UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA Departamento de Ingeniera Mecnica

SANTIAGO

TITULO DE LA EXPERIENCIA

________________________________________________________________________________________________________

EXPERIENCIA N __________Grupo N_____ __Fecha de la Exp_________________ Fecha de Entrega _________ ________

NOMBRE ASIGNATURA_________________________________________________________CODIGO___________

CARRERA__________ ____________________________________Modalidad (Diurna o Vespertina)___________________________

NOMBRE DEL ALUMNO___________________________________________________________________________ Apellido Paterno Apellido Materno Nombre

________________________ Firma del alumno

Fecha de Recepcin

Nota de Interrogacin ________________ Nombre del Profesor ________________________________________

Nota de Participacin ________________

Nota de Informe ____________________ _________________________________

Nota Final __________________ ______ ________________ Firma del Profesor

SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE MEJORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA X

________ Presentacin ________ Clculos, resultados, grficos

________ Caractersticas Tcnicas ________ Discusin, conclusiones

________ Descripcin del Mtodo seguido _______ Apndice

OBSERVACIONES

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENERIA

Departamento de Ingeniera Mecnica

Laboratorio General 2

Experiencia C223

Curvas caractersticas de una bomba centrifuga

Nombre: Ricardo Caldern

Profesor: Guillermo Arnguiz Z.

Asignatura: Laboratorio General 2

Grupo N2

Fecha de la experiencia: 26 de Marzo de 2015

Fecha de entrega: 2 de Abril de 2015

Contenido 1. Resumen. ....................................................................................................................................................................... 4

2. Objetivos. ....................................................................................................................................................................... 5

2.1 Objetivos generales ................................................................................................................................................ 5

2.2 Objetivos especficos ............................................................................................................................................. 5

3. Caractersticas tcnicas de los instrumentos y equipos utilizados. ................................................................................ 5

4. Descripcin del mtodo seguido. ................................................................................................................................... 7

5. Presentacin de los resultados. ..................................................................................................................................... 8

6. Discusin de los resultados, conclusiones y observaciones personales. ..................................................................... 12

6.1 Anlisis de las curvas caractersticas ................................................................................................................... 12

6.2 Anlisis de la potencia elctrica y sus costos asociados ...................................................................................... 14

6.3 Anlisis de la velocidad especifica ....................................................................................................................... 15

6.4 Anlisis del N.P.S.H ............................................................................................................................................. 15

6.5 Conclusiones y observaciones personales........................................................................................................... 16

7. Apndice ...................................................................................................................................................................... 17

7.1 Ecuaciones utilizadas ........................................................................................................................................... 17

7.2 Tabla de valores obtenidos y calculados .............................................................................................................. 19

7.3 Caudalimetro electromagntico ............................................................................................................................ 22

7.4 Manmetro de Bourdon ........................................................................................................................................ 23

7.5 Bibliografa y referencias ...................................................................................................................................... 24

4

1. Resumen.

Este informe lleva el ttulo de bombas centrifugas, dentro de este trabajo se encontrar con una amplia gama de clculos relacionados al estudio de este tipo de bombas. Estos clculos fueron hechos para diferentes caudales y velocidades de rotacin de trabajo de la bomba en cuestin. Se analiza una diversidad de grficos que comparan diversas propiedades, prontamente se entrar en la discusin y el anlisis de estos resultados obtenidos, donde dichos anlisis nos llevaron a muy buenas conclusiones, las cuales fueron muy acertadas y propiamente correctas para el estudio en cuestin. Finalmente se encontrar con el respaldo de toda la informacin recopilada durante este trabajo, junto con las ecuaciones que validan nuestros estudios.

