UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE TECNOLOGA DE LA INDUSTRIA

RECINTO UNIVERSITARIO PEDRO ARAUZ PALACIOS

ASIGNATURA:

MECANICA DE FLUIDOS I

Tema:

Sistema de bombeo de agua

Expositores:

Mairena Obando Carlos Javier. No. carnet: 2011-37238

Flores Carmen de los ngeles. No. carnet: 2012-41068

Vega Oviedo Kenneth Wilfredo. No. carnet: 2011-37579

Grupo: 3M1-MEC

Profesor:

Ing. Silvio Solrzano Modo

Mircoles 14 enero 2015

Introduccin.

Una bomba centrfuga es uno de los tipos ms simples de equipo en cualquier planta del

proceso. Su propsito es convertir energa de un primer elemento (un motor elctrico o

turbina) primero en velocidad o energa cintica y luego en energa de presin de un fluido

que est bombendose.

El proyecto tiene como fin desarrollarse a travs de los conocimientos adquiridos a lo

largo del semestre aplicando las propiedades de los fluidos y ecuaciones bsicas de los

mismos y ciertos costos de produccin.

El proyecto es de gran utilidad para los estudiantes de ingeniera mecnica y algunas

carreras afines, pues comparte de manera prctica y sencilla los aspectos ms importantes

como ciertos clculos, determinaciones y selecciones del tipo de bombas y sistemas de

bombeo del proyecto.

Es una investigacin de carcter documental, pues se presenta mediante el estudio de

una variable terica, no experimental, utilizando fuentes bibliogrficas existentes con

anterioridad.

Objetivos:

General.

-Realizar el diseo General del Sistema de Bombeo de Agua

Especficos.

1.- Seleccionar las vlvulas necesarias de acuerdo a la aplicacin para este sistema de

Bombeo.

2.- Determinar las prdidas por friccin segn el material seleccionado para todo el sistema

de Tuberas.

3.- Calcular las prdidas por accesorios a lo largo de todo el sistema de Bombeo.

4.- Determinar la Bomba requerida por el sistema, indicando su Potencia.

5.- Mostrar un procedimiento para el clculo del dimetro econmico del Sistema de

Bombeo.

6.- Dibujar la lnea de energa total y Piezmetrica del Sistema de Bombeo

7.- Graficar los costos Ct, Ce, CT y tabular los datos requeridos para la obtencin de estos.

8.- Presentar los Costos de la Instalacin de Bombeo

Resumen:

Se hizo la seleccin de las vlvulas segn el sistema de bombeo, se determinaron

perdidas por friccin segn la tubera que es de hierro galvanizado, se calcularon las

perdidas por accesorios que dejan las vlvulas.

Se hicieron las determinaciones de la bomba que fueron de 5.2 hp horsepower.

Tambin se calcul el dimetro econmico de 4 y 5 pulgadas. Dibujamos la lnea de

energa, se grafic tambin los costos de instalacin y las tuberas con sus respectivos

codos y vlvulas.

El tipo de vlvula utilizada son vlvulas de retencin y vlvula de pie con filtro.

Memoria de Calculo:

Elaboracin del diseo del sistema de Bombeo.

1.- Datos Dados:

Caudal: 560 p.m.

Temperatura: 25 C.

Fluido: Agua

Eficiencia: 78 %

Material de la tubera: hierro galvanizado

Altura de succin: 3 pies

Altura esttica total: 210 ft

Velocidades recomendadas en la Succin: 3m/s

Velocidades recomendadas de Descarga: 3m/s

Ecuaciones a utilizar

rea del crculo Caudal

Numero de Reynolds

Friccin

Estimacin de los costos directos de inversin, Ci.

*costo anualizado a la tasa de inters del mercado, Ct (C$ /ao).

Donde:

Ci: costo directo inicial

i: tasa de inters considerada

n: vida til del proyecto

Estimacin de los costos por prdida de energa o carga Ce.

Donde:

P: potencia mecnica perdida en la bomba

Q: caudal, m3/s

hT: prdida de carga o energa total en el sistema, m

B: eficiencia total de la bomba.

La energa perdida (por friccin y accesorios), ser:

Donde:

E = P x T E: energa perdida por friccin y accesorios en el sistema, kW-hr/ao.

T: tiempo de operacin, 365 das del ao, hr/ao.

11

1n

n

iti

iiCC

P: potencia mecnica perdida en la bomba

El costo de la energa perdida por friccin y accesorios es:

Donde:

Ce = E x C Ce: costo de prdida de energa anualmente, C$/ao

C: costo del kW-hr, C$/kW-hr

Las prdidas de energa o carga por accesorios en la tubera se calculan con la

ecuacin:

Donde:

hL: prdida de carga o energa por accesorios en la

tubera, m.

V: velocidad del flujo en la tubera, m/s

g: 9.81 m/s2

KL: coeficiente de prdidas de accesorios, tablas

Las prdidas de energa o carga por accesorios en la tubera se calculan con la

ecuacin:

Donde:

Hf: prdida de energa o carga por friccin, m

D: dimetro interior de la tubera, m

L: longitud total de la tubera, m

V: velocidad del flujo en la tubera, m/s

f: coeficiente de friccin de la tubera, adimensional

La prdida de energa o carga total ser:

hT = hf + hL

ERLIN FLUID SYSTEMS GRO

).(,2

2

mKg

Vh LL

mgD

LVfh f ,

2

2

Desarrollo

Clculos

rea del crculo

Dimetro tubera

Segn tabla crane, para cedula 40 con dimetro nominal de la tubera de 4,5 y 6 (Ver anexo, figura N 1)

R>2000 Flujo turbulento

Tubera de succin, numero de Reynolds

Dimetro interior (m) 102.3 128.2 154.1

Dimetro interior (m) 0.1023 0.1282 0.1541

Cedula 40 40 40

Dimetro nominal (pulga) 4 5 6

rea ( 0.008 0.01 0.0186

Velocidad de flujo ( ) 5.36 4.29 2.30

R>2000 Flujo turbulento

Friccin

Perdidas de carga por friccin

Perdida de carga por accesorios

1 codo de 90

1 valvula de pie con filtro

La prdida de energa o carga total ser:

Friccin

Ft de tubera y accesorios= 0.017

Tubera de descarga

(Ver anexo, figura 3)

Vlvula de retencin

Vlvula de compuerta

6 codo de 90

Perdidas de carga por accesorios

Perdidas de cargas por friccin

Potencia mecnica perdida en la bomba

Tiempo de operacin

Energa perdida

Costo total tubera de 4

Costo total tubera de 5

Costo total

Conclusin

Se logr hacer un sistema de bombeo con todas sus determinaciones y clculos requeridos

para ello, aparte de los grficos y dibujos recomendados y necesarios.

Recomendaciones

Con respecto a la construccin del sistema de bombeo se debe utilizar elementos de fijacin

para la tubera, as como se le debe de dar un mantenimiento a la bomba en un determinado

tiempo.

Bibliografa

Mecnica de fluidos, Robert Motta, 6ta edicin

Flujo de fluidos, cranes

Anexos Figura 1, tabla cranes

Propiedades del agua

Tipo de vlvula

Costo produccin

Tuberas Costo tubera

Costo codos

14tuberias de 4

1 tubera de 5

6 codos de 4

1 codo de 5

4 C$5132.20 C$270.16 C$66,718.6 C$1620.96

5 C$9084.5 C$625.15 C$9084.5 C$625.15

total C$14216.7 C$895.31 C$66,718.6 C$9084.5 C$1620.96 C$625.15