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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
I. INDICE DE TABLAS 2
II. INDICE DE GA!IC"S #
III. ES$%EN &
I'. INT"D$CCI"N. (
'. PINCIPI"S TE)IC"S. *
'I. DETALLES E+PEI%ENTALES ,
'II. TAB$LACI)N DE DAT"S ES$LTAD"S. ,/
'III. DISC$SI"N DE DAT"S ES$LTAD"SE+PEI%ENTALES
2(
I+. C"NCL$SI"NES. 2*
+. EC"%ENDACI"NES. 2
+I. BIBLI"GA!0A. 21
+II. APNDICE. 2/-&&
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
BOMBA CENTRÍFUGA
• Tabla N3 ,4 Con5i6iones E78erimentales. ,/
• Tabla N3 24 Cara6ter9sti6as 5e la tuber9a. ,/
• Tabla N3 #4 Cara6ter9sti6as 5el tan:ue. ,/
• Tabla N3 &4 Pro8ie5a5es !9si6as 5el agua ,/
• Tabla N3(4 Cara6ter9sti6as 5e la bomba. 2;• Tabla N3*4 Datos 5e 8resiones 5e 5es6arga y su66i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
• Tabla N32,4 %e5i6iones 5e 8resi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
RESUMEN
El obeti=o 5e la 8r6ti6a es 5eterminar las 6ur=as 6ara6ter9sti6as 5euna bomba 6entrifuga y 5e 5os bombas en serie y 8araleloH y a6eruna 6om8ara6i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
INTRODUCCION
Des5e siem8re fue un 8roblema el lle=ar o transferir materiales 5e unlugar a6ia otro? 8ero la 6reati=i5a5 e ingenio 5el ombre iFo 8osiblela 6rea6i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
5i56ti6o las bombas instala5as en serie y en 8aralelo utiliFan5o ele:ui8o 5i56ti6o.
FUNDAMENTOS TE/RICOS
DESCRI,CI/N DE UNA BOMA
$na bomba i5ruli6a es una m:uina genera5ora? 6a8aF 5etransformar la energ9a me6ni6a en energ9a i5ruli6a 5el Oui5o.Cuan5o se aumenta la energ9a 5el Oui5o se in6rementa su 8resi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
La bomba 6entr9fuga es el ti8o 5e bomba ms utiliFa5o en la In5ustriau9mi6a? 8or su sim8li6i5a5 en el maneo? su bao 6osto 5e instala6i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
FUNCIONAMIENTO
El l9:ui5o es as8ira5o 5e un tan:ue? a tra=>s 5e una tuber9a5enomina5a tuber9a 5e su66i
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El agua se intro5u6e en la tuber9a 5e su66is 5e la e7tra66i
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!inalmente ten5remos la siguiente e6ua6i
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Como se 8o5r obser=ar? en =eF 5e la 8resi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Cur1a ren!imiento4au!a"
Al ser el ren5imiento el 6o6iente entre la 8oten6ia 6omuni6a5a alOui5o y la 8oten6ia al freno se 6om8ren5e :ue la 6ur=a 6ara6ter9sti6a5el ren5imiento frente al 6au5al 8resente tambi>n un m7imo? :ue8r6ti6amente 6oin6i5e 6on el 6au5al
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N,S- RE5UERIDO0
Si no se 6onsi5era la 8resi
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Efe6to 5e la 6a=ita6i6tri6a JAK
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
θ Cos4 !a6tor 5e 8oten6ia 6ara6ter9sti6o 5el motor
,OTENCIA :TIL
Es la 8oten6ia transmiti5a 8or la bomba al l9:ui5o bombea5o. Es 5e6ires la energ9a re:ueri5a 8ara trans8ortar el Oui5o 8or uni5a5 5etiem8o. Se 8ue5e 6al6ular me5iante la siguiente e78resi
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!ig.#4 Anlisis 5e una bomba
Se a6e el anlisis en el siguiente sistema? se toma 6omo 8untos losin5i6a5os al ni=el 5e 6a5a uno 5e los manr5i5as 8or fri66i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Cur=as 5e 5os bombas iguales en serie
En lo anterior se 5e5u6e el 6aso general. Si las bombas :ue estn enserie? son iguales? enton6es se tiene :ue? las 6argas se 5u8li6an?tri8li6an? et6.? 8ara 6a8a6i5a5es iguales segn se trate 5e 5os? tres? oms bombas iguales 6olo6a5as en serie. La e@6ien6ia se mantieneigual y las 8oten6ias ne6esarias se 5u8li6arn? tri8li6arn? et6.? segnel nmero 5e bombas iguales 6olo6a5as en serie.
