INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE

POZA RICA

SISTEMAS Y MÁQUINAS DE DISTRIBUCIÓN

INGENIERIA ELECTROMECÁNICA

TEMA:

EJERCICIO

ALUMNOS:

CASTILLO SALAZAR ERICK ARIM

ESPINOZA RAMOS NIDIA DEL CARMEN

HERNANDEZ MENDOZA OLIVIA

LARA CABRERA JOEL DE JESUS

SANCHEZ MARTINEZ MARCOS JESUS

DOCENTE:

ING. RODOLFO SOSA ROJAS

POZA RICA, VERACRUZ. 14 DE JUNIO DE 2013

Se necesita bombear 40 m3 de agua a 212 °F y 2,246 Psig en 3 horas, del depósito A al B, donde la altura desde la superficie del agua hasta la línea central de la bomba es de 82.02 pie y 98.42 pie respectivamente. A través de una tubería de acero comercial cédula 40 de 750 pie de longitud en la línea de succión y una bomba con un impeler de 1 ¼”, cuya curva característica se muestra en la figura 1. Determine:

a) La presión en la succión y la descarga en Psia. b) Potencia desarrolla da por la bomba (Hp)

Datos:

V: 40m3

t: 3h

Fluido: Agua a 212°F

p= 62.4 Lbm /ft3

µ= 1.01cp

pv= 14.709Lbf /ft2

Tanque A

T= 212°F

Pa=14.709Lbf /ft2

L(succión)= 750 ft

a)

La tubería de acero cedula 40. La bomba trabaja con un diámetro de impulsor de 1 1/4 pulgada según la curva característica mostrada en la fig.1 el rendimiento de la bomba centrifuga es:

Diámetro de la línea de descarga: 1”

Diámetro de la línea de succión: 1 ¼”

El diámetro de la conexión de succión es usualmente más grande que el diámetro de la descarga para minimizar la energía cinética que entra a la bomba, porque esta energía disminuye la altura máxima de succión y aumenta la cavitación.

AB

82.02 ft ft

98.42 ft

Para conocer la presión de succión y descarga se debe calcular el cabezal de succión y descarga, respectivamente. Planteando el cabezal de succión se tiene:

Aplicando Bernoulli desde el punto 1 al 2

De la ecuación 1 se puede despejar , y para ello conozco todos los datos y los puedo calcular.

Para el caso de la descarga, no se puede plantear la descarga de Bernoulli ya que se desconoce la longitud en la línea de descarga, sin embargo de la curva característica podemos obtener el cabezal total (Ht).

El cabezal total se obtiene interceptado el Q (capacidad) con la curva cabezal con un diámetro de impulsor 1 ¼”,

Área de la succión

Ds= 1 ¼” cedula 40

Ds = .1041 ft

As =π ( .1041 )2

4=.008511 ft2

Área de la descargar

Dd= 1” cedula 40

Dd = .0833 ft

Ad =π ( .0833 )2

4=.005449 ft 2

Velocidad de succión

Vs = Q/As = 15.3918 ft/s

Velocidad de descarga

Vd = Q/Ad = 24.0411 ft/s

Calculo de cabezal de succión

Ktub = fLD

=fa 750 ft.1041 ft

K codo = 30 ft fa/fT = 30 fa

K codo = 0.5 fa/ft

124 * 62.4 Lbm /ft3 * 15.3918 ft/s * 1 ¼” / 1.01cp = 1.47x105

Leyendo en el diagrama de Moody con N Re = 1.47x105 y D = 1 ¼” cedula 40 el factor de fricción es fa = .0193 (el flujo está parcialmente desarrollado)

Leyendo fT = .018

Y sustituyendo en Kt = 152.487

Hl = 152.487 * (15.3918 ft/s)/2*(36 ft /s2 ) = 5.017X 1010

Hs = 17.186 Psia * 144 / 59.613 Lbf /ft3 + 5.910 – 15.321ft = 32.103 ft

32.103 ft – (15.3918 ft/s)/2*(36ft /s2 ) = 32 ft

Ps = 13.248

En la curva característica tal como se indica en la figura anterior se lee el cabezal total

Ht =36 ft

hd = 36 ft + 32.103 ft = 68.103 ft

hd = 68.103 ft

= 68.103 ft - .008511 ft2 /(36 ft /s2 ) = 68.1027

Pd = 26.189 Psia

b) Potencia desarrollada por la bomba

0.131*62.4 Lbm /ft3*36ft= 294.2784/550 = .5350 HP

PRECIO DE LA TUBERIA 1 ¼” CEDULA 40 (6.4m)

$648

Tubería a utilizar 284m (45 unidades) $29160

Bomba centrifuga nacesa 1.5 HP $ 2950.00Codos 1 ¼” cedula 40 $ 90.50Coples para tubería cedula 40 (44 unid) $ 1760.00