Diseño y seleccion de bombas

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DISEÑO Y SELECCIÓN DE BOMBAS

Materia:
MECANICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO Y SELECCIÓN DE BOMBAS

INTRODUCCION
Una bomba  hidráulica es un dispositivo tal que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyasmoléculas estén sometidas precisamente a esa presión. Las bombas hidráulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite o líquido hidráulico, transformando la energía mecánica rotatoria en energía hidráulica. El propósito de una bomba hidráulica es suministrar un flujo de líquido a un sistema hidráulico. La bomba no crea la presión de sistema, puesto que la presión se puede crear solamente por unaresistencia al flujo. Mientras que la bomba proporciona flujo, transmite una fuerza al líquido. Dado que el flujo de líquido encuentra resistencia, esta fuerza se vuelve una presión.
OBJETIVO
Determinar el diseño correcto de la bomba que requiere un sistema de tubería de riego para un cultivo con un caudal de aspersión de 3,96 m³/h (caudal propuesto para cada aspersor) para mantener en óptimascondiciones el suelo y por tanto el mismo cultivo.
* Fue necesario hacer el caudal propuesto diez veces menor (0,0011m3/s) con el fin de disminuir las pérdidas de energía.

SISTEMA DE TUBERIA DE RIEGO

SISTEMA DE ASPERSION SOBRE EL CULTIVO



DATOS Y CÁLCULOS

TRAMO | Q (m³/s) | L(m) | D('') | Dinterno(m) | V |
A - B | 1,10E-03 | 10 | 2 | 0,051 | 0,538 |
B - C |3,30E-02 | 200 | 2 | 0,051 | 16,154 |
C - D | 1,65E-02 | 6 | 1 1/2 | 0,038 | 14,549 |
D - E | 1,10E-02 | 12 | 1 | 0,025 | 22,409 |
E - F | 5,50E-03 | 12 | 3/4 | 0,019 | 19,398 |
F - F1 | 5,50E-03 | 6 | 3/4 | 0,019 | 19,398 |
F1 - F2 | 4,40E-03 | 12 | 3/4 | 0,019 | 15,519 |
F2 - F3 | 3,30E-03 | 12 | 1/2 | 0,013 | 26,050 |
F3 - F4 | 2,20E-03 | 12 | 1/2 | 0,013 | 16,575 |F4 - F5 | 1,10E-03 | 12 | 1/2 | 0,013 | 8,287 |

V² | γ20ºC (m²/s) | 2*g | Re | D/E | F | Hf |
0,2899 | 1,00E-06 | 19,6 | 2,74E+04 | 34000 | 0,0241 | 0,0699 |
260,9549 | 1,00E-06 | 19,6 | 8,21E+05 | 34000 | 0,0126 | 657,8694 |
211,6663 | 1,00E-06 | 19,6 | 5,51E+05 | 25333,333 | 0,0135 | 23,0196 |
502,1616 | 1,00E-06 | 19,6 | 5,58E+05 | 16666,667 | 0,0138 | 169,7101 |
376,2956 |1,00E-06 | 19,6 | 3,67E+05 | 12666,667 | 0,0148 | 179,4579 |
376,2956 | 1,00E-06 | 19,6 | 3,67E+05 | 12666,667 | 0,0148 | 89,7289 |
240,8292 | 1,00E-06 | 19,6 | 2,94E+05 | 12666,667 | 0,0153 | 118,7332 |
678,6271 | 1,00E-06 | 19,6 | 3,30E+05 | 8466,667 | 0,0154 | 503,8176 |
274,7199 | 1,00E-06 | 19,6 | 2,15E+05 | 8666,667 | 0,0163 | 210,8917 |
68,6800 | 1,00E-06 | 19,6 | 1,07E+05 | 8666,667 |0,0184 | 59,5155 |
  |   |   |   |   | SUMA= | 2012,8138 |

PERDIDAS POR ADITAMENTOS |
Aditamentos | Cantidad | k | hl (parcial) | hl (total) (m) |
Tees (laterales) | 29 | 0,2 | 2,66E+00 | 7,72E+01 |
Codos 45 (2'') | 2 | 0,2 | 2,96E-03 | 5,92E-03 |
Codos 90 (1'') | 9 | 0,3 | 3,24E+00 | 2,92E+01 |
Válvula de Compuerta | 1 | 0,15 | 2,22E-03 | 2,22E-03 |
  |   |   | Sumatoria |106,39 |

PERDIDAS POR ADITAMENTOS |
Cambio de diámetro | K | hl |
2" - 1 1/2" | 0,64 | 8,55 |
1 1/2'' - 1" | 1,72 | 18,54 |
1'' - 3/4'' | 0,53 | 13,70 |
3/4'' - 1/2'' | 1,53 | 18,84 |
Sumatoria |   | 59,63 |

hl total | 166,02 |
hf total | 2012,81 |
hp | 2178,83 |
CDT | 2181,61 |

NOTA: Los siguientes cálculos se hacen sólo respecto al tramo B-C de la tubería con el fin deindicar la manera en cómo se realizaron los demás.

Teniendo como base que el caudal de los aspersores (q) era de 0,0011 m3/s, entonces

q= 0,0011m3/s

Q= 0,0011m3/s * 30(aspersores) = 0,033 m3/s

Q= A*V donde Q: caudal total que recorre por la tubería expresada en (m3/s)
V: velocidad del agua por la tubería expresada en (m/s)
A: área de la tubería expresada en (m2)

V=...
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