BOMBAS TRABA;ANDO EN ,ARALELO
Dos o ms bombas estn o8eran5o en 8aralelo? 6uan5o sus 6au5ales6on6urren a una tuber9a en 6omn? estos 6au5ales se suman 8araobtener un mayor 6au5al? mantenien5o la 6arga total.La 8oten6ia resultante ser la suma 5e las 8oten6ias 5e los e:ui8osin5i=i5uales.
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Cur=as 5e 5os bombas iguales 6ombina5as en 8aralelo
El anlisis :ue se a e6o anteriormente es 5e ti8o generalH si lasbombas 6olo6a5as en 8aralelo son iguales? la 6a8a6i5a5 8ara 6argas
iguales se 5u8li6ar? tri8li6ar? et6.? segn sean 5os? tres o msbombas iguales las 6olo6a5as en 8aralelo.
En el 6aso 5e bombas iguales en 8aralelo? la e@6ien6ia ser igual :ueen la bomba original 8ara el 8unto 5e la 6ur=a 5e la 6ombina6i
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DETALLES E
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2. Se 8ro6e5i< a6omenFar a 6errar la
=l=ula en la 5es6arga8ara obtener5iferentes 6au5ales?inme5iatamente seanotan las me5i5asobteni5as en el=a6uometro?man
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
,. llenamos 5e agua el tan:ue 5e agua.
2. Primero se 8ro6e5e a 6al6ular la 6ur=a 6ara6ter9sti6a 5e unabomba? 8ara esto se toma 5atos 5e 8resiones en la su66i ?0 Con5i6iones E78erimentales.
Presi
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Sui9n
Diam. Int. Tub.Su66i 0 Pro8ie5a5es !9si6as 5el agua
Pro8ie5as5es 5el agua a ,/3CDensi5a5 JUgm#K //1?(*
'is6osi5a5
JUgmsK ;?;;,;(*gra=e5a5Jms2K /?1,Tab"a N>0Cara6ter9sti6as 5e la bomba
Datos 5e la Bomba'oltae J=K 22;n JP%K #&(;
Presi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Tab"a N>0 Datos 5e 8resiones 5e 5es6arga y su66i0 'elo6i5a5es y 8resiones 5e su66i
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;?;;2/ ;?;,,& ;?,/(,;?;;2&, ;?;;1* ;?,&**
;?;;,/ ;?;;(/ ;?;//;;?;;,## ;?;;21 ;?;&*#
Tab"a N>?H0Carga 5e la bomba
Presi?@0 Con5i6iones E78erimentales
Presi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Tem8eratura 5eAgua ,/3 C
Tab"a N>?4 Cara6ter9sti6as 5el e:ui8o
$ni5a5 5e bombas6entr9fugas
E:ui8o
Arm@el5 !%-2, C?0 Cara6ter9sti6as 5e la Bomba 8ara serie y 8aralelo
Bomba en
Serie
Bomba en
Paralelo ^\JmK ;?;11 ;?;11
Pot. Su8li5aJ]K /#2?;1 11(?
