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Practica 2 LIQ Balance de

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Práctica 2 Eficiencia de

Balance de materia con

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

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA LABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA II GRUPO: 01 Aguirre Guerrero Ana Gabriel Gabriel Baltazar Dueñas Jaquelin Gracida Valois Aarón

EFICIENCIA DE UNA BOMBA

PROBLEMA

En un sistema de flujo se requiere bombear agua con un flujo entre 20 y 22 GPM a un tanque q se encuentra a una presión manométrica de 1.0 Kg f Determine si en ese flujo la bomba, con diámetro de impulsor de 4 7/8 in, opera a su máxim eficiencia y si la columna (cabeza) que suministra la bomba es aprovechada al máximo por sistema. La bomba está acoplada a un motor de 2HP.

INTRODUCCIÓN

Una bomba hidráulica es una máquina una máquina generadora que transforma la ener (generalmente energía (generalmente energía mecánica) con mecánica) con la que es accionada en energía del fluido del fluido incompresible mueve. El fluido incompresible puede ser líquido ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos. incrementar la energía la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ell relacionadas según el principio el principio de Bernoulli. En Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar  zona presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una Sign up to vote on this title menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.



Useful

 Not useful

Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que generalmente es utilizado pa referirse a las máquinas las máquinas de fluido que transfieren energía, o bombean fluidos incompresibles

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DATOS PD (Kgf /cm2 )

Reading a Preview PYou're Pot. Elec. Intensidad s 2 (Kgf /cm ) (Watts) % (Amp)

Flujo Agua (L/min )

2.8 2.6 2.4 2.2 2.05

0.15 15 1.5 0.15 19 Free Trial 1.7 Download With 0.1 20 1.9 0 21 2 -0.1 21 2

0 49.3 77.1 103.7 115.5

Unlock full access with a free trial.

PD (psi)

Ps (psi)

Pot. Elec. (Watts)

39.823644

2.1334095

600

Sign up to vote on this title Intensidad Not Agua useful  Useful Flujo (Amp) (lb/s )

1.5

0

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Calcular el trabajo, la potencia, la columna o cabeza de la bomba correspondiente a cada flujo.

Flujo Agua (ft3/s )

Flujo Agua GPM

Wf (lbf ft/lbm)

Potencia (HP)

H (ft)

0 0.0290 0.0454 0.0611 0.0680

0 12.818 20.046 26.962 30.030

87.117 80.542 75.611 72.324 70.680

0 0.265 0.389 0.500 0.545

87.117 80.542 75.611 72.324 70.680

Calcular la potencia mecánica del motor, la eficiencia del motor y de la bomba utilizando el Método de pérdidas separadas. Usar la siguiente información. Determinación experimental de la potencia real del motor.

I PÉRDIDAS EN EL MOTOR SIN ACOPLAR You're Reading a Preview

a) Pérdidas por calentamiento delUnlock motor pérdidas portrial. efecto de Joule (PeEJ), sin acopla full o access with a free (S/A) el motor a la bomba: 2 (PeEJ) =Io Ro Trial (S/A) Download With Free

b) Pérdidas mecánicas y magnéticas del motor (PeMM) sin acoplar el motor a la bomba. PeMM(S/A) = Wo - PeEJ(S/A)

I PÉRDIDAS EN EL MOTOR ACOPLADO c) Pérdidas por calentamiento del motor acoplado (A) a la bomba (PeEJ).

PeEJ(A)=I2Ro Sign up to vote on this title  Useful  Not useful I es Intensidad de corriente para cada flujo. Ro es resistencia en ohms.



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PFM = PCR - PeDR h) Si la potencia final en la flecha del motor se expresa en unidades de HP, se obtiene la conocida Potencia al freno Break Horse Power: (BHP), y si la Potencia eléctrica suministrada se expresa en HP se denominará EHP, entonces la eficiencia del motor se calcula: i)

De esto último deduzca cómo calcular la Eficiencia de la bomba η=

B.

      

%ηM= % ηB = Flujo Agua GPM

Pot. Elec. (Watts)

0 12.818 20.046 26.962 30.030

600 760 800 840 840

S (%)

PeDR (Watts)

PFM (Watts)

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

13.75 17.710 18.666 19.642 19.642

536.250 690.721 728.001 766.069 766.069





 

Intensidad (Amp)





PeEJ (Watts)

1.5 5.512 You're1.7 Reading a 7.080 Preview 1.9 8.844 Unlock full access with a free trial. 2 9.800 2 9.800 Download With Free Trial BHP

PeTE (Watts)

PCR (Watts)

50 51.568 53.332 54.287 54.287

550 708.432 746.668 785.712 785.712

ηM (%)

ηB (%)

0.719 89.375 0 0.926Sign up to90.884 28.600 vote on this title 0.976 Useful91.001Not useful 39.840   1.027 91.199 48.708 1.027 91.199 53.0169

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Mostrar en una gráfica las curvas experimentales características del par motorbomba de acuerdo a la variación flujo volumétrico.

