Reporte de practica: Potencia de una bomba centrifuga en un circuito hidráulico

1. INSTITUTO TECNOLOGICO DE MEXICALI
INGENIERIA QUIMICA
LABORATORIO INTEGRAL I
UNIDAD I
REPORTE PRACTICA #2
POTENCIA DE UNA BOMBA CENTRIFUGA EN UN CIRCUITO HIDRAULICO
Integrantes:
Aranda Ramírez Eva L.
Cruz Rivera Laura A.
Ceceña Rodríguez Karla A.
Arredondo Juárez Edith A.
Rojas García Tania Y.
Rolón Correa Beyda
Profesor:
Rivera Pazos Norman Edilberto
MEXICALI 27 DE FEBRERO 2018

2. Índice
1. Objetivo
2. Marco Teórico
3. Material y Equipo
4. Procedimiento
5. Resultados y Estimaciones
6. Incidencias
7. Evidencias
8. Conclusiones
9. Bibliografía

3. Objetivo
Demostrar experimentalmente la potencia hidráulica que la bomba transmite a un fluido.
Marco Teórico
Bomba centrifuga
Las Bombas centrífugas también llamadas Rotodinámicas, son siempre rotativas y son un tipo de bomba
hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor. Una bomba centrífuga es una máquina que consiste
de un conjunto de paletas rotatorias encerradas dentro de una caja o cárter, o una cubierta o coraza. Se denominan
así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga. Las paletas imparten
energía al fluido por la fuerza de esta misma acción. Es aquella máquina que incrementa la energía de velocidad
del fluido mediante un elemento rotante, aprovechando la acción de la fuerza centrífuga, y transformándola a
energía potencial a consecuencia del cambio de sección transversal por donde circula el fluido en la parte estática,
la cual tiene forma de voluta y/o difusor.
Las bombas centrífugas son generalmente divididas en tres categorías:
• Bombas centrífugas de flujo axial,
• Bombas centrífugas mixtas
• Bombas centrífugas de flujo radial.
Características de una bomba centrifuga:
• La característica principal de la bomba centrífuga es la de convertir la energía de una fuente de movimiento
(el motor) primero en velocidad (o energía cinética) y después en energía de presión.
• Existen bombas centrifugas de una y varias etapas. En las bombas de una etapa se pueden alcanzar
presiones de hasta 5 atm, en las de varias etapas se pueden alcanzar hasta 25 atm de presión, dependiendo
del número de etapas.
• Las bombas centrifugas sirven para el transporte de líquidos que contengan sólidos en suspensión, pero
poco viscosos. Su caudal es constante y elevado, tienen bajo mantenimiento.
• Este tipo de bombas presentan un rendimiento elevado para un intervalo pequeño de caudal pero su
rendimiento es bajo cuando transportan líquidos viscosos.
• Este tipo de bombas son las usadas en la industria química, siempre que no se manejen fluidos muy
viscosos.
• Las bombas centrífugas de una etapa y monoblock, son ideales para movimientos de líquidos en general,
con una profundidad máxima de aspiración de 7 m. o 9 m.
• Estas bombas son adecuadas para bombear agua limpia, sin sólidos abrasivos.
Partes de una bomba centrifuga:
• Carcasa. Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de
velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante
reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.
• Impulsores. Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual
depende la carga producida por la bomba.

4. • Anillos de desgaste. Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes
en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando
así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.
• Estoperas, empaques y sellos. La función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido
bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de
la bomba.
• Flecha. Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el
movimiento que imparte la flecha del motor.
• Cojinetes. Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las
partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.
• Bases. Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.
Funcionamiento:
El flujo entra a la bomba a través del centro u ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del
rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía
de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en
el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la
salida.
La potencia de la bomba está dada por: 𝑃𝐴 = ℎ 𝐴 𝑄𝛾
Dicha cantidad expresada en términos de hp en general se denomina fuerza o potencia hidráulica.
Circuito hidráulico: es un sistema que comprende un conjunto interconectado de componentes separados que
transporta líquido. Este sistema se usa para controlar el flujo del fluido (como en una red de tuberías de
enfriamiento en un sistema termodinámico) o controlar la presión del fluido (como en los amplificadores
hidráulicos).

