Trabajo Práctico N°1: Transporte de Fluidos. Bombas

INGENIERÍA QUÍMICA

Operaciones Unitarias I

Trabajo Práctico N°1:

Transporte de Fluidos. Bombas.

Profesores:

Alumnos:

Fecha de entrega:  11/05/2023

Índice

Contenido

Objetivos.        ¡Error! Marcador no definido.

Marco Teórico        3

Desarrollo        4

Croquizado del sistema        4

Datos obtenidos y resultados        4

Lecturas para una bomba        5

Lecturas para dos bombas en paralelo        5

Gráficos        6

Conclusiones        7

Bibliografía        7

TRABAJO PRÁCTICO N°1: BOMBAS

Objetivos

• Determinar las variables de un sistema de bombeo con el fin de confeccionar las curvas características de una bomba centrífuga.

Marco Teórico

Los equipos comúnmente utilizados para el transporte de fluidos incompresibles a través de tuberías son las bombas, las cuales incrementan la energía mecánica del líquido mediante un aumento en la velocidad, presión, elevación o una combinación de las tres. Las dos clases principales de bombas que existen son: de desplazamiento positivo y centrifugas.

En las bombas de desplazamiento positivo, un volumen determinando de líquido es encerrado en una cámara, la cual se llena alternativamente desde la entrada y se vacía a una presión más alta a través la descarga. Existen dos subclases dentro de estas: en las reciprocantes la cámara es un cilindro que contiene un pistón/embolo o un diafragma flexible; en las rotatorias la cámara se mueve desde la entrada hasta la descarga y de regreso a la entrada.

Por otro lado, las bombas centrifugas la energía mecánica del fluido se incrementa por acción centrifuga. El líquido entra a través de la conexión de succión concéntrica al eje del elemento giratorio de alta velocidad (impulsor), provisto de aspas radiales. El líquido fluye hacia fuera a través de los espacios entre las aspas, adquiriendo una velocidad considerable, y se recoge en una coraza (voluta), en donde la energía cinética se convierte en energía de presión, y se descarga a través de la impulsión que puede ser de tipo radial, axial o mixto.

En las bombas del tipo centrifugas existe una fuerte dependencia entre la capacidad y las presiones que desarrolla esta, lo cual genera que el cálculo de la eficiencia sea algo engorroso. Para ello es usual la utilización de curvas que representan la carga total sobre la bomba (cabeza de bomba) y el rendimiento en función del caudal, a una velocidad de rotación especifica determinada. Estos gráficos se conocen como curvas características.

Son útiles para la selección de la bomba adecuada para el sistema de tuberías que se está diseñando. Para ello se define el punto de operación, el cual se encuentra en la intersección de la curva que representa la carga del sistema en función del caudal, obtenida de la ecuación de balance de energía del sistema particular, y las curvas de rendimiento de la bomba. La operación normal de una bomba debe encontrarse en la vecindad del pico de la curva de eficiencia (en el rango de 60%-80% para centrifugas).

Las curvas características son construidas por los fabricantes mediante un banco de pruebas a través de estrangulaciones de diferente intensidad, practicadas sobre la tubería de impulsión. La forma más común es colocando una válvula y variando su apertura, para así medir las caídas de presión y caudales obtenidos. Por último, estos son graficados en un sistema de coordenadas rectangulares, con el caudal en el eje de ordenadas y la cabeza de bomba en el eje de abscisas.

En ocasiones, es necesario la asociación de bombas para obtener, ya sea, un mayor caudal o cabeza de bomba. Al asociar bombas en serie se logra aumentar las presiones desarrolladas por las bombas individuales, duplicando el valor si se usan bombas iguales. En este caso, la curva característica se desplaza hacia arriba sobre el eje de abscisas, alcanzando mayores valores de carga con un mismo caudal. En la práctica es poco usual observar bombas asociadas de esta forma, sino más bien asociación de impulsores sobre un mismo eje.

Por otro lado, las asociaciones de bombas en paralelo son ampliamente utilizadas cuando lo que se busca es aumentar el caudal, sin modificar la cabeza entregada por la bomba. Si son bombas iguales se asume una duplicación de caudal. En este caso, la curva característica se desplaza hacia la derecha sobre el eje de ordenadas, obteniendo mayores caudales con un mismo valor de cabeza de bomba.

Desarrollo

Croquizado del sistema

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Datos obtenidos y resultados

Tabla 1: Datos generales

Lecturas para una bomba

Tabla 2: Datos obtenidos para una bomba en funcionamiento

Tabla 3: Datos calculados para una sola bomba en funcionamiento