Curvas de Bomba y Sistema 100.000 90.000 80.000 70.000 ] t f [ H

60.000 50.000

Bomba

40.000

Sistema

30.000 20.000 10.000 0.000 0

You're Reading a Preview 10

20

30

40

Unlock full access a free trial. Flujowith [GPM]

Download With Free Trial

Cabeza de la bomba 100.000 90.000 80.000 70.000 ] t

60.000

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Potencia Mecánica 1.200 1.000 0.800

] P H [ 0.600 P H B

0.400 0.200 0.000 0

5

10

15

20

25

30

35

Flujo [GPM]

You're Reading a Preview

Eficiencia de la bomba 60.000 50.000



40.000 ) % ( 30.000 B η

20.000 10.000 0.000




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Potencia Eléctrica 900.000 800.000 ] P 700.000 H [ a 600.000 c i r t 500.000 c é l E 400.000 a i c n 300.000 e t o 200.000 P

100.000 0.000 0

5

10

15

20

25

30

35

Flujo [GPM]

CÁLCULOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL TRABAJO Y COLUMNA (CABEZA) QUE REQUIERE EL SISTEMA You're Reading a Preview 

Para determinar las pérdidas de energía por fricción verificar el siguiente inventario de Unlock full access with a free trial. válvulas, accesorios y con el flexómetro verificar la longitud de tramo recto. Download With Free Trial INVENTARIO DE ACCESORIOS POR TRAMO

TRAMO 1 Accesorio Salida de borda Codo de rincón Válvula Check

D Nominal (in) 2

Dint (m) 0.0508

Cantidad

L/D

1 1 1

Área de Flujo (m^2)=0 LTR= 3.77 m K Le  (m) Sign up to vote on this title



Useful

1.5

 Not useful 1.07 6.71

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TRAMO 3 Accesorio T recta Válvula globo T lateral

TRAMO 4 Accesorio T lateral T recta Cruz (T lateral) Válv. Globo 100% ABIERTA

TRAMO 5 Accesorio Válv. Globo 100% ABIERTA

of 14

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D Nominal (in) 2

Dint (m) 0.0508

Cantidad

L/D

D Nominal (in) 2

Dint (m) 0.0508

Cantidad

L/D

K

Le (m)

Σle+LTR=

0.99 16.15 2.9 20.6 Área de Flujo (m^2)= LTR= 7.1 m

K

Le (m)

Σle+LTR=

6.71 1.07 3.35 18.29 36.52

2 1 1 1

D Nominal (in) Dint (m) 1.5 0.0381 You're Reading a Preview L/D

Le (m)

Σle+LTR=

14.02 20.18

1

Download With Free Trial TRAMO 6 Accesorio T lateral T recta Codo 90° Válvula Check Entrada de borda

Dint (m) 0.0508

Cantidad

L/D

3 3 2 1

Área de Flujo (m^2)=0 LTR= 6.156 m

K


D Nominal (in) 2



Área de Flujo (m^2)=0 LTR= 0.56 m

1 1 1

Cantidad


Área de Flujo (m^2)=0 LTR= 3.915 m K

Le (m)

10.06  Sign up to vote on this title 3.2  Useful  Not useful 2.13 6.71 1.5

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Determinar las pérdidas por fricción para cada tramo y para cada flujo.

TRAMO 1 Flujo Agua (m3/s )

Velocidad (m/s)

v2/2gc

Re

fD

ΣLe+ΣLTR

(ΣLe+ΣLTR)/D

0.000 0.001 0.001 0.002 0.002

0.000 0.380 0.595 0.800 0.891

0.000 0.007 0.018 0.033 0.040

0.000 19966.339 31225.249 41998.162 46777.124

0.000 0.028 0.026 0.025 0.024

17.470 17.470 17.470 17.470 17.470

343.898 343.898 343.898 343.898 343.898

Flujo Agua (m3/s )

Velocidad (m/s)

v2/2gc

Re

fD

ΣLe+ΣLTR

(ΣLe+ΣLTR)/D

0.000 0.001 0.001 0.002 0.002

0.000 0.380 0.595 0.800 0.891

1.710 1.710 1.710 1.710 1.710

26.929 26.929 26.929 26.929 26.929

ΣLe+ΣLTR

(ΣLe+ΣLTR)/D

TRAMO 2

0.000 0.000 0.000 0.007 19966.339 0.028 0.018 31225.249 0.026 0.033 41998.162 0.025 0.040 You're 46777.124 0.024 Reading a Preview Unlock full access with a free trial.


