Las bombas centrífugas son componentes esenciales en numerosos procesos industriales, desde el suministro de agua hasta la producción de petróleo. Su diseño y funcionamiento deben ser sometidos a pruebas exhaustivas para garantizar su eficiencia y confiabilidad. En este artículo, exploraremos la diferencia entre las pruebas de modelo y las pruebas de prototipo en bombas centrífugas, y cómo estas pruebas pueden ayudar a optimizar su rendimiento. Acompáñanos en este fascinante recorrido por el mundo de las bombas centrífugas y descubre cuál es el método más efectivo para medir su desempeño.
Las máquinas hidráulicas que convierten la energía hidráulica en energía mecánica se denominan turbinas, mientras que las máquinas hidráulicas que convierten la energía mecánica en energía hidráulica se denominan bombas. La energía hidráulica se presenta en forma de energía de presión. Si la energía mecánica se convierte en energía de presión debido a la fuerza centrífuga que actúa sobre el fluido, se denomina bomba centrífuga. Hemos comentado cómo calcular el trabajo realizado, alturas y eficiencias así como la velocidad mínima de arranque de la bomba centrífuga. Para producir estas bombas centrífugas como producto comercial, necesitamos probarlas como modelos/prototipos. En este artículo realizamos cálculos importantes para las pruebas de modelos de prototipos de bombas centrífugas.
Pruebas de bombas centrífugas.
Antes de fabricar bombas grandes, necesitamos construir modelos que sean completamente similares a las bombas reales (también llamados prototipos). Se realizan pruebas a los modelos y se predice el rendimiento de los prototipos. La completa similitud entre el modelo y la bomba real (prototipo) se da cuando se cumplen las siguientes condiciones:
Velocidad específica del modelo.
Velocidad específica del modelo = Velocidad específica del prototipo
velocidad tangencial
La velocidad tangencial (u) está dada por
También sabemos que la velocidad tangencial está dada por
Q∝D2 ×VF
Q∝D2 ×D ×N
Q∝D3 × norte
Rendimiento de la bomba
Por lo tanto,
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Todos estos parámetros deben cumplirse para poder diseñar un modelo. Ahora resolvamos un problema de ejemplo y comprendamos cómo se puede aplicar esta teoría a una situación práctica.
Cálculos para probar bombas centrífugas.
Planteamiento del problema: Se probó un modelo de bomba a escala 1:5 en un laboratorio a 1000 rpm. La altura desarrollada y el consumo de energía en el punto de mejor eficiencia fueron de 8 my 30 kW.
respectivamente. Si la bomba prototipo tiene que trabajar contra una altura de 25 m, determine su velocidad de trabajo, la potencia requerida para impulsarla y la relación de los caudales manejados por las dos bombas.
Respuesta:
Un quinto modelo significa que la relación entre las dimensiones lineales de un modelo y su prototipo es 1/5.
Velocidad del Modelo NMETRO = 1000 rpm
Cabeza del modelo HMETRO = 8m
Rendimiento del modelo PMETRO = 30kW
Jefe del prototipo HPAG = 25 metros
Dejar
nortePAG= velocidad del prototipo
PAGPAG = Rendimiento del prototipo
qPAG = caudal del prototipo
CMETRO = caudal del modelo
Velocidad del prototipo
De la ecuación (b) anterior obtenemos:
La velocidad del prototipo es de 353 rpm.
Rendimiento desarrollado a través de prototipos.
Con la ecuación (d) obtenemos
La potencia desarrollada por el prototipo es de 4143 kW.
Relación de caudales de modelo y prototipo.
La relación entre los caudales del modelo y el prototipo es 44,19.
Entonces, con la ayuda de este artículo, puedes calcular la velocidad específica y la potencia desarrollada del modelo y prototipo. Háganos saber lo que piensa al respecto en la sección de comentarios a continuación.
¿Sabes qué es la succión de una bomba centrífuga?
La succión de una bomba centrífuga es el proceso en el que la línea de succión, la carcasa de la bomba y parte de la línea de entrega hasta la válvula de entrega se llenan completamente desde el exterior con el líquido que la bomba entregará antes de arrancarla. Esto elimina el aire de estas partes de la bomba y las llena con el líquido a bombear. El trabajo realizado por el impulsor por unidad de peso de fluido por segundo se denomina calor generado por la bomba. La ecuación (a) del artículo anterior da la altura producida por la bomba como =1/g Vw2 tu2 Metro. Esta ecuación es independiente de la densidad del líquido. Esto significa que cuando la bomba funciona con aire, la altura producida se expresa en metros de aire. Cuando la bomba se llena de agua, la altura producida es el mismo metro de agua. Sin embargo, como la densidad del aire es muy baja, la altura del aire creada en un metro equivalente de columna de agua es insignificante y, por lo tanto, la bomba no puede aspirar el agua. Para evitar esta dificultad, se requiere succión para poner en marcha la bomba centrífuga.