5

2. Objetivos.

2.1 Objetivos generales

Observar y experimentar el funcionamiento real de una Bomba Centrfuga, a travs de sus curvas caractersticas

2.2 Objetivos especficos Graficar y analizar curvas caractersticas de funcionamiento para 2700 rpm y 3450 rpm, considerando la variacin de 10 caudales diferentes. Graficar y analizar la variacin de potencia elctrica con el caudal. Calculo del costo mensual Graficar la variacin de la velocidad especifica con la altura manomtrica Graficar la variacin del N.P.S.H con el caudal. Analizar

3. Caractersticas tcnicas de los instrumentos y equipos utilizados. Para el estudio de los fenmenos dentro de la experiencia, se utiliz el siguiente banco de ensayos:

6

Este banco cuenta con los siguientes equipos:

- Bomba centrifuga:

Altura nominal Pie 100

Caudal nominal GPM 180

Velocidad nominal de succin RPM 3450

Dimetro exterior del rodete Pulg 5,5

- Motor elctrico:

Potencia Hp 10

Voltaje Volts 240

Corriente Amp 38

Velocidad RPM 1500 a 4000

7

- Instrumentos:

Manmetro Bar 0 a 7 Tipo bourdon

Manvacuometro Bar -1 a 0,6 Tipo bourdon

Flujometro m3/hora Digital Electromagntico

Dinammetro kg 0 a 30 Balanza

Termmetro C Digital Termocupla

4. Descripcin del mtodo seguido. Previo al trabajo en el banco de ensayos, los alumnos junto con el profesor, discutieron las leyes detrs del experimento a realizar. Se analizaron grficos y formulas respectivos a la experiencia. Posteriormente a la discusin, el profesor procedi a explicar el funcionamiento de los equipos y los pasos de trabajo a seguir. El experimento consista en trabajar a dos velocidad rotacionales distintas dentro del motor elctrico de corriente continua, estas velocidades eran de 2700 y 3450 rpm. Para cada velocidad, se deba controlar el caudal, el cual se iba a medir desde el mnimo, que para este caso sera el valor 0, hasta un valor mximo que fue diferente para cada velocidad rotacional. Para cada velocidad y para cada caudal se deban tomar los siguientes datos:

- Caudal - Temperatura del agua - Presin de succin de la bomba - Presin de descarga de la bomba - Voltaje - Amperaje - Fuerza del rotor elctrico - Medicin de distancias de caeras y niveles de agua

8

Cada compaero tena funciones diferentes, unos estaban preocupados de las presiones y el caudal, otros observaban el panel de control y supervisaban que las rpm permanecieran constantes en su valor, ya que estas no podan variar, deban permanecer fijas en sus determinados valores. Estos mismos compaeros otorgaban los valores medidos de voltaje y amperaje. Otro alumno supervisaba la fuerza medida en el motor y el resto se encarg de anotar los datos en la pizarra y realizar las mediciones exteriores (temperatura y distancias).

Luego de registrar todos los datos enunciados y revisar que estos fueran coherentes con respecto a la teora, se detuvieron los equipos y se devolvieron los elementos mviles de medicin, como lo son el metro y la termocupla. Finalmente un compaero hizo un registro fotogrfico de los datos medidos, para luego compartirlo con los dems compaeros. De esta forma se dio fin al trabajo en el laboratorio.

5. Presentacin de los resultados. Con todos los datos necesarios para realizar los anlisis respectivos, se logr hacer diversos clculos para poder comprender y realizar los objetivos especficos. A continuacin se presenta una serie de grficos, los cuales fueron obtenidos a travs de diversos clculos que son presentados al final de este informe.

Curvas caractersticas

Grafico 5.1

20

25

30

35

40

45

0 2 4 6 8 10 12

Alt

ura

(m

)

Caudal (L/s)

Altura de elevacin vs Caudal

2700 RPM

3450 RPM

9

Grafico 5.2

Grafico 5.3

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10 12

Po

ten

cia

mec

nic

a (H

p)

Caudal (L/s)

Potencia mecnica vs Caudal

2700 RPM

3450 RPM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12

Ren

dim

ien

to (

%)

Caudal (L/s)

Rendimiento vs Caudal

2700 RPM

3450 RPM

10

Potencia elctrica y costo mensual

Grafico 5.4

Grafico 5.5

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10 12

Po

ten

cia

elec

tric

a (K

w)

Caudal (L/s)

Potencia electrica vs Caudal

2700 RPM

3450 RPM

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

0 2 4 6 8 10 12Co

sto

men

sual

(p

eso

s ch

ilen

os)

Caudal (L/s)

Costo mensual vs Caudal

2700 RPM

3450 RPM

11

Velocidad especifica

Grafico 5.6

N.P.S.H

Grafico 5.7

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 4 8 12 16 20 24

Alt

ura

man

om

etri

ca (

m)

Velocidad especifica

Altura manometrica vs Velocidad especifica

2700 RPM

3450 RPM

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8

N.P

.S.H

Caudal (L/s)

N.P.S.H vs Caudal

2700 RPM

12

Grafico 5.8

6. Discusin de los resultados, conclusiones y observaciones personales.

En esta seccin del informe, se proceder al anlisis y discusin de los resultados obtenidos y calculados para esta experiencia.

