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Calculos para la potencia de una bomba domiciliaria
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Objetivo
Calcular la potencia real de la bomba en un domicilio mediante el
sistema de alimentacin de agua domiciliaria.
Antecedentes
En el caso de mi domicilio no tengo un segundo tanque ubicado en la parte
superior de mi casa, ya que la presin con la que entra el agua al tanque
ms la potencia de la bomba ya es sufciente para repartir agua domiciliaria
a todas las partes de la casa.
El clculo exacto de este sistema es algo complicado de hallar con suma
exactitud, ya que no se posee las medidas exactas de los tramos de las
tuberas al igual que los planos para ver por donde pasan estos mismos, ya
que la mayora de las construcciones no poseen los planos de la tubera
subterrnea del hogar, debido a que se lo construye despus de tener los
planos de la casa aprobados, donde estos planos solamente son de la
edifcacin.
El sistema de alimentacin de agua de mi domicilio est ormado por un
tanque de almacenamiento de agua deba!o del parrillero, donde tiene un
tramo de succin hacia la bomba y un tramo de descarga desde la bomba
hasta la pila donde se medir el "u!o volumtrico. #s adelante se
describir un esquema del sistema ad!unto con anexos.
En las construcciones de nuestra ciudad predomina, el uso de las tuberas
de acero comercial con dimetros de $ % y & de pulgada, de cedula '(,
pero hay casos donde se utili)a *+C al igual que hierro galvani)ado. En el
caso de mi domicilio se encuentra con tubera *+C.
Caudal puede reerirse a la cantidad de "uido tambin llamado "u!o
volumtrico, donde este es medido en volumen que se mueve en una
unidad de tiempo, midiendo esto mismo con la ayuda de una cubeta,
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probeta, botella o algn ob!eto donde pueda el volumen que est
ingresando en un determinado tiempo.
Materiales
Cronmetro del celular.
-alde de $( litros
arra de /,0 litros
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-omba de (,01* o (,/234
5lexmetro
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Procedimiento
#edimos el "u!o volumtrico de la pila deseada con un balde o !arra,
donde podamos medir el volumen y un cronmetro, donde podamos
cronometrar el tiempo del "u!o.
6brimos la pila de donde queremos sacar el "u!o volumtrico con un
volumen dado, en este caso 7 litros, con la ayuda del cronmetro
controlamos el tiempo en el que se llenan los 7 litros
8epetimos el proceso para sacar un "u!o volumtrico promedio, ya
que pueden haber variaciones al controlar el tiempo.
+emos la potencia y efciencia de la bomba.
9i no dice la efciencia de la bomba en la etiqueta, buscamos las
especifcaciones de la bomba.
Con el calibrador medimos los dimetros de las tuberas.
Con esos dimetros buscamos las especifcaciones de las tuberas
para saber el espesor de dichas tuberas.
:ra)amos un esquema de las tuberas desde el tanque de agua hasta
la pila donde se midi el "u!o volumtrico.
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Eectuamos los clculos aprendidos en de los distintos captulos del
libro de *rocesos de transporte y operaciones unitarias de C..
;ean3oplis.
6 continuacin se mostraran las rmulas que se tomaron en cuenta paraencontrar la potencia de la bomba$ $=,>$ (,0/0'% $=,07 (,0'?0
Fprom & '()%$%!*()%!%$*()%$+,*()%#%$*()%$"%-/%/!((( &()%$(,.!(#m#/s
Clculo Area succi0n
A1=
4D1
2
Clculo Area descarga
A2=
4D2
2
Clculo velocidad succi0nF=V1A1
V1=Fprom
A1
Clculo velocidad descargaV2=
Fprom
A2
Clculo 1e2nolds succi0n
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1=V1D1
Clculo 1e2nolds de descarga
2=V2D2
Clculo $3 succi0n
4 f1= 1,325
[ ln ( E3.7D1+5,74
10,9)]
2
Clculoh f1 succi0n
Kf codo 90=0.75Kf vlvulaabierta=0.17
h f1=(Kcodo902+Kvlvulaabierta+Kc )V1
2
2
ClculoFf1 de succi0n
Ff1=
4 f1LsuccionD1
V12
2Clculo $3 de descarga
4 f2= 1,325
[ ln ( E3.7D2+5,74
20,9)]
2
Clculoh f2 de descarga
hf2=(Kcodo 903+Kvlvulaabierta+Kexp)V2
2
2
ClculoFf2 de descarga
Ff2=
4 f2LdescaraD2
V22
2
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Clculo ! F
! F=Ff1+Ff2+hf1+hf2
Clculo"s
"s= (#total )+! F @$A?B V22
D
Clculo Potencia
m=Fprom
$ot%"=m"s1000
$ot#$=$ot%"1000
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4s5uema sistema de alimentaci0n de agua
6 continuacin se describir las longitudes de los distintos tramosnumerados en la imagen anterior.
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67 de tramo 8ongitud [m! $,02" (,># (,?=
$ (,?>% (,$>+ (,?= 0,>0, 0,7?9 (,='!( (,?=
succionF $,7$mdescargaF $/,$$ m1total F ?,7$ m
Gota.Ha dierencia de altura se toma desde la altura de la pila hasta la el puntoen el que llega el agua del tanque.
:ista succion 2 descarga bomba
8e2enda
;magen 6ombreaccesorio o
valvula
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Clculos 44=
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a efciencia ue sacada del catlogo de la bomba mostrada anteriormente.http
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Optimi>aci0n es5uema de sistema de alimentaci0n de agua
domiciliaria
+emos que al cambiar el recorrido de succin en solo dos tramos
disminuimos la cantidad de accesorios de dos a uno. 6l igual cambiamos la
:e por un codo de 7(I para disminuir la prdida de energa.
:ambin podemos disminuir la prdida de energa al cambiar la vlvula de
retencin de bola por una vlvula de bisagra.
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Optimi>aci0n dimetros de tuber?as
@rca !B Potencia[
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@rca "B Potencia[aci0n
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Conclusiones
9e pudo sacar un resultado aproximado a la potencia de la bomba
especifcada. *udieron haber variaciones en el resultado de la potencia por
dierentes actores, como ser la inexactitud de las mediciones de los
tramos, la cantidad de accesorios, el coefciente de riccin de la pila,
entre otros. Lentro de la bomba existe al igual una prdida de energa, la cual
nosotros no podemos incluir en los clculos de prdida de energa. El "u!o volumtrico es de suma importancia para este clculo ya que
un ba!o "u!o nos dar una ba!a potencia, si se calculara con un "u!o
mas grande como nos dara una potencia ms alta. 9e pudo ver en la pila del baRo de visitas, hubo un "u!o volumtrico
muy ba!o y al calcular la potencia, se calculaba un valor muy
pequeRo, donde se puede concluir que no se tomaba en cuenta todos
los accesorios que tena dicha pila.
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9u puede concluir que al aumentar los dimetros de succin y
descarga podemos ba!ar los costos de electricidad en el domicilio. 6l aumentar los dimetros de tubera, las velocidades de succin y
descarga se encontraran dentro de los intervalos representativos de
velocidades en tuberas.
Eibliogra3 ?a
;E6GSM*O9, C.., *rocesos de :ransporte y Mperaciones Jnitarias,CEC96, #xico, /era. Edicin $77>D
http
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Aneos
;magen !
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