Universidad de la serena

Ing. De ejecución en mecánica

Laboratorio de bomba

centrifuga

El aplicar energía a un fluido por medio de una bomba y realizar los análisis respectivos para

verificar el funcionamiento de la misma es la idea del laboratorio, donde se varían las

revoluciones a las que se somete el motor.

Integrantes: Wilson Barraza U.

Pedro Villalobos Z.

Profesor: Yerko Vergara.

Introducción Las primeras bombas de las que se tiene conocimiento, son conocidas de diversas formas,

dependiendo de la manera en que se registró su descripción, como las ruedas persas,

ruedas de agua o norias. Todos estos dispositivos eran ruedas bajo el agua que contenían

cubetas que se llenaban con agua cuando se sumergían en una corriente y que

automáticamente se vaciaban en un colector a medida que se llevaban al punto más alto

de la rueda en movimiento. La existencia, en algunas partes de Oriente, de ruedas

semejantes ha continuado aun dentro del siglo veinte.

La más conocida de aquellas bombas, el tornillo de Arquímedes, aún persiste en los tiempos

modernos. Todavía se manufactura para aplicaciones de baja carga, en donde el líquido se

carga con basura u otros sólidos.

Sin embargo, es probablemente más interesante el hecho con todo el desarrollo

tecnológico que ha ocurrido desde los tiempos antiguos, incluyendo la transformación de

la potencia del agua en otra forma de energía, hasta la fisión nuclear, la bomba queda

probablemente como la segunda máquina de uso más común, excedida apenas por el

motor eléctrico.

Puesto que las bombas han existido por tanto tiempo y su uso está tan extendido, no es de

sorprenderse que se produzcan en una infinidad de variedades de tamaños y tipos y que se

apliquen también a una infinidad de servicios. Proporcionando un trabajo comprensible de

algunos tipos de estas bombas.

Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de fluidos

estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.

El funcionamiento en sí de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea,

transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el

fluido.

Objetivo: Conocer el comportamiento de una bomba, determinando el rendimiento de

esta, que es uno de los parámetros más importantes en el funcionamiento de la misma. Se

realizarán ocho mediciones de potencia eléctrica, caudal y presión.

Marco teórico Una bomba es una máquina hidráulica generadora que transforma la energía

(generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica del fluido

incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de

líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al

incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas

ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para

incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover

el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

Las Máquinas Hidráulicas se dividen en dos tipos:

Máquinas de desplazamiento positivo: son máquinas donde el aumento de presión ocurre

con el fluido confinado en una cavidad. Las presiones con que trabajan estos aparatos son

muy altas. Ejemplos de Máquinas de desplazamiento positivo son los compresores de

pistones y las bombas de engranajes.

Turbomáquinas: En ellas el fluido nunca se encuentra totalmente confinado. Ejemplos de

turbomáquinas son los Ventiladores, que trabajan con gases a baja presión. Bombas

Hidráulicas, que trabajan con líquidos a presión media y los Compresores, que trabajan para

gases a altas presiones. Para el caso de una bomba hidráulica, que trabaja con líquidos, ésta

consume cierta energía que entrega al líquido al comprimirlo pero no toda la energía

entregada a la bomba es traspasada al fluido porque suelen existir pérdidas y es por eso

que las bombas tienen cierta eficiencia, la cual indica el porcentaje de energía consumida

por la bomba que es entregado al líquido.

Elementos constitutivos de una bomba: Rodete, que gira solidario con el eje de la máquina

y consta de un cierto número de álabes que imparten energía al fluido en forma de energía

cinética y energía de presión. Caja espiral o voluta, que transforma también la energía

dinámica en energía de presión, y recoge además con pérdidas mínimas de energía el fluido

que sale del rodete, conduciéndolo hasta la tubería de salida o tubería de impulsión. Tubo

difusor troncocónico o difusor, que realiza una tercera etapa de difusión o sea de

trasformación de energía dinámica en energía de presión.

