Gasto másico, potencia y eficiencia

de una bomba.

LABORATORIO DETERMODINÁMICA

¿Qué se entiende por flujo másico?

Es la cantidad de masa que pasa por una sección transversal porunidad de tiempo.

m= flujo másico.= densidad del fluido de trabajo.= sección transversal.

V = velocidad de desplazamiento del fluido.

Es una sustancia que se deforma continuamente bajo la acciónde fuerzas cortantes. John J. Bertin.

¿Qué es un volumen de control?Es una región elegida apropiadamente en el espacio.Generalmente encierra un dispositivo que tiene que ver con elflujo másico.

¿Qué es un fluido?

Es un proceso en el cual las propiedades en cadapunto del volumen de control se mantienenconstantes con el tiempo.

¿Qué es estado estable?

Un sistema se dice que está en régimenestacionario si las propiedades del sistema sonconstantes con el tiempo en cualquier posicióndentro de y sobre las fronteras del sistema.

¿Qué es régimen estacionario?

El régimen permanente se logra cuando laspropiedades de toda la masa del sistema tienen elmismo valor.

¿Qué es régimen permanente?

Es el tipo de flujo bien ordenado y ocurre cuandolas capas adyacentes del fluido se deslizan enforma suave una sobre otra y el mezclado entre lascapas o láminas sólo se produce a nivel molecular.

¿Qué es Flujo laminar?

De la primera ley de la termodinámica aplicada a  sistemas abiertos.

donde:

= energía en forma de calor que recibe o entrega el sistema.

W = energía en forma de trabajo que recibe o entrega el sistema.

Bombas de Desplazamiento Positivo (BDP)

En las bombas de desplazamiento positivo, la transferencia de energía al fluido eshidrostática. En esta transferencia, un cuerpo de desplazamiento, reduce el espaciode trabajo lleno de fluido y bombea dicho fluido a la tubería. El cuerpo dedesplazamiento ejerce una presión sobre el fluido. Al aumentar el espacio detrabajo, este se vuelve a llenar nuevamente con fluido de la tubería.

A.- Alternativas Émbolo o pistón Diafragma

B.- Rotativas1.- Rotor Simple Paletas deslizantes Tubos Flexibles Tornillo

2.- Rotor Múltiple o Engranaje Lóbulo Tornillo

Tipos de bombas

Bombas Dinámicas

Las bombas dinámicas añaden simplemente cantidadde movimiento al fluido por medio de paletas o álabesgiratorios.

No hay volúmenes cerrados: el fluido aumenta sucantidad de movimiento mientras se mueve a travésde pasajes abiertos, para convertir después su altavelocidad en incremento de presión al salir a través deun difusor.

A.- Rotativas Centrífugas o de flujo de salida radial Flujo axial Flujo mixto

B.- Diseños Especiales Bomba de chorro o eyector Bombas electromagnéticas para metales líquidos Actuadores (martinetes hidráulicos o neumáticos)

Tipos de bombas por carga y descarga del fluido

Cebar una bomba.

Para cebar la bomba inicialmente el cuerpo es llenadomanualmente con agua. Esta agua llega hasta el impulsor ovoluta a través del orificio de cebado. La acción del impulsorproduce un vacío constante en la entrada del mismo hastaque el agua sea succionada rápidamente a través de laválvula de retención existente en el cuerpo de la bomba,completando así el ciclo de cebado.

Purgar una bomba.

Implica el llenado de fluido en todos los ductos del sistemade admisión expulsando el aire que había dentro. El cebadotambién se utiliza como sinónimo de purgado, lo que es lomismo, eliminación de la burbujas de aire que se forman enel líquido por diferencia de presión.

Pichancha

También conocida como válvula de pie, la pichancha regulaeficientemente el flujo necesario de agua que requiere suministrarla bomba hacia un dispositivo. Su cierre perfecto permite mantenerla columna de agua necesaria dentro de la tubería, para evitar elpurgado de la bomba.

La pichancha consta de una rejilla o canastilla que evita el paso delas partículas gruesas suspendidas en el agua, que podrían dañarla bomba, por lo que garantiza un suministro constante de agua.

T = 

= 

Régimen permanente, estado estacionario

= 

Suma de presiones

= 

=  1 + 

=  2 +  + 

1  +  = 2 +  + 

1 −  2 =  +  + 

=  + 

1 −  2 =  +  −  − 

1 −  2  =  − 

1 −  2  =  ( −  ) [Pa]

Balance de masa

[m/s] [m/s]

Balance de energía

. .

Balance de energía

[m/s]

[m/s]

[m/s]

Suma de presiones Bomba

=  +

= +

= +

−  = + − ( − )

−  = + 1 =[Pa]

Balance de energía

. .

[J/s]

[m/s]

Eficiencia = ƞ = 

ƞ� ����� ��= ẆbombeoẆ

ƞ� ����� ��= Ẇ��� ��Ẇ é

ƞ� ����� ��= Ẇ��� ��Ẇ é

FP = Factor de pérdida por acoplamiento (0.55)

Referencias

• Manuel Viejo Zubicaray y Javier Álvarez Fenández; Bombas:Teoría, diseño y aplicaciones, Limusa, tercera edición, 2003.

• Kenneth Wark., Termodinámica, Mcgraw Hill, sextaedición, 2001.

Elaborado por:Ing. Francisco González Pineda

Revisado por:Jefe de Academia de Termodinámica:

Ing. Martín Bárcenas EscobarJefa de Academia de Laboratorios:Q. Antonia del Carmen Pérez León

Jefa de Departamento de Física y Química:Q. Esther Flores Cruz

Responsable de Laboratorio de Termodinámica:Ing. Alejandro Rojas Tapia

Profesores:M. en I. Abraham Martínez Bautista

M. en I. Omar de Jesús PérezI.Q. Miriam Arenas Sáenz

Ing. Ma. Guadalupe Pérez HernándezAyudante de profesor:

Miriam del Carmen Medina López