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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECNICA Y
CONSTRUCCIN
REA DE MECNICA DE FLUIDOS
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PROBLEMAS BOMBAS CENTRFUGAS
P.1 Una bomba centrfuga que gira a 1450 rpm tiene un rodete con las siguientes
caractersticas:
1=18, 2=28, r1=100 mm, r2=200 mm, b1=45
mm, b2=25 mm
Determinar sus curves caractersticas tericas
Ht,=(Qr) y Pt,(Qr), admitiendo que no existen
prdidas. La entrada desl rodete se supone
radial (1=90).
P.2 Obtener las curvas reales de la bomba anterior considerando:
Z=6, m=0.93, v=0.95, prdidas por friccin
en el interior del rodete r=250Qr2, prdidas
por choque ch=650(Qr-Qr,0)2.
P.3 Una bomba descarga un caudal de 0.5 m3/s de agua. El dimetro de la salida de
impulsin es de 350 mm y el de la entrada de
aspiracin de 450 mm. La lectura del
manmetro colocado en la tubera de
impulsin a la altura del eje de la bomba es de
125 KPa y la del manmetro situado en la
aspiracin a 0.6 m por debajo del eje de la
bomba es de 10 KPa. Determinar:
a) La altura manomtrica de bombeo.
b) La potencia absorbida por la bomba.
c) La potencia absorbida por el motor.
bomba = 0.82
motor = 0.91
P.4 Una bomba eleva 36 m3/h de agua a 40C y est situada a 600 m sobre el nivel del mar.
La altura esttica de aspiracin es de 3 m y la
de impulsin de 10 m; y sus longitudes 7 y 20
m respectivamente de tubera de fundicin de
f=0.026.
En la aspiracin existe una vlvula de pie con
colador (K=2.2) y una curva de 90 (K=0.4) y
en la impulsin, una vlvula de retencin
(K=2.5), dos curvas de 45 (K=0.35), una
vlvula de compuerta (K=0.2) y una boca de
salida (K=1).
Hallar la potencia del motor si el rendimiento
global del conjunto es del 65% y si el dimetro
de la tubera de aspiracin es el 50% mayor
que el de la tubera de impulsin y ste se
calcula por la frmula de Bress para K=1.
P.5 Si el NPSH requerido de una bomba es de 3 m, Cul ser la altura mxima de
aspiracin si las prdidas de carga en ella son
de 1.5 m y circula agua a 65 C estando todo
el conjunto a 600 m de altitud?
P.6 Una bomba centrfuga cuyo NPSH requerido es de 6.5 m y cuyas prdidas de
carga interna se consideran de 1 m, eleva 288
m3/h de agua a 50C y est situada a 900 m
sobre el nivel del mar. La altura esttica de
elevacin es de 2 m y la de impulsin de 12 m.
La longitud de la tubera de aspiracin es de
15 m y su dimetro es de 250 mm.
La tubera de impulsin est compuesta por
dos tramos, el primero de 50 m de longitud y
de 200 mm de dimetro y el segundo de 30 m
de longitud y de 150 mm de dimetro.
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En la aspiracin hay una vlvula de pie con
colador (K=2.2) y una vlvula de retencin
(K=2.8).
En el primer tramo de la tubera de impulsin
hay instalada una vlvula de retencin (K=2.8),
una curva de 90 (K=0.4) y una vlvula de
compuerta (K=2.5) y en el segundo tramo, dos
curvas de 90 (K=0.4) y un manmetro
(K=1.2). Calcular:
a) El nmero de Re del rgimen de circulacin
en el primer tramo de la tubera de impulsin.
b) Hallar la potencia necesaria del motor si el
rendimiento global del conjunto motor-bomba
es del 70% cuando el manmetro marca una
altura piezomtrica de 20.91 mca.
c) Hallar el NPSH disponible.
d) El comportamiento del sistema ser el
correcto? De no serlo, Qu habra que hacer
para mejorarlo?