Tab"a N>?0 Con5i6iones 5el Agua
T JCK 2#Densi5a5JUgm_#K //?,/
8eso es8e6i@6oJUgfm_#K //?,/
Tab"a N>?0 %e5i6iones 5e 8resi
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/ #(/ ,?, #( (,; ,?, ,* &2# ,?, ,* *2; ,?,, (;2 , ,; *2; ,?, ; (1; , ; (( ;?1(
Tab"a N>?0 6au5ales 6al6ula5os? Carga 5e la Bomba? Poten6ias til yentrega5a? y E@6ien6ia
e=olu6iones *; F e=olu6iones /; FBomba , Bomba ,
Jm_#sK `JmKP.tilJ`K
P.entrega5a J]K
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P.tilJ`K
P.entrega5a J]K
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e=olu6iones *; F e=olu6iones /; F
Bomba 2 Bomba 2Cau5alJm#sK
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P.entrega5
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Tab"a N>?0 %e5i6iones 5e 8resi
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Tab"a N>@H0 6au5ales 6al6ula5os? Carga 5e la Bomba? Poten6ias til y
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Tab"a N>@?0 %e5i6iones 5e 8resi
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#?;; (&; ;?, 2& * ;?*
Tab"a N>@@4 6au5ales 6al6ula5os? Carga 5e la Bomba? Poten6ias til yentrega5a ? y E@6ien6ia
e=olu6iones *;F e=olu6iones /;FCau5a
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DISCUSI/N DE RESULTADOS
Bo&'a C$ti*uga
• De la Gra@6a N3 , se obser=a :ue a me5i5a :ue aumenta el6au5al? se registra una menor 6arga 5e la bombaH esto se 5ebe
a :ue al aumentar el 6au5al aumenta la =elo6i5a5 5e 8aso 8orel interior 5e la Bombay este se :ue5a menor tiem8o? 8or lo:ue el Oui5o est re6ibien5o una menor energ9a Cin>ti6a ? y la6arga a5:uiri5a es tambi>n menor.
• De la Gra@6a N3 2 se obser=a :ue el el NPS 5is8onible esmayor :ue el NPS re:ueri5o 8or lo 6ual se tiene :ue la bomba6entrifuga utiliFa5a no 6a=ita.
• De la Gra@6a N3 # se obser=a :ue la e@6ien6ia 5e la bombaaumenta al aumentar el 6au5al y 5isminuye tambi>n 6on este?se a8re6ia :ue ay 8untos en la gra@6a :ue no se en6uentran5entro 5e la 6ur=a 5e ten5en6ia? esto se 5ebe a :ue tal =eF
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ubo un error al me5ir los tiem8os 5e 5es6arga o tal =eF :ue nose tu=o el tan:ue a altura 6onstante antes 5e em8eFar la
me5i6i
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Bo&'a C$ti*uga (EquipoDidáctico)
• Los arreglos en serie y en 8aralelo 5e8en5en 5e losre:uerimientos 5e un 5etermina5o 8ro6eso? si se :uiere5es6arga libre JK? se 5ebe utiliFar bombas en 8aralelo y si se:uiere mayores 6argas i5rostti6as JK se utiliFa bombas enserie.
• La 6arga i5rostti6a? 8oten6ia? e@6ien6ia son fun6iones 5el6au5al 5esarrolla5o 8or la bomba.
•
La bomba tiene un 8unto m7imo 5e e@6ien6ia el 6ual seregistra a 5etermina5o 6au5al
• Al aumentar las re=olu6iones 5e la bomba obtenemos una
meor e@6ien6ia
RECOMENDACIONES
Evitar que el nivel de agua en el tanque de descarga choque con el tubo dedescarga porque produciría variación en la medición de la presión de descarga.
En la 8r6ti6a se 5ebe utiliFar un me5i5or 5e 6au5al 8araobtener me5i5as ms e7a6tas.