6.1 Anlisis de las curvas caractersticas

En primer lugar pasaremos al anlisis de la curva altura vs caudal (ver grfico 5.1). En la figura se observa claramente que para una velocidad de 3450 rpm, la altura disponible es mucho mayor a la altura en 2700 rpm, este fenmeno se puede explicar a travs de las leyes de semejanza para maquinas hidrulicas. La ecuacin de semejanza que relaciona la altura disponible con el caudal de la bomba es la siguiente:

12

= (12

)2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12

N.P

.S.H

Caudal (L/s)

N.P.S.H vs Caudal

3450 RPM

13

En la ecuacin se observa claramente que la altura dos con la velocidad rotacional dos, son directamente proporcionales, es decir, si incremento la velocidad rotacional tambin lo har la altura disponible. De esta forma queda explicado el porque de la diferencia en alturas para distintas velocidades. Del grafico tambin se puede observar que a mayor caudal menor es la altura, esto ocurre porque, la altura manomtrica tambin se puede entender como la energa disponible del fluido, es decir, cuando existe un caudal cero la altura debe ser mxima, ya que se encuentra con toda su energa para ser usada. Pero a medida que aumentamos el caudal, estamos usando toda esa energa disponible para poder transportar el lquido de un lugar a otro, dicho en otras palabras, para poder aumentar el caudal necesito de un mayor requerimiento energtico para lograrlo, parte de esa energa requerida la aporta el fluido con su altura manomtrica disponible. Si prestamos ms atencin, podemos observar que la altura responde a una funcin de tipo parablica dependiente del caudal, es decir podemos expresar la altura en funcin del caudal de la siguiente forma:

= 2 + +

Con los datos obtenidos durante la experiencia es posible determinar los valores de los coeficientes A,B,C para de esa forma obtener una ecuacin que nos otorgue al instante las alturas para distintos caudales. Otra curva caracterstica de la bomba es la que representa la potencia mecnica vs el caudal (ver figura 5.2), se denota que para una velocidad rotacional mayor el gasto de potencia mecnica es mayor, esto tiene mucha lgica ya que la potencia mecnica depende directamente de la velocidad rotacional, como lo demuestra la siguiente ecuacin:

=

2400

En esta ecuacin la potencia se entrega en Hp, la fuerza va en kgf y la velocidad en rpm. Con esto queda claro que a mayor velocidad rotacional, mayor potencia existir. En relacin a la potencia vs caudal, se puede notar que a mayor caudal, mayor es la potencia requerida, la respuesta a esta causa es un poco lgica, lo explicar con la siguiente analoga; si yo deseo mover 10 kg de manzanas, necesitar hacer un respectivo gasto energtico, pero si desease mover 100 kg, la energa que necesitare debe ser mucho mayor. Ocurre lo mismo con el fluido, si requiero aumentar el caudal, estar desplazando mayores cantidades de aguas, las cuales deben vencer la inercia y las respectivas fuerzas de roce que hallaran en su camino, sumado a otros tipos de perdidas, es por esto que el requerimiento energtico aumenta junto con el caudal. En la curva rendimiento vs caudal (ver figura 5.3), se observa que tanto para 2700 y 3450 rpm, estas tienen un comportamiento parablico, adems de ir aumentando su rendimiento a medida que aumenta el caudal, lo cual es acorde a la teora, lo que indica que todo esta bien. Siendo ms minuciosos en el anlisis es observable que para un mismo caudal el rendimiento es mayor para una velocidad de 2700 rpm. A partir de la siguiente ecuacin se obtendrn las conclusiones del porque de este fenmeno.

