Aplicacion del teorema de impulso y bomba centrifuga

Laboratorio de Mecánica de Fluidos I

L4-A

"APLICACION DEL TEOREMA DE IMPULSO" "BOMBA CENTRIFUGA"

Responsables: San Salvador, 18 de Mayo de 2007

INTRODUCCION
PRACTICA 1 Existen muchas formas de convertir energía en fluidos sin embargo una de las formas para convertir energía mas utilizada es la de convertir la energía cinética contenida en una corriente de fluido, lo que lleva aincidir dicha corriente sobre los álabes de una turbina, dicha turbina es puesta a rotar dada la fuerza generada, debido al momento angular o momento del impulso que tiene lugar cuando el chorro golpea el álabe, produciéndose así trabajo mecánico. Un ejemplo de lo anterior es un álabe simétrico alrededor de un eje. Un chorro de fluido, fluye a un flujo másico Km(g/s), con una velocidad U(m/s) a lolargo del eje y golpea el álabe y es deflectado un ángulo B, de tal forma que el fluido deja el álabe con una velocidad U1 (m/s). Se considera que el flujo de Momentum entrando al volumen de control es Uom(kg.m/s2) en la dirección y; y que el flujo de Momentum saliendo del volumen de control es U1mcosB(kg.m/s2) en la dirección y. Luego, la fuerza sobre el chorro será igual al cambio de Momentum, éstoes: F1 = m (Uo -U1 COSβ)

Según el principio de acción y reacción, la fuerza actuando sobre el álabe será de igual magnitud, pero de sentido opuesto, locuaz se denota mejor en la siguiente ecuación:
F= m (Uo -U1 COS β) N

Para una placa plana, se asume que β = 90° por lo que la fuerza será:
F=mU N

Para el caso de una copa hemisférica, se asume que β= 180° por lo que la fuerza , será:
F=m (U +U1) N En el caso que se considere que los cambios de presión y energía potencial son despreciables, el valor máximo de U1 será Uo asi que el valor máximo posible de la fuerza sobre la copa hemisférica será: F= 2 m U N

En cuanto al aparato a utilizar en la práctica se puede destacar que la tobera y el álabe están contenidas dentro de un cilindro transparente, permitiéndose así observarcuidadosamente la distribución del flujo al golpear dicha superficie. El álabe está sujeto a una palanca graduada, la cual sostiene un peso móvil y está sujetada a un resorte, el cual puede ser regulado moviendo la tuerca de ajuste.

PRACTICA 2 La energía es la capacidad para hacer trabajo; cuando se suministra energía a un fluido de alguna forma se obliga a este a hacer trabajo, esto se hacecomúnmente elevándose a niveles muy altos o simplemente fluyendo por una tubería El bombeo es una forma de hacerlo y se entiende como la adición de energía a un fluido para moverse de un punto a otro. En esta práctica se estudia el concepto y funcionamiento de lo que se conoce como una bomba centrífuga que es una turbomáquina que opera incrementando la cantidad de movimiento del líquido en un procesode flujo casi estacionario. Todas las bombas de esta clase se caracterizan por un disco giratorio a través del cual pasa un fluido. Se realiza trabajo sobre el fluido por una interacción de fuerza con el disco giratorio. Las bombas centrifugas son primordialmente unidades de gran velocidad, con tolerancias relativamente grandes entre la parte rotativa y la estacionaria; su aplicación esgeneralmente para bajas presiones y altos volúmenes de flujo, los cuales dependen de la velocidad de rotación y de la resistencia opuesta en el lado de descarga que se tiene. Las partes mas importantes de una bomba centrífuga son: • Impulsor o rodete, • Carcasa, • Eje o flecha, • Anillos de desgaste, • Estopero y prensaestopero, • Sellos mecánicos • Los cojinetes. Cada una de las partes antes mencionadastienen una función en especial ,entre otras es importante resaltar el funcionamiento de las siguientes: • La carcasa : esta tiene tres funciones básicas, dirigir el fluido hasta la boca de aspiración del impulsor, guiar el fluido hasta la tubería de descarga, transformar la energía cinética que posee el líquido a la salida del impulsor en energía de presión. • El impulsor: es el elemento que se...