Practica para determinar la curva de una bomba

1. Instituto Tecnológico de Mexicali.
Carrera:
Ingeniería Química.
Materia:
Laboratorio Integral 1.
Profesor:
Norman Edilberto Rivera Pasos.
Trabajo:
Reporte de Practica de laboratorio.
“Curva Característica de una bomba.”
Mesa No. 2
Samuel Lepe de Alba.
Jazmín Lizeth Jiménez Nava.
Lizeth Ramírez Salgado.
Rosa Isela Román Salido.
Diana Alejandra Ríos Marín.
Oscar Astorga Araujo.
Belén Guadalupe Domínguez Moreno.
Jesús Manuel Auyon González.
Mexicali B.C., 17 de septiembre de 2015

2. Objetivo:
Obtener experimentalmente la curva característica de una bomba que relacione la
altura con el caudal, y compararla con una curva teórica de una bomba similar.
Introducción:
Las bombas se utilizan para impulsar líquidos a través de sistemas de tuberías.
En general su función es:
 Elevar la presión de un fluido desde P1 a P2.
 Subir el fluido de un nivel de fuente Z1 al nivel de destino Z2.
 Incrementar la velocidad en el punto uno al punto dos.
 Se necesita que compense cualquier pérdida de energía en el sistema por
fricción en tuberías, válvulas, acoplamientos, componentes o cambios en el
área o dirección del flujo.
Marco teórico:
Las bombas son dispositivos que se encargan de transferir energía a la corriente
del fluido impulsándolo, desde un estado de baja presión estática a otro de mayor
presión. Están compuestas por un elemento rotatorio denominado impulsor, el cual
se encuentra dentro de una carcasa llamada voluta. Inicialmente la energía es
transmitida como energía mecánica a través de un eje, para posteriormente
convertirse en energía hidráulica.
El fluido entra axialmente a través del ojo del impulsor, pasando por los canales de
éste y suministrándosele energía cinética mediante los alabes que se encuentran
en el impulsor para posteriormente descargar el fluido en la voluta, el cual se
expande gradualmente, disminuyendo la energía cinética adquirida para convertirse
en presión estática.
Parámetros para la selección de una bomba:
 Naturaleza del líquido por bombear.
 Capacidad requerida (Q).
 Condiciones del lado de succión (entrada) de la bomba.
 Condiciones del lado de descarga (salida) de la bomba.
 Carga total sobre la bomba.
 Tipo de sistema donde la bomba impulsa el fluido.
 Tipo de fuente de potencia.
 Limitación de espacio, peso y posición.
 Condiciones ambientales.

3.  Costo de adquisición e instalación de la bomba.
 Costo de operación de la bomba.
 Códigos y estándares gubernamentales.
Capacidad requerida:
Capacidad requerida o caudal nominal es el volumen de líquido requerido en un
tiempo determinado. Se expresa normalmente en litros/minuto o m3/hora.
Bombas centrifugas:
La bomba centrífuga es el tipo que se utiliza más en la industria química para
transferir líquidos de todos los tipos (materias primas, materiales de fabricación y
productos acabados), así como también para los servicios generales de
abastecimiento de agua, alimentación a los quemadores, circulación de
condensadores, regreso de condensado, etc.
Éstas bombas están disponibles en una variedad amplia de tamaños, en
capacidades de 0.5 m3 /h a 2x104 m3 /h (2 gal/min a 105 gal/min), y para cargas de
descarga (presiones) desde unos cuantos metros a aproximadamente 48 MPa
(7000 lbf/in2). El tamaño y el tipo más adecuado para una aplicación dada sólo se
pueden determinar mediante un estudio de ingeniería del problema.
Las ventajas primordiales de una bomba centrífuga son la sencillez, el bajo costo
inicial, el flujo uniforme (sin pulsaciones), el pequeño espacio necesario para su
instalación, los costos bajos de mantenimiento, el funcionamiento silencioso y su
capacidad de adaptación para su empleo con unidad motriz de motor eléctrico o de
turbina. Una bomba centrífuga, en su forma más simple, consiste en un impulsor
que gira dentro de una carcasa.
El impulsor consta de cierta cantidad de hojas, ya sea abierta o resguardadas,
montadas sobre un árbol o eje que se proyecta al exterior de la carcasa. Los
impulsores pueden tener ejes de rotación horizontal o vertical, para adaptarse al
trabajo que se vaya a realizar. Por lo común, los impulsores resguardados o de tipo
cerrado suelen ser más eficientes.
Los impulsores del tipo abierto o semiabierto se emplean para líquidos viscosos o
que contengan materiales sólidos, así como también en muchas bombas pequeñas,
para servicios generales. Los impulsores pueden ser del tipo de succión simple o
doble, simple si el líquido entra por un lado, doble, si entra por los dos lados.