Procedimiento:

1. -Encender la bomba.

2. -Verificar el buen funcionamiento del medidor de potencia eléctrica, del medidor de caudal y

del medidor de presión.

3.- Medir la potencia eléctrica, la presión y el caudal cuando la bomba trabaje en vacío.

4.-Variar el caudal, midiendo la potencia eléctrica, la presión y el caudal, este procedimiento se

realiza ocho veces.

5.-Obtener la potencia al freno, la potencia hidráulica y el rendimiento de la bomba.

6.-Obtener las gráficas de la eficiencia v/s potencia hidráulica y altura de la bomba v/s

caudal.

Equipos a utilizar:

1.- Bomba.

2.- Wattímetro.

3.-Medidor de presión.

4.-Medidor de caudal.

Datos obtenidos

V A RPM Caudal

(lt/min)

Ps

(psi)

Pe

(mm bar)

227,5 2 1967 45 12 480

228 1,97 1972 40 15 460

227 1,92 1972 35 18 280

227,8 1,94 1976 30 20 210

227,6 1,8 1980 25 22 140

227 1,82 1980 20 25 80

227 1,80 1984 15 28 20

227,6 1,82 1981 10 30 0

Anexos Bombas centrífugas

En las bombas centrífugas la energía se comunica al líquido por medio de álabes en movimientos

de rotación, a diferencia de las de desplazamiento volumétrico o positivo, rotativos (de

engranajes, tornillos, lóbulos, levas, etc.) y alternativas de pistón, de vapor de acción directa o

mecánicas.

Las ventajas principales de las bombas centrífugas son: caudal constante, presión uniforme,

sencillez de construcción, tamaño reducido, bajo mantenimiento y flexibilidad de regulación.

Uno de sus pocos inconvenientes es la necesidad de cebado previo al funcionamiento, ya que las

bombas centrífugas, al contrario que las de desplazamiento positivo, no son auto aspirantes.

Factores de selección de las bombas

En la selección de bombas hay que tener en cuenta los siguientes factores

1.-Las propiedades físicas del líquido, como el peso específico, tensión de vapor, viscosidad,

temperatura, sólidos en suspensión, etc.

2.-El NPSH, de aspiración e impulsión de la máquina.

3.-Disponibilidad de la planta (agua limpia a temperatura ambiente, agua caliente, vapor a baja

presión, inyección de fuente externa, metanol, etc).

4.-Tipo y dimensiones de la bomba, velocidad, diámetro del eje y o camisa del eje, diámetro

interior de la cámara del cierre, longitud de la cámara de cierre, distancia entre la cámara del

cierre y el primer apoyo, cliente final, lugar de instalación de la planta, etc.

Punto de funcionamiento

El régimen de trabajo de una bomba centrífuga se determina, siempre, por el punto de

intersección de las características de la bomba y de la tubería, y por eso, al ser la característica de

la tubería invariable, salvo que se actúe sobre la válvula de impulsión, el cambio del número de

revoluciones de la bomba provocará el desplazamiento del punto de trabajo a lo largo de la

característica de la tubería. Si ésta corta a una parábola de regímenes semejantes, al cambiar el

número de revoluciones y pasar a otra curva característica, la semejanza se conservará,

pudiéndose considerar en este caso que el cambio del número de revoluciones de la bomba no

alterará la semejanza de los regímenes de trabajo.

Conclusiones

La altura de descarga disminuye a medida que el caudal aumenta. El rendimiento mecánico máximo se obtiene para una potencia hidráulica máxima, lo que se da cuando el caudal y la altura de descarga toman valores medios. (W. Barraza) Entre más alta sea la potencia hidráulica, mayor será la eficiencia de la bomba, las bombas pierden gran cantidad de eficiencia debido a las grandes pérdidas que ocurren por la conversión de energía cinética en energía de presión. (P. Villalobos)