Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar la eficiencia de una bomba centrífuga. Se midió la presión, potencia eléctrica, corriente y flujo de agua para la bomba acoplada a un motor de 2 HP a diferentes RPM. Los datos sugieren que la bomba opera a su máxima eficiencia para un flujo entre 20 y 22 GPM, como se requiere. Sin embargo, se necesita determinar si la cabeza suministrada por la bomba es aprovechada completamente por el sistema a este flujo.

1. Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química
Laboratorio de Ingeniería Química ǁ
Grupo: 1
Práctica 2
Eficiencia de una Bomba
Lunes, 25 de Febrero del 2013
Romo Ríos Sergio
Ramos Mercado Gerardo

2. PROBLEMA
En un sistema de flujo se requiere bombear agua con un flujo entre 20 y 22 GPM a un tanque que se
encuentra a una presión manométrica de 1 kgf/cm2. Determine si en ese flujo la bomba, con diámetro
impulsor de 47/8 in, opera a su máxima eficiencia y si la columna (cabeza) que suministra la bomba es
aprovechada al máximo por el sistema. La bomba esta acoplada a un motor de 2 HP.
INTRODUCCIÓN
“El termino eficiencia se utiliza para denotar la relación de la potencia trasmitida por la bomba al fluido
a la potencia que se suministra a la bomba. Debido a las pérdidas de energía por fricción mecánica en los
componentes de la bomba, fricción del fluido y turbulencia excesiva en esta, no toda la potencia de
entrada se transmite al fluido.”
Del libro mecánica de fluidos de Robert L. Mott
DATOS EXPERIMENTALES
BOMBA CENTRIFUGA MARCA DIAMETRO SERIE
IMPULSOR
Worthinthon 4 7/8 in 23160
MOTOR TRIFASICO MARCA POTENCIA RPM
IEM Westinghouse 2HP 3500 a 60 ciclos
2875 a 50 ciclos
Tabla 1
PD PS Pot Intensidad RPM Flujo de Agua
Electrica L/min
2.80 Kg/cm2 1.50 lb/in2 560.00 W 3.20 APM constante 0.00L/min
2.75 Kg/cm2 1.00 lb/in2 620.00 W 3.40 APM constante 21.80L/min
2.70 Kg/cm2 0.50 lb/in2 660.00 W 3.50 APM constante 35.10L/min
2.60 Kg/cm2 1.00 lb/in2 680.00 W 3.60 APM constante 53.00L/min
2.50 Kg/cm2 1.00 lb/in2 700.00 W 3.80 APM constante 67.30L/min
2.40 Kg/cm2 0.50 lb/in2 730.00 W 3.90 APM constante 80.50L/min
2.20 Kg/cm2 0.00 lb/in2 760.00 W 4.00 APM constante 101.50L/min
2.05 Kg/cm2 -0.50 lb/in2 780.00 W 4.10 APM constante 110.50L/min
2.00 Kg/cm2 -.75 lb/cm2 790.00 W 4.20 APM constante 113.70L/min

3. Tabla 2
FLUJO DE H2O FLUJO DE H2O W f (Kgfm/Kg) Potencia (HP) H (m) ó (ft)
3
(m /s) GPM (lbfft/lbm)
0.000363 4.79542
0.000883 11.6586
0.001121 14.8042
0.001341 17.7078
0.001691 22.3273
0.001895 25.0109
II. Perdidas en el motor acoplado
FLUJO POTENCIA I PeEJ PeTE PCR
(GPM) ELECTRICA (Amp) (Watts) (Watts) (Watts)
(Watts)
0
S PeDR PFM (Pot. BHP M (%) B (%)
(Watts) Mec.)
(Watts)