4. Curva característica de una bomba:
Las representaciones graficas de la carga real, el consumo total de potencial y el
rendimiento, frente a la velocidad volumétrica de flujo, reciben el nombre de curvas
características de una bomba.
Reactivos:
 Agua.
Material:
 Bomba sumergible (Beige).
 Bomba sumergible (Negra).
 Dimmer.
 Cuba hidroneumática.
 Vaso de precipitados de 1L.
 Mangueras.
 Regla.
Procedimiento 1 (Bomba Beige):
 Colocar la bomba en la cuba y llenarla hasta la marca negra.
 Conectarle la manguera.
 Conectar la bomba a la electricidad.
 Hacer las lecturas requeridas a diferentes medidas.
 Hacer los cálculos pertinentes.

5. Procedimiento 2 (Bomba Negra):
 Colocar la bomba en la cuba y llenarla hasta la marca negra.
 Conectarle la manguera.
 Conectar la bomba al Dimmer.
 Conectar el Dimmer a la electricidad.
 Hacer las lecturas requeridas a diferentes medidas.
 Hacer los cálculos pertinentes.
Cálculos y análisis:
Para el cálculo de (ha) utilizaremos la ecuación general de la energía:
𝑃1
𝛾
+ 𝑍1 +
𝑣1
2
2𝑔
− ℎ 𝐿 − ℎ 𝑅 + ℎ 𝐴 =
𝑃2
𝛾
+ 𝑍2 +
𝑣2
2
2𝑔
Aplicando las condiciones y despejando nos queda:
ℎ 𝐴 = 𝑍2 +
𝑣2
2
2𝑔
Bomba beige.
Se utilizó una hoja de Excel para facilitar los cálculos.
El caudal se obtiene de 𝑄 = 𝐴𝑉 o 𝑄 =
𝑉
𝑡
que fue la que utilizamos.
Donde
V: volumen medido.
t = Tiempo.
Obteniéndose lo siguiente.

6. Y graficándose se obtiene:
Lo cual es un error ya que lo ideal sería que la gráfica fuera así.

7. Bomba Negra:
Se utilizó una hoja de Excel para facilitar los cálculos.
El caudal se obtiene de 𝑄 = 𝐴𝑉 o 𝑄 =
𝑉
𝑡
que fue la que utilizamos.
Donde
V: volumen medido.
t = Tiempo.
Obteniéndose lo siguiente.

8. Y graficándose se obtiene:
Las complicaciones que pudieron haber hecho que esto fuera erróneo fue que la
altura no pudo haber sido constante y pudo haber error humano ya que una persona
fue la que estuvo sosteniendo la manguera y pudo haber variado la altura.
Conclusiones:
Con los datos obtenidos en esta práctica se logró obtener la curva de una bomba, y
se logró observar que conforme aumentaba la altura aumentaba el tiempo.
Bibliografía:
Operaciones unitarias en ingeniería química. Mcabe, Warren.
Mecánica de fluidos 6ta edición. Robert Mott.