e=isar el ni=el 5el mer6urio 5el man
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=aria6iones 5e 8resi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
• MCabe arren L.& Smit) ;u"ian C. ' -arriot ,eter& "8era6iones $nitarias en Ingenier9a u9mi6a ? Cuarta e5i6i
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=(0,6mx0,6m )(0,29m)
31.05s =0.00333 m3/s
A,LICACION DEL BALANCE DE ENERGIA 7ECUACI/N DEBERNOULLI8,ARA -ALLAR LA CARGA TOTAL DE LA BOMBA0
H =( Pdescarga− Psucción)
γ +
(vdescarga2 −vsucción
2 )2g
+" 2−" 1+hf
Ni- d *$cia Presi
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Pa&s= Patm− Psuccion (vacio)
Patm=756mmHgx 1atm760mmH g
x 10333 'gf /m2
1atm =10332 'gf /m2
Pa&s=10332 'gf
m2 −4.2 pulg . Hgx
345.320 'gf
m2
1 pulg . Hg
Pa&s=8881 .66 'gf
m2
,re#i9n !e De#arga0
Pa&s= Patm− Pdesc .(manom)
Pa&s=10332 'gf
m2 −5 Psi. x
703.069 'gf
m2
1 Psi
Pa&s=13847 .35 'gf
m2
Por lo tanto4
( Pdescarga− Psucción)
γ =
(13847 .35−8881 .66 ) 'gf
m2
998.56 'gf
m3
( Pdescarga ( P succión)
γ
=4.97m
P/dida+ po *icci#$
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
h f =
f % ) v2
2 %g
,ara "a #ui9n
* ℜ=
(0 .0525m)(1,54 ms )(998.56 'gm3 )0 .001056
'gms
* ℜ=76337 .01
Del gr@6o 5e rugosi5a5 relati=a 6on res8e6to al 5imetro4
∈
%=0.0024
De la e6ua6i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
* ℜ=
(0 .04089m)(2.53 ms )(998.56 'gm3 )0 .001056
'gms
* ℜ=98011 .57
Del gr@6o 5e rugosi5a5 relati=a 6on res8e6to al 5imetro4∈
%=0.0035
De la e6ua6i
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
∆ " =0 .56m
Para allar el h f usamos la siguiente e78resi
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
*P+H %=( P1− Pvapor)
γ −
v 22
2g−∆ z−h f
h f =(0.02652 ) x 3,545
(0.0525m) x
(1.54 m/s)2
2 x 9.81m / s2
h f =0.215808 m
El =alor 5el NPSD es4
*P+H %=(10332−210.37) 'gf /m2
998.56 'gf /m2 −
(1.54 m/s )2
2 x9.81m /s−0.56m−0.215808 m
*P+H %=9.2399
8 CÁLCULO DEL N,S- RE5UERIDO0
La e6. Del fabri6ante4
*P+HR R=0.00125 ( n2 )0.67
Don!e0=caulal=0.0033m3/s
n=3450 RP/
*P+HR R=0.00125 (0.0033 x34502 )0.67
*P+HR R=1 .50491
8 CÁLCULO DEL ,OTENCIAL :TIL0
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Putil ( 'W )=0gH 1000n
Putil=(0.0033m
3
s ) x ( 9.81ms2 ) x (998.56 'gf
m2 ) x6.68m1000
Putil=0 .2179 'W
8 CÁLCULO DEL ,OTENCIAL REAL0
Preal ( 'W )= I ( 1mperio ) xV ( voltio ) xcos2
1000
Preal=5.1 1x 220V
1000
Preal=1.122 'W
8 CÁLCULO DE LA EFICIENCIA0
n=
Putil
Preal
n=0.2179 'W 1.122 'W
x100
n=19.42
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
BOMBA0 CENTRÍFUGA0 (E!UIPO DID"CTICO)
A. ,ara una #o"a bomba a ?HHK
,ara una Tem%eratura a @>CDensi5a54 //.,/Ugm#
Peso es8e69@6o4 //.,/Ugfm#
horificio=33mmHg
h&om&a=100mmHg
∆ Porificio=33 mmHg∗101.325 'Pa
760mmHg =4.4 'Pa
∆ P3om&a=100 mmHg∗101.325 'Pa760mmHg =
1360 'gf /m2
Ca"u"o !e" Cau!a"
=- d x$x d
2 x √ 2 x0x 4 P04 x0
( I )
=0.61 x$x (0.024m)
2
x
√2 x 997.19
'g
m3 x 4.4 'Pa x
1000 Pa1 'Pa
4 x 997.19 'g
m3
=0.00082m3/s
Los demás valores se observan en la tabla N°7
?8 C*"u"o !e "a arga tota" 7 - 8
8/19/2019 Bomb as Terminado
41/50
41
Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