14

=

=

76

2400

El clculo del rendimiento es una relacin entre la potencia mecnica utilizada por la bomba y la potencia hidrulica ejercida por la bomba, en otras palabras, energa entregada dividido por energa utilizada. Para el caso estudiado, donde el caudal permanece fijo para distintas velocidades, los factores variables pasan a ser la velocidad, fuerza y altura. Estos factores marcan la diferencia entre sus rendimientos, para 2700 rpm la variacin entre estos factores es ms estable que en 3450 rpm, permaneciendo ms constante el factor rendimiento. Tambin se puede explicar la diferencia entre sus rendimientos, al factor de prdidas, a mayor velocidad y energa entregada al sistema, estas prdidas aumentan, disminuyendo as el rendimiento. Conceptualmente la bomba dentro de los planos e instrucciones entregadas por el fabricante, debe cumplir con ciertas condiciones para que su rendimiento sea el mximo, donde dichas condiciones de trabajo se acercan ms al trabajo con 2700 rpm.

6.2 Anlisis de la potencia elctrica y sus costos asociados

En la figura 5.4 se observa que a mayor caudal, mayor es el requerimiento elctrico, esto tiene sentido por lo explicado anteriormente al tema de la energa utilizada para el transporte de cualquier elemento. En relacin a la diferencia de potencial elctrico entre las distintas rpm, se puede decir que a mayor velocidad, mayor es el consumo elctrico, lo que es muy consistente con las leyes de la electrnica, ya que al hacer girar el rotor elctrico a mayores velocidades, el gasto energtico aumentar notablemente. Para obtener las curvas de costo vs caudal (ver grfico 5.5), se procedi bajo la hiptesis de que la bomba trabaja todos los das del mes en un rgimen constante de 8 horas diarias. Por lo tanto a travs de la siguiente formula fue posible obtener los valores para los costos segn el caudal.

= 8 30 El valor del Kwh fue obtenido a travs de la pgina de Chilectra, donde cuyo valor consta de 88 pesos chilenos. El costo aumenta, a medida que aumenta el caudal, ya que a mayor caudal mayor es la potencia elctrica consumida y as mismo mayores son los costos. Estos costos son mayores para 3450 rpm, ya que a esta velocidad se consume mayor energa. Con respecto a este caso, se puede deducir, que si por ejemplo necesito trabajar a un caudal de 5 L/s, debera seleccionar una velocidad rotacional de 2700 rpm con respecto a las de 3450, ya que los costos de esta son mucho menores que su similar. En caso de que necesite un caudal de mayor alcance y no sea posible alcanzarlo con la velocidad de 2700 rpm, tendr dos opciones, trabajo a 3450 rpm para obtener ese caudal deseado, pero a costa de los costos de operacin muy elevados o cambio la bomba por una que sea capaz de trabajar con ese caudal consumiendo una potencia elctrica menor a la bomba que ya tengo.

15

6.3 Anlisis de la velocidad especifica

La velocidad especfica se puede definir como el nmero particular de cada bomba o turbina. Sera algo parecido a su nmero de identificacin o al rut que poseemos cada chileno. Este nmero sirve para poder adquirir una bomba, es decir, si deseamos que un equipo cumpla con ciertos requerimientos, se debe calcular la velocidad especifica de dicho equipo, luego nos comunicamos con el fabricante y le otorgamos nuestros datos, donde el seleccionar la bomba ms adecuada para nosotros, basndose en el numero especifico. La ecuacin del nmero especfico viene dada de la siguiente manera:

=

0,75

En la grfica 5.6 se compara los valores de las alturas manomtricas y las velocidades especficas para cada rpm. Esta grafica es de gran utilidad, ya que si por ejemplo necesito que mi futura bomba trabaje a 2700 rpm y deba vencer una altura manomtrica de 25 metros, me dirijo directo a las curvas de velocidades especficas y observo que para estos requerimientos mi velocidad especifica es de valor 20, luego con este valor me dirijo a la tienda y obtengo el equipo ideal para los trabajos que realizar.