Velocidad (m/s)

v2/2gc

0.000 0.001 0.001 0.002 0.002

0.000 0.380 0.595 0.800 0.891

0.000 0.007 0.018 0.033 0.040

Download With Free Trial Re

0.000 19966.339 31225.249 41998.162 46777.124

fD

0.000 20.600 405.512 0.028 20.600 405.512 0.026 20.600 405.512  0.025 Sign up to 20.600 vote on this title405.512 0.024  Useful 20.600  Not useful405.512

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Velocidad (m/s)

v2/2gc

Re

fD

ΣLe+ΣLTR

(ΣLe+ΣLTR)/D

0.000 0.001 0.001 0.002 0.002

0.000 0.380 0.595 0.800 0.891

0.000 0.007 0.018 0.033 0.040

0.000 19966.339 31225.249 41998.162 46777.124

0.000 0.028 0.026 0.025 0.024

20.176 20.176 20.176 20.176 20.176

529.554 529.554 529.554 529.554 529.554

Flujo Agua (m3/s )

Velocidad (m/s)

v2/2gc

Re

fD

ΣLe+ΣLTR

(ΣLe+ΣLTR)/D

0.000 0.001 0.001 0.002 0.002

0.000 0.380 0.595 0.800 0.891

0.000 0.007 0.018 0.033 0.040

0.000 19966.339 31225.249 41998.162 46777.124

0.000 0.028 0.026 0.025 0.024

27.520 27.520 27.520 27.520 27.520

541.732 541.732 541.732 541.732 541.732

TRAMO 6

You're Reading a Preview 

Unlock full access with a free trial. Calcular el trabajo mecánico, la columna y la potencia que requiere el sistema.

Download With Free Trial Flujo Agua 3 (ft /s )

0 0.0290377 0.0454119 0.0610793 0.0680295

Wf (lbf ft/lbm)

38.3191679 39.8463927 41.7876001 44.3523805 45.5041604

H (ft)

Potencia (HP)

38.3191679 0 39.84639274 0.13106194 41.78760013 0.21495248 Sign up to vote on this title 44.35238052 0.30685722  Useful  Not useful 45.50416041 0.35064992

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Trabajo que requiere el sistema Flujo Agua 3 (ft /s )

Wf (lbf ft/lbm)

H (ft)

Potencia (HP)

0 38.3191679 38.3191679 0 0.0290377 39.8463927 39.84639274 0.13106194 0.0454119 41.7876001 41.78760013 0.21495248

0.0610793 44.3523805 44.35238052 0.30685722 0.0680295 45.5041604 45.50416041 0.35064992

Trabajo que aporta la bomba Flujo Agua (ft3/s )

Wf (lbf ft/lbm)

Potencia (HP)

H (ft)

0 0.0290

87.117 80.542

0 0.265

87.117 80.542

0.0454

75.611

0.389

75.611

0.0611 0.0680

72.324 You're Reading a0.500 Preview 70.680 0.545

72.324 70.680



2. Trasponer en la (Gráfica 1), la curva de la columna del sistema, desde flujo cero al flujo máxim Sign up to vote on this title

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Curvas de Bomba y Sistema 100.000 90.000 80.000 70.000 ] t f [ H

60.000 50.000

Bomba

40.000

Sistema

30.000 20.000 10.000 0.000 0

10

20

30

40

Flujo [GPM]

3. En esta gráfica 2 determine, para el flujo solicitado, ¿Existe un punto de intersección entre las dos curvas?,¿cuál es el valor de la cabeza la bomba y cuál el del sistema?, Explique ¿cuál es el You'redeReading a Preview significado de la distancia entre la curva de la bomba y la curva del sistema? Unlock full access with a free trial.

No, no existe una intersección entre las dos curvas en el flujo de 20 a 22 GPM Download With Free Trial 4. Para el flujo solicitado con qué eficiencia opera la bomba, ¿corresponde a la máxima? Flujo Agua GPM 20.046

ηM (%)

91.0001625

ηB (%)

39.8393451 Sign up to vote on this title

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En la grafica se observa que para el flujo de 20-22 GPM aun no se llega a la máxima eficiencia, si

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Eficiencia de la bomba 60.000 50.000 40.000 ) % ( B

30.000

η

20.000 10.000 0.000 0

5

10

15

20

25

30

35

Flujo [GPM]

5. De acuerdo a los resultados: qué recomienda: a) operar a la máxima eficiencia, b) cambiar la potencia del motor,

You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.

c) cambiar el diámetro del impulsor,Download With Free Trial d) cambiar las RPM, e) operar con el mínimo consumo de energía eléctrica. 6. Consulte curvas anexas de bombas Worthintong.


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Los fabricantes de bombas proveen las curvas características de la bomba, las cuales muestran la cabeza, la eficiencia, potencia y NPSH-R, versus el flujo manejado por la bomba.

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