5. Material y Equipo
Cantidad Nombre Observaciones
1 Bomba Sumergible
1 Manguera ½ in
1 Cinta métrica
1 cuba
1 Cronometro
1 Vaso de precipitado 4L
1 Probeta 1L
2 Soportes universales
2 Pinzas 3 dedos
2 Pinzas nuez
Procedimiento
1) Limpiar los materiales a utilizar.
2) Verter 3.5 litros en el vaso de precipitado. Colocar esta agua en la cuba.
3) Poner la bomba en la cuba y todo esto ponerlo al nivel de la mesa.
4) Conectar la manguera de ½ in en la bomba.
5) Conectar el regulador a la bomba.
6) Introducir en la cuba aproximadamente 3 litros más (revisar que la bomba este completamente tapada con el
agua).
7) Poner el otro extremo de la manguera en el vaso de precipitado.
8) Colocar los soportes universales con las pinzas donde sea necesario detener las mangueras.
9) Medir con la cinta métrica la altura máxima (desde la mesa hasta la parte más elevada de la manguera).
10) Medir con el cronómetro el tiempo que tarda el llenarse los 3.5 litros del vaso de precipitado, haciendo las
repeticiones que sean necesarias.
11) Cambiar la altura de la manguera.
12) Repetir los pasos 9, 10 y 11 las veces necesarias.
13) Calcular gastos y potencia.
14) Revisar el amperaje de la bomba utilizada para poder calcular una potencia nominal que será comparada con
las potencias calculadas.

6. Resultados y Estimaciones
Se utilizaron los gastos calculados en la practica anterior, para el calculo de potencia de la bomba se utilizaron
las siguientes fórmulas.
𝑃𝐴 = ℎ 𝐴 𝑄𝛾
ℎ 𝐴 =
𝑉2
2𝑔
+ ℎ 𝐿 + ∆𝑧
ℎ 𝐿 = ℎ𝑓 + ℎ 𝑚
ℎ𝑓 =
L
D
∙ 𝑓 ∙
𝑉2
2𝑔
Despreciamos hm ya que no tuvimos perdidas por accesorios por lo que hL=hf y se obtuvo:
Incidencias
Se olvido anotar el amperaje de la bomba por lo que sé tuvo que pedir prestada la bomba de nuevo para poder
hacer las anotaciones necesarias.
Para poder realizar el cálculo del número Reynolds, se tomo en cuenta la viscosidad cinemática del agua a
temperatura ambiente, por lo que se tuvo que medir la temperatura del agua y utilizar una viscosidad cinemática
acorde a dicha temperatura registrada y se hicieron los cálculos de nuevo.
Se utilizo el diagrama de Moody, para obtener el factor de fricción, así que los cálculos podrían sufrir un error en
su calculo por no utilizar un factor de fricción mas exacto.
Altura (m) Q (m^3/s) V (m/s) hA (m) PA (W) Pnominal (W)
0.25 0.0003118 2.46 0.5258 1.606 132
0.45 0.0003022 2.385 0.835 2.47 132
0.576 0.0002967 2.341 0.9412 2.73 132
0.736 0.0002865 2.261 1.066 2.99 132
1 0.0002763 2.18 1.2959 3.63 132

7. Evidencias

8. Conclusiones
En la práctica realizada nos dimos cuenta de que la potencia nominal es mucho mayor a la potencia real calculada.
Esto puede ser causado a que la eficiencia de las bombas ha disminuido notoriamente, debido al gran tiempo de
uso, falta de cuidados de los estudiantes y a la falta de mantenimiento continuo.
Bibliografía
http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm
http://www.yubasolar.net/2015/04/funcionamiento-de-una-bomba-centrifuga.html