021122 0,00258285 8,16811335 1364,5395 997,258738 0,73083904 1,53975082 8,007958048 15,83077 79326,8092 149321,053 2,32489071 0,01884871 235266,42 6,69352426 6,65500657 0,03012766 0,0058722 7,76245511 1610,604 1430,99229 0,88848177 2,32489071 7,871642183 15,84926 77326,9737 143988,158 2,94749337 0,02389637 298270,45 6,71457208 6,6829763 0,03008937 0,00942648 7,42521972 1767,1905 1735,39282 0,98200665 2,94749337 7,667168386 15,81227 73327,3026 138655,263 3,4727849 0,02815509 351427,13 6,72668977 6,69925993 0,03006667 0,0130759 7,29255328 1879,038 2008,13611 1,06870437 3,4727849 7,258220792 15,57539 70660,8553 133322,368 3,91702299 0,03175668 396381,63 6,73449011 6,70981412 0,03005179 0,01662697 7,02347262 2013,255 2181,44197 1,08353983 3,91702299 6,985589062 15,47025 67994,4079 127989,474 4,36983431 0,03542779 442203,69 6,74086057 6,71847643 0,03003948 0,02068488 6,75489879 2102,733 2340,55833 1,11310296 4,36983431 6,712957332 15,38906 65327,9605 122656,579 4,70438055 0,03814007 476057,97 6,74480281 6,72385649 0,03003179 0,02396717 6,48554936 2192,211 2419,27293 1,10357668 4,70438055 6,440325603 15,27131 61994,9013 117323,684 4,95233247 0,0401503 501149,37 6,74739067 6,72739642 0,03002671 0,02655571 6,2836641 2250,3717 2467,50707 1,09648867 4,95233247 6,099535941 15,05269 58661,8421 111990,789 5,25987683 0,04264367 532271,20 6,75027056 6,73134352 0,03002103 0,02995073 6,08258532 2326,428 2536,87714 1,0904602 5,25987683 5,758746279 14,87214 55328,7829 106657,895 5,57844706 0,04522643 564508,79 6,75292733 6,73499207 0,03001576 0,03368268 5,88184348 2393,5365 2601,73123 1,08698206 5,57844706 5,417956617 14,70751 52662,3355 101325 5,88583271 0,04771852 595614,57 6,75522474 6,73815276 0,03001119 0,03749122 5,61302029 2438,2755 2619,63134 1,07437873 5,88583271 5,145324887 14,61467 50662,5 95992,1053 6,07723741 0,0492703 614983,69 6,75654062 6,73996547 0,03000856 0,03996577 5,27470517 2460,645 2541,79221 1,03297802 6,07723741 4,94085109 14,52702

GRAFICOS10 CABEZA NETA DE LA BOMBA (m) 8

Potencia al freno Vs Caudal de Operacin3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0.05 0.1 (m3/S) 0 0 0.02 0.04 0.06 CAUDAL DE OPERACION (m3/S CAUDAL DE OPERACION 900 rpm

4 2 0

900 rpm

Grafica 1. Curva caracterstica a 900 rpm. Grafica 3. Potencia al freno Vs Caudal de operacin.

Eficientica de la Bomba vs. Caudal de Operacin1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.02 0.04 0.06 CAUDAL DE OPERACION (m3/S Grafica 2. Eficiencia de la bomba vs caudal de operacin.

Wf(W) NPSH

6

NPSH en funcin del caudal 16 15.8 15.6 15.4

Eficiencia

900 rpm

15.2 15 14.8 14.6 14.4 0 0.02 0.04 0.06 900 rpm

CAUDAL DE OPERACION (m3/S)Grafica 4. NPSH en funcin del caudal de operacin

4. ANLISIS DE RESULTADOS

5. CONCLUSIONES

6. BIBLIOGRAFA GOODING, Nstor. Operaciones Unitarias I. Manual de Prctica. Facultad de Ingeniera. Universidad Nacional de Colombia. 1998. McCABE W. L., SMITH, J. C. & HARRIOT P. Operaciones Bsicas de Ingeniera Qumica. Cuarta Edicin. Editorial Mc Graw Hill. Mxico. SPINEL, Jorge. Fluidos, Teora y Ejercicios Para Guiar El Curso De Pregrado Del Plan De Estudios De Ingeniera Qumica. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniera. Departamento de Ingeniera Qumica y Ambienta. Bogot. 2008.