6.4 Anlisis del N.P.S.H

Los grficos 5.7 y 5.8 muestran el valor del N.P.S.H o altura neta positiva de aspiracin vs caudal. Las grficas estn por separado con respecto a las velocidades, ya que estas se superponen, entonces para mejorar su visualizacin de apartaron. El N.P.S.H obtenido en los clculos corresponde a la altura neta de aspiracin disponible, la cual siempre debe ser mayor a la N.P.S.H requerida, ya que si se llegasen a igualar el rodete de la bomba corre el riesgo de caer en el fenmeno conocido como cavitacin, lo cual es muy riesgoso, porque afecta directamente con la vida til del rodete, provocando una posible falla. La cavitacin se define como el proceso en el cual el lquido pasa a estado gaseoso, provocando burbujas de vapor dentro del fluido, donde estas burbujas son extremadamente dainas para el rodete, ya que producirn fisuras en este y otro tipo de efectos negativos. Se observa que a medida que aumenta el caudal el N.P.S.H disminuye, esto se produce porque al aumentar el caudal, las prdidas de carga tambin lo hacen, provocando mayores cadas de presin en el fluido y de esta forma el lquido se va acercando cada vez ms a su presin de evaporacin y as tambin acercndose a la cavitacin. El fabricante otorga unas curvas con respecto al N.P.S.H, donde se ve la relacin entre la altura neta de aspiracin disponible y la requerida, donde se deja claro bajo que condiciones es recomendable que la bomba trabaje para evitar su cavitacin.

16

A modo de ejemplo se adjunta la siguiente figura, donde se observan las condiciones de caudal y altura, para las cuales se mueve el N.P.S.H disponible y requerido.

6.5 Conclusiones y observaciones personales

Siempre es bueno tener una aproximacin fsica a las mquinas y equipos que se han estudiado durante todos los aos que llevamos estudiando nuestra futura profesin. La experiencia en este caso fue netamente positiva, se consiguieron medir todos los datos requeridos sin mayor problema, el estudio de cada caso es muy favorable para complementar lo aprendido. En general la experiencia tuvo un nivel ptimo, solo quiero agregar que el departamento de mecnica debiera hacer un esfuerzo y tratar que la mano de obra que se encuentra trabajando en nuestro galpn lo haga en horarios nocturnos, donde ya no haya alumnado en clases o trabajando en los laboratorios, ya que ellos sin intencin alguna, durante su trabajo hacen demasiado ruido, lo cual afecta directamente en la concentracin de los estudiantes, en la calidad de las clases, en el ambiente en general.

17

7. Apndice

7.1 Ecuaciones utilizadas

A continuacin se har un repaso de todas las ecuaciones utilizadas para hacer los clculos respectivos

que se utilizaron en las grficas mostradas en este informe. Perdida de carga

Donde K representa el factor de la valvula de bolas en el tubo de succin (K=6,9) y f es el factor de friccin que fue obtenido a travs del diagrama de moody para cada caudal.

Numero de Reynolds

Numero especfico

Rendimiento

H 1_2

Q

Areatubo

2

2gf

L

D K

ReynoldV D

Q

Areatubo

D

nsn Q

H

3

4

Nhidraulica

Nmecanica

18

Potencia elctrica

Potencia mecnica

Potencia hidrulica

Altura de elevacin

Costo operacional mensual

= 8 30

N.P.S.H

Nelectrica V I

NmecanicaF n

2400

Nhidraulica Q H

76

HPsalida Pentrada

NPSHPb

Psat

hs H 1_2

19

7.2 Tabla de valores obtenidos y calculados

Valores medidos para 2700 rpm

Caudal

probable

(L/s)

Caudal real

(L/s)

P succion

(bar)

P descarga

(bar)

Fuerza

motor (Kgf) Voltaje (V)

Intensidad

(A)

0 0 -0,54 2,25 1,2 230 7

0,758 0,74 -0,54 2,25 1,3 225 7,5

1,516 1,5 -0,54 2,2 1,45 225 8

2,274 2,3 -0,54 2,2 1,55 225 8,5

3,032 3,01 -0,56 2,2 1,65 225 9,5

3,79 3,79 -0,58 2,1 1,8 220 10

4,548 4,55 -0,6 2,05 1,95 220 10,5

5,306 5,36 -0,62 2 2,1 220 11,5

6,064 6,02 -0,64 1,95 2,2 220 12

6,822 6,82 -0,68 1,8 2,35 220 12,5

7,58 7,53 -0,71 1,8 2,5 220 13

Valores medidos para 3450 rpm

Caudal

probable

(L/s)

