Bombas centrífugas

Características de las Bombas Centrífugas:

Objetivo:
Determinar las curvas características de una bomba centrífuga.

Resumen:
Cumpliendo con el objetivo planteado se obtuvieron las curvas características de la bomba centrífuga que describen el comportamiento esperado para las variaciones de caudal y velocidad del motor.
Se observó un aumento de la potencia entregada por la bombay de la eficiencia, con el aumento de la velocidad del motor. Respecto a las eficiencias obtenidas, no se observaron valores superiores al 12%, siendo más bajos de lo esperado.

Introducción:

Las bombas convierten la energía suministrada por un elemento motriz en energía mecánica del fluido, la cual puede emplearse para incrementar la velocidad, la presión o la altura del fluido. Así,permite extraer, elevar e impulsar un fluido en una dirección determinada.
En las bombas centrífugas, el fluido entra al rotor o impulsor a un cierto radio y sale a un radio mayor manifestando cambios en la energía cinética, potencial y de presión. Se requiere la medición o cálculo de estas cantidades para entender el comportamiento de la bomba.
En cualquier sección de la tubería, la alturade carga total es la suma de la carga estática, la dinámica y la diferencia de altura entre el centro de la bomba y dicha sección (altura de carga de referencia). En la entrada la altura total será:

H1 = h1 + v12 + z1
2g

La altura manométrica es H = H2 – H1, entonces:

H = (h2 - h1) + v22 - v12 + (z2 – z1)
2g

La carga dinámica puede despreciarse por ser similares losdiámetros de la tubería de entrada y salida. La diferencia de cota entre los manómetro también es pequeña, de manera que resulta: H = h2 - h1
Cuando se incluyen las tuberías para la operación en serie o paralelo, la altura de carga total se calcula de igual manera, incluyendo una corrección por la diferencia de altura entre el manómetro y la bomba. Para elsistema estudiado resultaría:
Hs = h3 – h1 +hd
La potencia de salida de la bomba, es decir, la consumida por el fluido será:
Ps = ρ g Qv H
siendo Qv el caudal que circula.
Por otro lado, la potencia cedida por el motor es la potencia eléctrica de entrada a la bomba y se calcula como:
Pe = V i
donde V e i son el voltaje y la corriente, medidos directamente de la bomba.
Finalmente sepuede obtener la eficiencia de la bomba:
η = Ps/ Pe
Con estos datos es posible realizar las curvas que caracterizan una bomba: cabeza total H, potencia requerida Ps y eficiencia η en función de la capacidad Qv. Dichas curvas permiten seleccionar la bomba más adecuada para cada situación.

Dispositivo:

[pic]

La bomba se une a un banco hidráulico para medir los gastos y se lecoloca manómetros a la entrada y salida.

Procedimiento:
Se cierra la válvula de desagüe de la cisterna del banco y se cierra la válvula de control del colector de descarga. Se enciende la bomba y se selecciona una velocidad, abriendo la válvula de control de descarga. Se toman las lecturas para varios gastos y las correspondientes alturas de carga. Se repite el procedimiento para diferentesvelocidades.
La corrección por carga de referencia para el equipo es Hd = 0.8 m.

Cálculos y resultados:
Las lecturas de alturas de carga para los diferentes gastos variando la velocidad se tabulan a continuación, con los cálculos correspondientes de potencia y rendimiento:

N rpm |V litro |Tiempo (s) |H1 (mca) |H2 (mca) |H3 (mca) |i (A) |V volt |Qv
m3/s |H |Hs |Pe
W |Ps
W |η % | |2200|15 |20,00 |-0,25 |0,1 |0 |1,45 |150




|0,000750 |0,35 |1,05 |217,5 |2,573 |1,18 | | |15 |30,30 |-0,16 |1,9 |1 |1,4 | |0,000495 |2,06 |1,96 |210 |9,994 |4,76 | | |15 |38,16 |-0,1 |2,5 |2 |1,3 | |0,000393 |2,6 |2,9 |195 |10,016 |5,14 | | |2 |17,07 |0 |3,9 |3 |1,2 | |0,000117 |3,9 |3,8 |180 |4,478 |2,49 | | |3 |50,55 |0 |4 |3,5 |1,2 | |0,000059 |4 |4,3 |180 |2,326 |1,29 | | |0 |...