Optimizacion De Un Sistema De Bombeo

Universidad de Tarapacá
Escuela Universitaria de Ingeniería Mecánica

Análisis de Sistema de Bombeo
Optimización

Alumno: Walter Gandolfo L.
Profesor: Camilo Flores C.Fecha: 05 de Diciembre de 2011

INTRODUCCION

En la parte numero uno de este trabajo, analizamos y estudiamos un sistema simple de bombeo, en el cual se efectuaron todos los cálculos pertinentes para dicho sistema. Se determino la potencia consumida por el motoreléctrico y calculo el espesor de la tubería que soporta la presión de trabajo.
En esta oportunidad se realizara la optimización de nuestro sistema de bombeo utilizando todas las herramientas que la teoría nos entrega, pero además poniéndolo en práctica, ya que para la optimización de este sistema se hará uso de los productos que la industria nos ofrece.

OBJETIVOS

* Determinarlas variables que ayudan a optimizar el sistema.
* Modificar las variables para optimizar el sistema.
* Optimizar el sistema.
* Seleccionar la bomba adecuada para el sistema.
* determinar el espesor mínimo de las tuberías.
* Calcular las alturas de aspiración, NPSHd y NPSHr .

EJERCICIO PLANTEADO

Calcular la potencia consumida por el motor eléctrico del sistema de bombeoque se muestra en la figura adjunta, si la eficiencia de la bomba es del 78 % y la del Motor eléctrico es del 96 %. Se encuentra fluyendo agua de riego a 20ºC. El depósito de agua tiene una capacidad de 30 m3 y se requiere llenarlos en 2 horas. La línea de succión y descarga son tubería de PVC, cuyos diámetro interior de aspiración es de 40 mm y el descarga es de de 25 mm. Además la válvula esglobo está completamente abierta.

* Optimizar el sistema.

DESARROLLO
DATOS:
Rendimiento bomba = 78%
Rendimiento motor = 96%
Volumen deposito= 30(m3)
Tiempo llenado = 2(h) =7200(s)
Ø interno aspiración = 40(mm) = 0,04(m)
Ø interno descarga = 25(mm) = 0,025(m)
VEstanque=30 m3
tllenado=2 horas
Propiedades del agua a 20°C
Densidad = (998 kg/m3)
Viscosidad Dinámica = 1,02x10-3(Pa * s)Viscosidad Cinemática = 1,02 x10-6(m2/s)
Solucion.
En primera instancia se puede obtener el caudal (Q), a partir del volumen y tiempo de llenado entregado.
Q= VT= 30 7200=4,17x10m3s

Si suponemos Vs=2 m/s y Vd=4 m/s, ya que las velocidades de succión y descarga deben estar en una relación de 1 es a 2. Por lo tanto podemos obtener los sgtes radios y diámetros.
En la línea de succiónr=Q2*π= 4,16x10-32*π=25,73 mm

Lo que nos da un diámetro de 51,46 mm.
Numero de Reynolds en succión
Re= v xdviscosidad cinematica= 2 x 0,0511,02x10-6=1,009x105
El coeficiente de Reynolds en la línea de succión esta en régimen turbulento.
Coeficiente de fricción en la succión
El valor de la rugosidad para las tuberías de PVC, se obtuvo el factor de fricción de una página de internet. E=0,0015 mm
ϵD= 0,001551,46= 0,00003
Posteriormente con este valor y el número de Reynolds, se ingresa al diagrama de moody, lo que aproximadamente nos entrega un factor de fricción de 0,018.

En la línea de descarga
r=Q4*π= 4,16x10-34*π=18,19 mm
De lo cual obtenemos que el diámetro de la tubería de descarga es de 36,39 mm.
Coeficiente de Reynolds en descarga
Re= v xdviscosidad cinematica= 4 x3,64x10-21,02x10-6=1,43x105
El coeficiente de Reynolds en la línea de descarga esta en régimen turbulento.
Coeficiente de fricción en la succión
El valor de la rugosidad para las tuberías de PVC, se obtuvo el factor de fricción de una página de internet. E = 0,0015 mm
ϵD= 0,001536,39= 0,000041
Con este valor y el número de Reynolds, se ingresa al diagrama de moody, lo que aproximadamente...