Caudal real

(L/s)

P succion

(bar)

P descarga

(bar)

Fuerza

motor (Kgf) Voltaje (V)

Intensidad

(A)

0 0 -0,54 3,75 1,9 215 15

0,964 0,95 -0,54 3,7 2,1 215 16

1,928 1,92 -0,56 3,65 2,25 215 17,5

2,892 2,88 -0,58 3,6 2,4 210 19

3,856 3,84 -0,59 3,55 2,6 210 20

4,82 4,82 -0,62 3,45 2,95 205 22,5

5,784 5,76 -0,65 3,4 3,15 200 23

6,748 6,71 -0,68 3,25 3,4 195 26,5

7,712 7,71 -0,72 3,2 3,65 195 30

8,676 8,64 -0,78 3 3,85 185 31,5

9,64 9,64 -0,83 2,9 4,1 180 34

20

Valores calculados para 2700 rpm

Caudal real

(L/s)

Delta P

(bar) H (m)

N mecanica

(Hp)

N

hidraulica

(Hp)

N electrica

(Kw)

Rendimiento

(%) ns

0 2,79 28,45486996 1,35 0 1,61 0 0

0,74 2,79 28,45486996 1,4625 0,277060576 1,6875 18,94431289 5,961590897

1,5 2,74 27,94492606 1,63125 0,551544593 1,8 33,8111628 8,603638812

2,3 2,74 27,94492606 1,74375 0,84570171 1,9125 48,49902278 10,65369989

3,01 2,76 28,14890362 1,85625 1,114844736 2,1375 60,05897565 12,12134742

3,79 2,68 27,33299337 2,025 1,363053222 2,2 67,31127022 13,90490327

4,55 2,65 27,02702703 2,19375 1,618065434 2,31 73,75796849 15,36458221

5,36 2,62 26,72106068 2,3625 1,884537964 2,53 79,76880271 16,81922146

6,02 2,59 26,41509434 2,475 2,092353525 2,64 84,53953638 17,9793044

6,82 2,48 25,29321775 2,64375 2,269733487 2,75 85,8528033 19,76982793

7,53 2,51 25,59918409 2,8125 2,536340213 2,86 90,18098535 20,5869334

Caudal real

(L/s) Psat (bar) Reynolds

Factor de

friccin

Perdida de

carga N.P.S.H

Costo

mensual

(pesos

chilenos)

0 0,02059 0 0 0 9,255813361 34003,2

0,74 0,02059 17594,95026 0,027 0,050651835 9,205161526 35640

1,5 0,02059 35665,43971 0,023 0,205833423 9,049979938 38016

2,3 0,02059 54687,00756 0,0215 0,481921061 8,773892299 40392

3,01 0,02059 71568,64903 0,02 0,82192555 8,43388781 45144

3,79 0,02059 90114,67768 0,0195 1,301275624 7,954537736 46464

4,55 0,02059 108185,1671 0,019 1,872855189 7,382958171 48787,2

5,36 0,02059 127444,5046 0,019 2,599028158 6,656785202 53433,6

6,02 0,02059 143137,2981 0,0188 3,276652312 5,979161049 55756,8

6,82 0,02059 162158,8659 0,0185 4,201843075 5,053970285 58080

7,53 0,02059 179040,5074 0,018 5,115049576 4,140763785 60403,2

21

Valores calculados para 3450 rpm

Caudal real

(L/s) Delta P (bar) H (m)

N mecanica

(Hp)

N hidraulica

(Hp)

N electrica

(Kw)

Rendimiento

(%) ns

0 4,29 43,75318715 2,73125 0 3,225 0 0

0,95 4,24 43,24324324 3,01875 0,540540541 3,44 17,90610486 6,305829208

1,92 4,21 42,9372769 3,234375 1,084731206 3,7625 33,53758318 9,012470082

2,88 4,18 42,63131056 3,45 1,615502295 3,99 46,82615347 11,09733831

3,84 4,14 42,22335543 3,7375 2,13339059 4,2 57,08068469 12,90684664

4,82 4,07 41,50943396 4,240625 2,632571996 4,6125 62,07981125 14,64645447

5,76 4,05 41,3054564 4,528125 3,130518801 4,6 69,13499077 16,070329

6,71 3,93 40,08159102 4,8875 3,538782576 5,1675 72,40475859 17,74073631

7,71 3,92 39,97960224 5,246875 4,055825438 5,85 77,29982967 19,05317833

8,64 3,78 38,55175931 5,534375 4,382726321 5,8275 79,19098943 20,7273039

9,64 3,73 38,0418154 5,89375 4,825303953 6,12 81,8715411 22,11371391

Caudal real

(L/s) Psat (bar) Reynolds

Factor de

friccin

Perdida de

carga N.P.S.H

Costo

mensual

(pesos

chilenos)

