Guia Ejercicios Nº2 MFII

MECÁNICA DE FLUIDOS II - 1

GUÍA EJERCICIOS Nº2. UNIDAD 2. 1. Una bomba de agua (25°C) que proporciona un caudal de 1200 m3/h tiene una tubería de aspiración de 400 mm y una de impulsión de 375 mm. El medidor de presión conectado en la tubería de aspiración situado 80 mm por debajo del eje de la maquina marca una depresión de 2 m.c.a. y el situado a 500 mm por encima del eje de la bomba marca una sobrepresión de 12 m.c..a. Determine la altura de elevación para este caso, altura dinámica y altura de presión. (Resp. 14,72 m; 0,11 m; 14,03 m) 2. Una bomba centrifuga de agua (15°C) suministra un caudal de 50 m3/h. La presión a la salida de la bomba es 2,6 bar. El medidor de presión de aspiración indica una depresión de 250 Torr. Las secciones de las tuberías de aspiración e impulsión son iguales. Los medidores de presión están al mismo nivel horizontal. El rendimiento total de la bomba es 62%. Determine la potencia de accionamiento de esta bomba. (Resp. 6,6 kW) 3. Una bomba centrifuga de agua tiene las siguientes características: D1 = 150 mm, D2 = 450 mm, b1 = 40 mm, b2 = 20 mm, β1 = 10º, β2 = 30º, n = 1500 r.p.m.. Entrada en los alabes radial; ηh = 88%, ηt = 82%, ηv = 1. Desprecie el espesor de los alabes. Determine; a) El caudal. (Resp. 0,0392 m3/s) b) La altura teórica. (Resp. 119,4 m) c) La potencia hidráulica comunicada por el rodete al fluido. (Resp. 45,87 kW) d) La altura útil. (Resp. 105,1 m) e) La altura hidráulica perdida en la bomba. (Resp. 14,3 m) f) La potencia de accionamiento. (Resp. 48,24 kW) 4. Una bomba centrifuga radial de agua está diseñada para girar a 1450 r.p.m. y para entrada radial en los alabes del rodete. El caudal en el punto nominal (rendimiento óptimo) es 160 000 l/h. De esta bomba se conocen los siguiente del rodete: D2/D1 = 2; D2 = 300 mm; b2 = 20 mm; β2 = 45º. Los rendimientos hidráulico, volumétrico y mecánico son 80%, 90% y 85%, respectivamente. Se despreciara el espesor de los alabes. La bomba se ha diseñado para que el componente radial de la velocidad absoluta sea constante a la entrada y salida de los alabes. Las tuberías de aspiración e impulsión de la bomba son iguales y los ejes de las bridas de entrada y salida de la bomba se hayan a la misma cota. El manómetro conectado a la entrada de la bomba marca una presión absoluta de 305 Torr cuando el caudal es el nominal. Determine; a) Los triángulos de velocidad a la entrada y salida del rodete (c, u, α, β). b) La altura teórica y altura útil. (Resp. 46,9 m; 37,5 m) c) La potencia interna de la bomba. (Resp. 22,69 kW) d) La potencia de accionamiento. (Resp. 26,69 kW) e) La presión absoluta del agua a la salida de la bomba. (Resp. 4, 08 bar)

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5. Una instalación consta de una bomba centrifuga para agua. La altura desde el pozo de aspiración hasta el eje de la bomba es de 4 m y desde el eje de la bomba hasta el nivel superior del depósito de impulsión es 56 m. Considere los depósitos de aspiración e impulsión abiertos a la atmosfera. Las tuberías de aspiración e impulsión son de 150 mm de diámetro. La pérdida de carga en la tubería de aspiración asciende a 2 m y en la tubería de impulsión a 7 m. Las dimensiones del rodete son: D2 = 400 mm; b2 = 25 mm; β2 = 30º. La bomba gira a 1450 r.p.m.. La entrada en los alabes es radial. El rendimiento hidráulico es 82%. Desprecie el influjo del espesor de los alabes. Calcular el caudal, las presiones del agua junto a la brida de aspiración y junto a la brida de la tubería de impulsión. (Resp. 57,8 litros/s; -64,15 kPa; 612,05 kPa) 6. Una bomba centrifuga bombea gasolina de densidad relativa 0,7 a razón de 200 m3/h. Un manómetro diferencial mide una diferencia de presiones entre la entrada y salida de la bomba de 4,5 bar. El rendimiento total de la bomba es 60%. Las tuberías de aspiración e impulsión tienen el mismo diámetro y los ejes de las secciones en que está conectado el manómetro tiene la misma cota. Determine la altura útil de la bomba y la potencia de accionamiento. (Resp. 65,53 m y 41,7 kW) 7. Una bomba centrifuga (flujo radial) proporciona una altura útil de 40 m con un rendimiento hidráulico de 80%. Las tuberías de aspiración e impulsión son de 150 mm. D2 = 350 mm, b2 = 25 mm, β2 = 25º, n = 1400 r.p.m. Perdida de carga en las tuberías de aspiración e impulsión (incluyendo las perdidas secundarias) = 10 m. Calcular el caudal de la bomba y la diferencia de cotas entre los niveles de los depósitos de aspiración e impulsión, si ambos están abiertos a la atmosfera. (Resp. 83,8 litros/s; 30 m )

8. Determine la altura neta de succión positiva disponible para el sistema que se muestra en la figura. El depósito del fluido es un tanque cerrado con una presión de -20 kPa sobre el agua a 70ºC. La presión atmosférica es de 100,5 kPa. El nivel del agua en el tanque es de 2,5 m sobre la entrada de la bomba. Considere las pérdidas en la tubería de aspiración igual a 1,22 m. La velocidad de flujo es de 95 litros/min. (Resp. 6,5 m)

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9. Determine la altura neta de succión positiva disponible para el sistema que se muestra en la figura. El fluido es agua a 80ºC y la presión atmosférica es de 101,8 kPa. El nivel de agua en el tanque es de 2 m debajo de la entrada de la bomba. Considere las pérdidas en la tubería de aspiración igual a 0,40 m. La velocidad de flujo es de 300 litros/min. (Resp. 3,50 m)

10. Se requiere una bomba centrifuga horizontal no sumergida para suministro de agua potable, según el catalogo proporcionado, seleccione y determine, a) b) c) d) e)

La designación según el fabricante. Tamaño del impulsor. Rendimiento total. La potencia absorbida por la bomba. (NPSH)R

Los datos determinados por el instalador son una altura de elevación de 21 m y un caudal de 18 m3/h, para un número de revoluciones de 2900 rpm.

11. Se requiere una bomba centrifuga horizontal no sumergida para suministro de agua potable, según el catalogo proporcionado, seleccione y determine, a) b) c) d) e)

La designación según el fabricante. Tamaño del impulsor. Rendimiento total. La potencia absorbida por la bomba. (NPSH)R

Los datos determinados por el instalador son una altura de elevación de 17 m y un caudal de 20 m3/h, para un número de revoluciones de 2900 rpm.