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Pruebas de Bombas Centrífugas: Cálculos y Modelos
Introducción
Las máquinas hidráulicas que convierten la energía hidráulica en energía mecánica se llaman turbinas, mientras que las máquinas hidráulicas que convierten la energía mecánica en energía hidráulica se llaman bombas. La energía hidráulica se encuentra en forma de energía de presión. Si la energía mecánica se convierte en energía de presión mediante la fuerza centrífuga que actúa sobre el fluido, la máquina hidráulica se llama bomba centrífuga. En este artículo, hablaremos sobre los cálculos importantes involucrados en las pruebas de modelos de bombas centrífugas.
Pruebas de Bombas Centrífugas
Antes de fabricar bombas de gran tamaño, es necesario construir modelos que sean completamente similares a las bombas reales (también llamadas prototipos). Se realizan pruebas en los modelos y se predice el rendimiento de los prototipos. La similitud completa entre el modelo y la bomba real (prototipo) existirá si se cumplen las siguientes condiciones:
– Velocidad específica del modelo = Velocidad específica del prototipo
Velocidad Tangencial
La velocidad tangencial (u) se calcula mediante la siguiente fórmula:
… Ecuation (b)
También sabemos que la velocidad tangencial se puede expresar como:
Q ∝ D2 × VfQ ∝ D2 × D × NQ ∝ D3 × N
… Ecuation (c)
Potencia de la bomba
La potencia de la bomba se calcula mediante la siguiente fórmula:
Potencia de la bomba (P) = (ρ × g × Q × H) / η
η = eficiencia de la bomba.
… Ecuation (d)
Cálculos para las Pruebas de Bombas Centrífugas
Enunciado del problema: Se probó un modelo a escala 1/5 de una bomba en un laboratorio a 1000 rpm. Se encontró que la altura desarrollada y la potencia consumida en el punto de máxima eficiencia eran de 8 m y 30 kW respectivamente. Si la bomba prototipo tiene que trabajar contra una altura de 25 m, determina su velocidad de funcionamiento, la potencia requerida para impulsarla y la relación entre las tasas de flujo manejadas por las dos bombas.
Respuesta:
La velocidad del modelo es de 1000 rpm.
La altura del modelo es de 8 m.
La potencia del modelo es de 30 kW.
La altura del prototipo es de 25 m.
Con estos datos, podemos calcular la velocidad y la potencia del prototipo, así como la relación entre las tasas de flujo de ambos.
La velocidad del prototipo es de 353 rpm.
La potencia desarrollada por el prototipo es de 4143 kW.
La relación entre las tasas de flujo del modelo y el prototipo es de 44.19.
Así es como se pueden calcular la velocidad específica y la potencia desarrollada por el modelo y el prototipo con la ayuda de este artículo. Déjanos saber qué opinas en la sección de comentarios a continuación.
¿Qué es el Cebado de una Bomba Centrífuga?
El cebado de una bomba centrífuga se define como la operación en la que la tubería de succión, la carcasa de la bomba y una parte de la tubería de entrega hasta la válvula de entrega se llenan completamente desde una fuente externa con el líquido a bombear antes de poner en marcha la bomba. De esta manera, el aire de estas partes de la bomba se elimina y se llenan con el líquido a bombear. El trabajo realizado por el rodete por unidad de peso de líquido por segundo se conoce como la altura generada por la bomba. La ecuación (a) del artículo anterior nos da la altura generada por la bomba como =1/g Vw2 u2 metro. Esta ecuación es independiente de la densidad del líquido. Esto significa que cuando la bomba funciona en el aire, la altura generada está en términos de metros de aire. Si la bomba se ceba con agua, la altura generada es la misma en metros de agua. Pero dado que la densidad del aire es muy baja, la altura generada por el aire en términos de metros equivalentes de agua es despreciable y, por lo tanto, el agua puede no ser succionada desde la bomba. Para evitar esta dificultad, es necesario cebar la bomba centrífuga antes de ponerla en marcha.