Bomba centrífuga

1_OBJETIVO
El objetivo primordial es el cálculo de las curvas de carga de una bomba centrífuga, provista de tres velocidades, en función del caudal, previamente un calibrado del venturímetro.
También se realizarán balances de energía mecánica al sistema, con las válvulas totalmente abiertas, para comparar los valores experimentales y teóricos.

2_EL SISTEMA
El sistema consta principalmentede:
* Una bomba centrífuga de tres velocidades.
* Dos válvulas de asiento que permiten regular del flujo.
* Un depósito de agua para evitar que la bomba quede vacía.
* Un depósito graduado para medir los caudales que circulan por el sistema.
* Medidores de presión (manómetros) y caudal (venturímetro). El fluido manométrico es mercurio ( ρHg=136900Kgm3 ).
El circuito se puedeobservar en la siguiente figura:

Figura I: Esquema del sistema

Todas las medidas están en cm.

A continuación, se describen cada uno de los accidentes o aparatos que forman el sistema:
* a: Depósito de agua para evitar que la bomba quede vacía.
* b: T Standard usada como codo.
* c: Válvula de asiento para regular el flujo.
* d: Bomba centrífuga de tres velocidades.
* e:Codo de 90° de gran curvatura.
* f: Venturímetro para la medida del caudal.
* g: Codo de 180°.
* h: Estrechamiento cristal-gomo.
* i: Estrechamiento goma-goma.
* j: Salida de cantos vivos.
Características:
* Bomba centrífuga de tres velocidades de giro de rodete:
N1=1250 rpm
N2=1750 rpm
N3=2250 rpm

* Diámetro interno de conducciones:
del tubo de vidrio =0,0255 mdel tubo de goma ancho (pto 2) =0,0195 m
del tubo de goma estrecho (pto 2) =0,0141 m

3_CÁLCULOS
3.1_CALIBRADO DEL VENTURÍMETRO
El calibrado del venturímetro se lleva a cabo midiendo los caudales que circulan por el sistema y la pérdida de carga que se produce entre ambos puntos de medida del manómetro, conectado antes y después del venturímetro.
Para ello, se fija la velocidad de la bombay se mide el tiempo que tarda en llenarse un determinado nivel del líquido en el depósito, para diferentes posiciones de la válvula de asiento. También se mide la diferencia de alturas en las ramas del manómetro del venturímetro, ∆hmv, para cada abertura de la válvula.
Sabiendo el diámetro del depósito se puede calcular la sección y por tanto, el volumen:
V= π4∙D2∙H (Ec.1)
H≡ Incremento dealtura producido en el depósito en la toma de valores de t.
D≡0,298 m
Mediante la siguiente ecuación se obtiene el caudal:
QL= Vt (Ec.2)
Los resultados obtenidos en la experimentación se muestran en la siguiente tabla:
Velocidad de la bomba Ni | ∆hmv∙102mHg | H cm | V m3 | t s | QL m3s |
1250 | 0,7 | 2 | 1,395E-03 | 11,135 | 1,25E-04 |
1250 | 1 | 2 | 1,395E-03 | 9,855 | 1,42E-04 |
1250 |1,1 | 2 | 1,395E-03 | 9,23 | 1,51E-04 |
1250 | 1,8 | 2 | 1,395E-03 | 7 | 1,99E-04 |
1250 | 1,6 | 2 | 1,395E-03 | 7,695 | 1,81E-04 |
1250 | 1,9 | 2 | 1,395E-03 | 7,26 | 1,92E-04 |
|
1750 | 1 | 2 | 1,395E-03 | 9,4 | 1,48E-04 |
1750 | 2,1 | 2 | 1,395E-03 | 7,125 | 1,96E-04 |
1750 | 2,9 | 2 | 1,395E-03 | 5,975 | 2,33E-04 |
1750 | 3,5 | 2 | 1,395E-03 | 4,96 | 2,81E-04 |
1750 | 5 | 2| 1,395E-03 | 4,095 | 3,41E-04 |
1750 | 5,7 | 2 | 1,395E-03 | 3,795 | 3,68E-04 |
|
2250 | 3,1 | 2 | 1,395E-03 | 5,32 | 2,62E-04 |
2250 | 3,9 | 2 | 1,395E-03 | 4,745 | 2,94E-04 |
2250 | 5,5 | 2 | 1,395E-03 | 4,01 | 3,48E-04 |
2250 | 6 | 2 | 1,395E-03 | 3,555 | 3,92E-04 |
2250 | 10,3 | 2 | 1,395E-03 | 2,78 | 5,02E-04 |
Tabla I: Datos para el calibrado del venturímetro
Representandolos valores de logQL frente a los de log∆hmv, Gráfica 1, se obtiene la recta de calibrado del venturímetro, realizando el ajuste por el método de mínimos cuadrados.

log∆hmv | logQL |
-2,155 | -3,903 |
-2,000 | -3,848 |
-1,959 | -3,821 |
-1,745 | -3,701 |
-1,796 | -3,742 |
-1,721 | -3,717 |
-2,000 | -3,830 |
-1,678 | -3,708 |
-1,538 | -3,633 |
-1,456 | -3,551 |
-1,301...