bombas

MÁQUINAS HIDRÁULICAS Y TÉRMICAS
Grado en Ingeniería Mecánica
4º Curso 1er Cuatrimestre

COLECCIÓN DE PROBLEMAS DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Curso: 2013 – 2014

Tipo A
Tipo B
Tipo C
Tipo D
Tipo E
Tipo F

Teoría general de máquinas hidráulicas
Teoría ideal unidimensional de máquinas hidráulicas
Pérdidas de energía en turbomáquinas
Semejanza en máquinas hidráulicass
Selección,instalación y regulación de bombas
Cavitación en bombas

Nota: Los apartados de los problemas marcados con ## necesitan conocimientos de temas posteriores

Problemas de Máquinas Hidráulicas

TIPO A: TEORÍA GENERAL DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Problema A.1

[Problema 4 Mataix]

Se instala una bomba centrífuga para elevar agua de manera que las bridas de aspiración e impulsión son horizontales
y lade impulsión se encuentra medio metro por encima de la de aspiración. Un vacuómetro de mercurio conectado
a la aspiración marca una depresión de 300 mm.c.Hg., mientras que el manómetro de impulsión marca 19 m.c.a. La
tubería de aspiración tiene un diámetro de 225 mm, y la de impulsión de 200 mm. El rodete tiene un diámetro
exterior de 300 mm y un ancho a la salida de 25 mm y gira a n = 1320 rpm.El flujo de salida tiene un ángulo
β2 = 22º. En los cálculos se supondrán álabes afilados a la salida, rendimiento manométrico del 80 % y entrada de la
corriente en los álabes sin prerrotación. Calcular:
1)
2)
3)
4)

La altura útil.
La altura manométrica.
El caudal.
La potencia útil.

Solución:
1) Hu = 29,57 m

2) Hm = 23,66 m

3) Q = 6,43·10-2 m3/s

4) Wu = 18,65 kWProblema A.2
El rodete de una bomba centrífuga tiene un grado de reacción σ = 0,65 y proporciona una altura útil Hu = 60 m (se
supone ηrodete = 1), a un régimen de giro ω = 2400 rpm. El rodete tiene un diámetro D2 = 30 cm y un D1 = 20 cm.
De forma experimental se ha comprobado que la velocidad relativa a la entrada es la mínima posible y el ángulo de la
velocidad absoluta a la entrada es α1 = 80º.Determinar:
1)
2)

El triángulo de velocidades a la entrada.
El triángulo de velocidades a la salida.

Solución:
1) u1 = 25,13 m/s; v1 = 4,36 m/s; w1 = 24,75 m/s
2) u2 = 37,7 m/s; v2 = 20,75 m/s; w2 = 25,25 m/s; α2 = 39,1º; β2 = 31,22º

Problema A.3
Una bomba centrífuga de agua tiene las siguientes características: el diámetro exterior del rodete es 600 mm; el área
útil a la salida delrodete para el flujo es de 1080 cm2; el flujo tiene un ángulo de salida β2 = 35º. El diámetro de la
tubería de aspiración es 300 mm y el de la tubería de impulsión es 225 mm. Los dispositivos de medida de presión
conectados a la tubería de aspiración e impulsión, ambos localizados a 1,5 m de altura sobre el pozo de aspiración,
marcan presiones de 4 m.c.a. y 18 m.c.a. por debajo y por encima dela presión atmosférica respectivamente. La
bomba proporciona entonces un caudal de 190 l/s y gira a 600 rpm. La entrada del fluido en el rodete es radial.
Calcular:
1)
2)
3)
4)

La altura útil.
La altura manométrica.
El rendimiento manométrico.
Potencia útil.

Solución:
1) Hu = 31,42 m

2

2) Hm = 22,8 m

3) ηm = 0,73

4) Wu = 58,5 kW

Uva – Dpto. I.E.F. – Área de Mecánicade Fluidos

Problemas de Máquinas Hidráulicas

TIPO B: TEORÍA IDEAL UNIDIMENSIONAL DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Problema B.1
El rodete de una bomba centrífuga de agua gira a 1450 rpm, tiene un diámetro exterior de 250 mm y un área útil
para el flujo a la salida de 150 cm2. El ángulo β* de los álabes a la salida del rodete es 30º. El diámetro de la tubería
2
de aspiración es 150 mm, y el dela tubería de impulsión 125 mm. La lectura del vacuómetro situado en la tubería de
aspiración es – 4 m.c.a., la lectura del manómetro localizado en la tubería de impulsión es de 14 m.c.a. Los orificios
piezométricos de los manómetros están situados a la misma cota. La potencia útil es de 7,2 kW. La entrada del fluido
en el rodete es radial (sin prerrotación en la entrada). La relación de las...