4. Inventario de accesorios por tramo
Tramo 1 D Nominal (in): D int (cm): LTR: Área de
2
flujo(m ):
Accesorio Cantidad L/D K L tramo Le(m)
Salida de borda 1 1.5
Codo de rincón 1 30.5 1.07
Válvula Check (swing) 1 37 6.71
T recta 1 86 1.07
T lateral 1 13.5 3.35
ContraccióntipoBusching 1 0.55 11.5
SUMA Σ Le +L TR= 16.4
(m)
Tramo 2 D Nominal (in): D int (cm): LTR = 0.27 Área de flujo
(m)
Accesorio Cantidad L/D K L tramo Le
Codo 90° radio largo 1 6.5 0.91
Suma. Σ Le +L TR= 1.71
m
Tramo 3 D Nominal (in): D int (cm): LTR = 0.56 Área de flujo
(m)
Accesorio Cantidad L/D K L tramo Le
T Recta 1 11 0.99
Válvulaglobo 1 10.7 16.15
T lateral 1 6.8 2.9
ExpansiónBrusca 1 0.25 6
Suma Σ Le +L TR=
17.7 (m)

5. Tramo 4 D Nominal (in): D int (cm): LTR= (m) Área de flujo
Accesorio Cantidad L/D K L tramo Le
T Lateral 1 5.9 6.71
Balbulaglobo 1 22
Cruz 1 249.5
T recta 1 11 1.07
T lateral 1 11.5 3.35
válbula de golbo 100% A 1 14.5 18.29
Expansión 1 247
T lateral 1 11.5
T y Expanción 1 11.5
Suma Σ Le +L TR=
36.51
Tramo 5 D Nominal (in): D int (cm): LTR= Área de flujo
Accesorio Cantidad L/D K L tramo Le
Codo 1 12
Suma Σ Le +L TR=
20.12
Tramo 6 D Nominal (in): D int (cm): LTR= Área de flujo
Accesorio Cantidad L/D K L tramo Le
T recta 1 10
válbula de golbo 100% A 1 19
T recta 1 7.5
Válvula Check (swing) 1 60
Codo recto 1 5
T lateral 1 41
Descarga 1 15
Suma Σ Le +LTR= 26.0
(m)

6. Tabla 4
Tramo
Flujo m/s]  /2gc
2
Re fD le+LTR LeLTR F
[m3/s] D
Tabla 5
FLUJO DE H2O Wf H (m) ó (ft) Potencia
(m3 /s) ó (ft3 /s) (Kgfm/Kg) ó (HP)
(lbfft/lbm)
CUESTIONARIO
1. Para el flujo solicitado que trabajo mecánico requiere el sistema y para el mismo flujo que trabajo
aporta la bomba.
2. Trasponer en la (Gráfica 1), la curva de la columna del sistema, desde flujo cero al flujo máximo.
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 de la bomba y cuál el del sistema?, Explique ¿cuál es el
significado de la distancia entre la curva de la bomba y la curva del sistema?
4. Para el flujo solicitado con qué eficiencia opera la bomba, ¿corresponde a la máxima?

7. 5. De acuerdo a los resultados: qué recomienda:
a) operar a la máxima eficiencia,
b) cambiar la potencia del motor,
c) cambiar el diámetro del impulsor,
d) cambiar las RPM,
e) operar con el mínimo consumo de energía eléctrica.
6. Consulte curvas anexas de bombas Worthintong.
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.
CONCLUSIONES
MEMORIA DE CÁLCULO
Diagrama sencillo del sistema
Aplicamos el balance energético
Para este problema sabemos y suponemos las siguientes cosas
1) =1
2) Estictamente sabemos que los términos y no son iguales, pero solo por los diámetros
de tubería, por que la bomba es centrifuga, y para facilitar la solución del problema
supondremos que si son iguales

8. 3) =1
4) Como nuestro objeto de estudio es la bomba, sabemos que en las bombas no influye ni Z ni
por lo que se eliminaran de la ecuación
5) y son iguales por que se está trabajando con agua
Por lo tanto nuestra ecuación eliminando los términos ya antes mencionados queda de la siguiente
manera
Despejamos Wf
Por ultimo sabemos también que la cabeza de la bomba se obtiene de la siguiente manera