E6ua6ir5i5as8or fri66i
8/19/2019 Bomb as Terminado
42/50
42
Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Psuplida=0.8∗220V
1.4
Psuplida=246.4
La e@6ien6ia la allamos 5e la manera siguiente4
n= Putil
Psuplida x100
Enton6es ten5remos4n=
11.63W
246.4W x100
n=4.72
B. ,ara "a bomba en #erie a H-
,ara una Tem%eratura a @>C
Densi5a54 //.,/ Ugm
#
Peso es8e69@6o4 //.,/ Ugfm#
C*"u"o !e" au!a"
Se tiene los siguientes 5atos4horificio=36mmHg h&om&a=110mmHg
∆ Porificio=4.8 'Pa
∆ P&om&a=1496 'gf /m2
Con la e6ua6i
8/19/2019 Bomb as Terminado
43/50
43
Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
H =∆ P
γ +∆ z
H =
1496 'gf
m2
997.19 'gf
m3
+0.088m=1.59m
C*"u"o !e "a e+ienia
La e@6ien6ia la allamos 5e la manera siguiente4
P6til= 0∗g∗∗ H
P6til=997.19 'g/m3∗9.8m /s2∗0.00086m3/s∗1.59m=13.3W
Psuplida=0.8∗V
I I4 %e5imos 6on un
Psuplida=0.8∗220V
0.35
Psuplida=61.6
n=
Putil
Psuplida x100
Enton6es se tiene4
n=13.3W 61.6W
x100=10
C. ,ara "a# bomba# en %ara"e"o a H-
Carga tota" 7-80
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44
Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Con los 5atos 5el Informe 5e la Srta. Blas o5r9gueF JSemestre 2;;,-IIK? tenemos 8ara un 6au5al ;.;;;& m#s.
V2.;( m
C*"u"o !e "a e+ienia0
Con los 5atos 5el Informe 5e la Srta. Blas o5r9gueF JSemestre 2;;,-IIK? tenemos los 5atos 5e 8oten6ia.Poten6ia til 8ara las bombas en serie4 2.*# J]KPoten6ia su8li5a las bombas en serie4 && J]K
n= Putil
Psuplida x100
Enton6es se tiene4
n=2.63
44 x 100
n=6
GRÁFICAS
BOMBA0 CENTRIFUGA0
Gr*+a N?0 Carga 5e la Bomba =s Cau5al
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45
Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
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-7m8 3# 57m#8
JmK
5 7m#8
- 7m8
Gr*+a N@0 NPS =s Cau5al.
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N,S-7m8 3# 57mAO#8
NPSAD
NPSA
5 7mAO#8
N,S- 7m8
Gr*+a N0 E@6ien6ia =s Cau5al.
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
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K E+ienia
E@6ien6ia
Polynomial J E@6ien6iaK
E!UIPO DID"CTICO
Gr*+a N0 Carga y e@6ien6ia 5e la Bomba , =s Cau5al 8ara las
fre6uen6ias 5e *; y /;
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HK
E@6ien6ia
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47
Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
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GHK
E@6ien6ia
A`
Gr*+a N0 Carga y e@6ien6ia 5e la Bomba 2 =s Cau5al 8ara lasfre6uen6ias 5e *; y /;
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E@6ien6ia
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
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Gr*+a N0 Carga y e@6ien6ia 5e Bombas en Serie =s Cau5al 8aralas fre6uen6ias 5e *; y /;
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
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fJ7K V - &1&&*&21.,7_2 - ,,.27 1.&c V ,
HK
`Polynomial J`K
E@6ien6ia
8/19/2019 Bomb as Terminado
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Bomba Centrifuga - Bombas en Serie yParalelo
Gr*+a N0 6om8ara6i