0 0,02059 0 0 0 9,255813361 68112

0,95 0,02059 22588,11182 0,026 0,083250015 9,172563345 72652,8

1,92 0,02059 45651,76283 0,0225 0,336769145 8,919044215 79464

2,88 0,02059 68477,64425 0,0215 0,755623072 8,500190289 84268,8

3,84 0,02059 91303,52567 0,0195 1,335836554 7,919976807 88704

4,82 0,02059 114604,9463 0,019 2,101723024 7,154090337 97416

5,76 0,02059 136955,2885 0,0188 2,999731232 6,256082129 97152

6,71 0,02059 159543,4003 0,0185 4,067392841 5,188420519 109137,6

7,71 0,02059 183320,3601 0,018 5,362516618 3,893296743 123552

8,64 0,02059 205432,9328 0,0175 6,724737462 2,531075899 123076,8

9,64 0,02059 229209,8926 0,0172 8,36439001 0,891423351 129254,4

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7.3 Caudalimetro electromagntico

El principio de funcionamiento del caudalimetro es la Ley de Faraday, enunciada en 1832 por Michael Faraday. En ella se establece que la tensin inducida a travs de cualquier conductor que se mueve en ngulo recto a travs de un campo magntico es proporcional a la velocidad de ese conductor. Es decir que E es proporcional a VxBxL, el voltaje depende de la velocidad del lquido promedio V, la intensidad del campo magntico B, y la longitud del conductor L, que en el caudalimetro es la distancia entre los electrodos. Para obtener la magnitud de la tensin E, estos tres valores se multiplican junto con una constante Para aplicar est ley a la medicin de caudal es fundamental cerciorarse de que el fluido sea conductor de la electricidad; se ubican las bobinas paralelas al flujo del fluido a ngulos rectos (como indica la ley) de un conjunto de electrodos a los lados del tubo, generando as un campo magntico en toda la seccin transversal del tubo. El tubo y el revestimiento deben estar hechos de plstico, caucho, tefln u otro material no magntico, para evitar alteraciones del campo magntico generado. Cuando el fluido (libre de vacos) pasa a travs de las bobinas, se induce un pequeo voltaje en los electrodos que es proporcional al cambio del campo magntico, el caudalimetro usa este valor para calcular el caudal del lquido.

Los caudalmetros magnticos modernos poseen un sistema de apagado del campo magntico midiendo el voltaje que continua inducindose en los electrodos, luego encienden de nuevo el campo, miden el voltaje y lo restan del voltaje medido cuando estaba apagado. Haciendo esto varias veces por segundo, se reduce el ruido de interferencia electromagntica a prcticamente cero.

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7.4 Manmetro de Bourdon

El manmetro de Bourdon consiste en un tubo de bronce o acero, doblada en circunferencia. La presin interior del tubo tiende a enderezarlo. Como un extremo del tubo est fijo a la entrada de la presin, el otro extremo se mueve proporcionalmente a la diferencia de presiones que hay entre el interior y el exterior del tubo. Este movimiento hace girar la aguja indicadora por medio de un mecanismo de sector y pin; para amplificar el movimiento, el curvado del tubo puede ser de varias vueltas formando elementos en C, torcido, espiral, o helicoidal.

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7.5 Bibliografa y referencias

Bibliografa

- Wilfredo Jara Maquinas hidrulicas - Frank White Mecnica de fluidos

Referencias

- Gua de laboratorio general 2 , experiencia C223 - www.chilectra.cl - Caudalimetro electromagntico Universidad Nacional de Colombia Juan Corchuelo - http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-07-08-manometro-bourdon.pdf