Turbina Regenerativa

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA BOMBA TURBINA REGENERATIVA I. Objetivos: 1. Dar una introducción al estudiante de los conceptos básicos de las bombas de tipo turbina regenerativa. 2. Obtener y analizar las curvas de comportamiento de las bombas tipo turbina regenerativa por el método experimental. 3. Observar la variación en la intensidad de corriente demandada por el motor al existir variación de gasto carga de la bomba. 4. Obtener la eficiencia de la bomba.

II. Consideraciones Teóricas: Elabore una introducción sobre bombas hidráulicas, su funcionamiento clasificación, en particular sobre bombas roto dinámicas o de tipo turbina regenerativa.

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

1

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA III. Descripción de la Instalación: Diagrama Físico del Banco de Bombas. (De Desplazamiento Positivo y Centrifuga)

P

O

L

M J

I G E

S

F

H K R

C

D A

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

A. Bomba. B. Posición de las Bombas. C. Válvula en la succión de la bomba reciprocante. D. Deposito. E. Tanque de Medición. F. Deposito para retorno de sobre flujo. G. Válvula de la Bomba reciprocante(descarga ). H. Localización de la Bomba reciprocante. I. Palanca de drene del tanque E. J. Manómetro en la descarga de la Bomba Centrifuga. K. Montaje del Soporte del motor C.A. L. Manómetro en la descarga (B.E. y B.R.) M. Manómetro en la succión de las 3 Bombas. N. Tacometro. O. Ampermetro. P. Control de Ajuste de velocidad del motor Q. Banda dentada (Motriz)

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R. Dinamómetro de Resorte.

En base al diagrama físico anterior, indique las partes que componen el equipo anotando en su caso, tipo de instrumento de medición, escala y unidades. Elabore también un diagrama unifilar del equipo incluyendo las conexiones de las bombas y la toma de presión desde cada bomba hacia los manómetros y vacuómetro (incluyendo el cabezal de las válvulas).

IV. Método de Operación. a) Prueba de Velocidad Constante. 1. Verifique que todas las válvulas del banco estén cerradas. 2. Identifique las válvulas del circuito hidráulico de la bomba y ábrala manteniendo cerrada solo la que se encuentra antes del tanque de medición. (válvula de control de descarga) 3. Cebe la bomba B, abriendo la válvula de la tubería de succión, esto sucede porque la bomba se encuentra abajo del nivel del líquido que se localiza en el depósito. 4. Coloque el control de velocidad P en cero volts. 5. Con el motor nivelado K, ajuste el dinamómetro S a una lectura de cero con la palanca en posición de arranque. 6. Verifique que las tomas de presión conduzcan al fluido hasta los manómetros abriendo las válvulas en el cabezal de válvulas señaladas con la leyenda “CENTRI”, y en su caso la correspondiente al manómetro. 7. Cierre el interruptor de encendido. 8. Aumente gradualmente el voltaje aplicado al motor hasta que la bomba este funcionando a la velocidad de 18 RPS. 9. Mantenga la velocidad del motor a las rps indicadas en la tabla de datos, el valor de las rps deseadas se obtendrá con el regulador de voltaje P. 10. Anote la presión máxima de descarga (la válvula de control de descarga cerrada)

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA 11. Ajuste la válvula de descarga G, para regular la presión de descarga hasta los valores dados en la tabla de datos. (la presión de descarga varia al abrir o cerrar la válvula de descarga) 12. Cierre la válvula I del tanque de medición E y tome el tiempo de llenado del mismo.

Nota: El renglón correspondiente a TIEMPO t(s) se refiere al tiempo necesario para recolectar 15 kgs. De agua en el tanque de medición. Si el flujo es muy pequeño, recolecte valores menores a 15 kgs., anotando en todos los casos el peso al que tomo el tiempo.

13. Tome las lecturas solicitadas en la tabla de datos. 14. Repita las operaciones desde el punto número 8 para las rps solicitadas. 15. Regrese el control de velocidad del motor a la posición cero. 16. Abra los interruptores. b) Prueba de Velocidad Variable.

1. 2. 3. 4. 5.

Cierre la válvula de descarga. Calibre el dinamómetro a la lectura de cero. Cierre el interruptor de sobrecarga del banco. Cierre el interruptor de encendido. Lleve lentamente la bomba a la velocidad y presión de descarga a los valores indicados en el cuadro de datos. 6. Anote las lecturas que se piden en el cuadro de datos. 7. Reduzca gradualmente la velocidad de la bomba y ajuste por medio de la válvula de descarga para mantener el valor de presión de descarga indicando en el cuadro de datos. 8. En cada caso se toma el conjunto de lecturas mencionadas en el punto número 6. 9. Regrese el control de velocidad del motor a la posición cero. 10. Abra los interruptores y muestre su cuadro de datos al profesor.

