diseño de impulsor


Universidad veracruzana

E.E. : maquinas de flujo

Catedrático: Dr. Artenio benitez fundora

AlumnO: oscar alberto lopez blanco

Tema: diseño impulsor

Facultad de ingeniería mecánica

coatzacoalcos, ver.



Q (m3/hr)
ρ (kg/m3)
H (m)
n (RPM)
9.7
1000
19
3500

H:carga hidráulica
N: revoluciones por minuto
Ρ: se determina la densidad del agua (kg/m3) (todas lasbombas se diseñan a partir de la densidad del agua)
Para empezar el diseño necesitamos: determinar la potencia de la bomba la cuál será la potencia del motor que ejercerá las rpm y nos de la carga hidráulica para mover el flujo que tenemos, determinar la dimensión del eje del impulsor y por ultimo las dimensiones del impulsor:
Determinación de la potencia de la bomba:
Para este primer pasonecesitamos lo siguiente:
Ns: velocidad específica la cual se determina a partir de la siguiente formula

Con los datos que tenemos se puede realizar la operación dando como resultado.
Ns
1198

Determinamos la potencia requerida de la bomba a partir de la siguiente formula:



Donde ηB es la eficiencia total de la bomba (sin incluir el motor eléctrico o mecánico)
La ηB se puede sacar de maneragráfica y a partir de formula.
Con la gráfica(WORTHINGTON) podemos determinar (aproximadamente) la eficiencia de la bomba con la velocidad específica
Con la gráfica determinamos la eficiencia total de la bomba en porcentaje ( ηB )
ηB (grafica)
0.67






Ahora calcularemos la eficiencia de la bomba con la siguiente formula :

En la hoja de calculo nosda (un valor adimensiconal) :ηB (calculada)
0.6632

Ahora con estas dos eficiencias determinaremos la potencia de la bomba apartir de la siguiente formula :


Obtendremos dos potencias una es calculada y otra por a gráfica:
Nb (calc) W
Nb(grafica) W
742.82
733.16
Ahora determinaremos la eficiencia hidráulica ,la eficiencia mecánica y la eficiencia volumétrica.
Eficiencia hidráulica :
Según estudios de W.K Jekatdetermina la eficiencia hidráulica (ηH) a partir de la fórmula:
En la hoja de cálculo el resultado es
ηH
0.6694


La eficiencia volumétrica.
La eficiencia volumétrica se determina a partir de estudios por Lomakhin la determina con la fórmula:

Nos da resultado como :
ηv
0.9625

La eficiencia mecánica:
La eficiencia mecánica se encuentra entre un rango (en bombas industriales), segúnV.M.Cherkasski ,se encuentra entre un rango de 94% a 98% .en el cual determinamos el valor menor para bombas con impulsores de pequeñas dimensiones y el mayor valor para maquinas grandes .
Como nuestro maquina es pequeña determinamos el valor pequeño de 94%
mec
0.94

Ya terminamos los primeros cálculos ahora debemos determinar el valor verdadero de la potencia que requerirá nuestra bomba :a partir de la siguiente formula se determina:

Se tiene que estimar un exceso de entre 5% y un 20% superior a la calculada para el elemento bomba:

Tomando un motor eléctrico tipo jaula de ardilla con una eficiencia de 94% se obtiene en los dos casos (gráfico y calculado).
Nelect (calc)
Nelect(grafica)
790.23
779.96


Con la cual decidimos normalizar el motor eléctrico que nosresulte con un exceso de 5% a 20%, determinamos un motor de 600W la cual en el primer caso nos da un exceso de 14% y en el segundo caso de 18% ,se encuentra dentro del rango.
En conclusión necesitamos un motor eléctrico de una capacidad de 600W el cual moverá el eje del impulsor.
Ahora diseñaremos las dimensiones del eje del impulsor.
El eje que se conecta al impulsor es un elemento mecánico quesoporta el peso del impulsor, soporta las fuerzas de torsión y de flexión que se generan ,para esto tiene que tener el diámetro necesario para que tenga una buena resistencia mecánica e incluso cuando el motor opere en su máxima capacidad.
Se calculan los momentos generados en el punto de apoyo del eje como se muestra en al figura.






Para determinar estos momentos se calcula a...