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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V. Cuadro de Datos Cuadro de Datos A Prueba a Velocidad Constante. Presión Máxima:__________________

CONCEPTO

Lecturas

Vel. del Motor Nm (RPS) Vel. de la Bomba Nb (RPS) Presión De Succión Ps (BAR) Presión De Descarga Pd (BAR) Tiempo t (s) para: kg Fuerza F (N) Amperaje (AMPS)

PRACTICA:

1

2

3

4

5

6

7

8

18

18

18

18

18

18

18

18

2.6

2.4

2.2

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA Cuadro de Datos B Prueba a Velocidad Variable. CONCEPTO

Lecturas

Vel. del Motor Nm (RPS) Vel. de la Bomba Nb (RPS) Presión De Succión Ps (BAR) Presión De Descarga Pd (BAR) Tiempo t (s) para: kg Fuerza F (N) Amperaje (AMPS)

1

2

3

4

5

6

7

8

24

24

22

22

20

20

19

19

2.6

0.2

2.6

0.2

2.6

0.2

2.6

0.2

VI. Ejemplo de Calculo. Debe presentar un ejemplo numérico de cálculo para una lectura en particular, tanto de la prueba de fábrica como de la de servicio de acuerdo a ala expresiones siguientes: NOTA: Debe obtener los resultados en las unidades que se encuentran entre paréntesis. Datos de la Bomba de Engranes. Radio de Torque=0.15 (m) Relación de Velocidad = 2 : 1

a) Carga Dinámica total;L Hd.

Pb = Pd – Ps (bar)

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA Pb=Presión de la bomba Pd=Presión de descarga Ps=Presión de succión Hd  ( Pb /  )10 E 5

( m)

  Peso específico del líquido bombeado (N/m 3 ) b) Gasto medido(real),Q. Q  V / t (m 3 / s) V  Volumen t  Tiempo

c) Potencia al Freno; Nf. Nf  2π Nm Fr (W) Nm  Velocidad del motor; RPS F  Fuerza r  Radio de Torque

d) Potencia Hidráulica; Nh. Nh  Q Hd  Q  Gasto Hd  Carga Dinámica Total   Peso Específico

Rendimiento, n   Nh/Nf

VII. Cuadro de Resultados Cuadro de Resultados Prueba a Velocidad Constante PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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Lecturas 1

2

3

4

5

6

7

8

Vel. Del Motor Nm (RPS) Vel. De La Bomba Nb (RPS) Carga De Descarga Hd (M) Gasto Medido (Real) Q (m 3 /s)x10E -3

Torque T (Nm) Potencia Al FRENO Nf (Kw) Potencia Hidraulica Nh (Kw) Rendimiento 

PRACTICA:

%

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

8

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA Cuadro de Resultados Prueba a Velocidad Variable CONCEPTO

Lecturas 1

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3

4

5

6

7

8

Vel. Del Motor Nm (RPS) Vel. De La Bomba Nb (RPS) Carga De Descarga Hd (M) Gasto Medido (Real) Q (m 3 /s)x10E -3

Torque T (Nm) Potencia Al Freno Nf (Kw) Potencia Hidraulica Nh (Kw) Rendimiento 

PRACTICA:

%

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA VIII. Grafica de Resultados. Elabore un formato donde presente cada una de las gráficas de comportamiento de la bomba que se piden que contenga los siguientes datos: Liquido Bombeado, Temperatura, Presión de Vapor del Líquido, Presión Barométrica, Gravedad Especifica, Viscosidad, Velocidad de la Prueba, Punto de Eficiencia, Tipo de Bomba, fecha y Hora de la prueba, Tipo de Prueba. (Velocidad Constante o variable) Elabore en el formato anterior las siguientes gráficas:

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD CULHUACAN LABORATORIO DE INGENIERÍA HIDRAULICA Hd Nh Nf Nm

Q

Q Nh Nf

Nb

IX. Conclusiones. Elabore a partir de sus observaciones durante el desarrollo de la práctica y del resultado de sus cálculos y gráficas, sus propias conclusiones de la práctica.

X. Bibliografía Utilizada en la Práctica.

Recuerde anotar la bibliografía utilizada para la elaboración de este reporte.

PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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B

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PRACTICA:

BOMBA TURBINA REGENERATIVA

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