Datos: f=0.026, H2O(50C)=988N/m3,
H2O(50C) =92 mm Hg, Patm (900 m)= 9.22
mca, H2O(50C)=0.0055 cm2/s.
P.7 Una bomba centrfuga cuyo motor de arrastre tiene un rendimiento de 0.92 tiene por
curvas caractersticas:
H=55+75Q-150Q2 H en metros, Q en m3/s
=3.2Q(1-Q) en tantos por 1, Q en m3/s
Cuando gira a 1450 rpm con un rodete de 320
mm de dimetro e impulsa agua a una altura
de 35 m por una tubera de 500 mm de
dimetro, de 737.5 m de longitud y f=0.02,
calcular:
a) Si el coste del KW/h es de 0.1 . Cul ser
el coste de elevacin del m3 de agua?
b) Cul ser la velocidad de giro que eleve el
agua en las mismas condiciones pero al
mnimo coste? Cul ser en ese caso el
coste del m3 de agua elevado?
P.8 Se dispone de un sistema de bombeo que eleva agua a travs de una conduccin de
1600 m de longitud, dimetro de 150 mm,
C=80 en la frmula de H-W, siendo la altura
geomtrica de la elevacin de 25 m.
La bomba funciona a 3400 rpm, eleva un
caudal de 22l/s, dispone de un rodete de 200
mm de dimetro y un motor de 4 CV siendo el
rendimiento del conjunto del 72%.
Sabiendo que existen rodetes 180, 190, 210 y
220 mm de dimetro para poder sustituir el
actual, hallar el mayor caudal que podr elevar
el sistema si se instala en paralelo con la
tubera actual otra del mismo dimetro de
1710 m de longitud y C=120.
Curva caracterstica de la bomba:
Q(l/s) 0 5 10 15 20 25 H (m) 76.5 75.6 74.3 73.0 70.4 67.0
Q (l/s) 30 35 40 45 H (m) 60.9 53.0 42.0 30.0
P.9 Se desea bombear 10 l/s de agua por medio de tuberas con las siguientes
caractersticas:
C=90, Da=Di, K=1.5, La=6 m, Li=674 m, Hg=20
m
En la aspiracin existe una vlvula de pie con
colador (Le=39 m), una curva de 90 (Le=3.5
m) y una reduccin (Le=1 m). En la impulsin
hay una reduccin (Le=1 m), una vlvula de
retencin (Le=20 m), tres curvas de 90
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(Le=2.5 m) y dos de 45 (Le=2.5 m), y el
rendimiento es del 60%.
La bomba tiene la siguiente curva
caracterstica:
Q (l/s) 0 2 4 6 7
H (m) 29 28 26 22 17.5
a) Si asociamos en paralelo dos de estas
bombas, se lograr bombear el caudal
deseado?
b) Cul ser el caudal suministrado si solo
funciona una bomba? Qu altura
manomtrica obtendremos?
c) Cul es el rendimiento del conjunto?
P.10 Una bomba centrfuga funcionando a 1400 rpm dio en un banco de pruebas los
siguientes valores:
Q (l/s) 100 150 200 250 300
H (m) 35 34 32 29 24
Pot (KW) 49 64 74 82 85
Esta bomba es utilizada para elevar agua de
un depsito a otro cuya diferencia de cotas es
de 20 m mediante una tubera de fundicin
(f=0.03) de 300 mm de dimetro y de 150 m
de longitud.
a) Para la velocidad de la prueba, hallar el
rendimiento de la bomba y el caudal
bombeado.
b) Si la velocidad disminuye en un 10%, hallar
el rendimiento de la bomba, la potencia
consumida y el caudal bombeado.
P.11 Una bomba con una curva caracterstica para un rodete de 200 mm de dimetro es:
Q
(l/s)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
H
(m)
76 75 74 73 70 67 61 53 42
funciona con un motor de 25 KW y un
rendimiento del conjunto del 80% elevando
agua a travs de una tubera que tiene las
siguientes caractersticas:
f=0.018; Di=150 mm, E=180 103 Kg/cm2,
L=1600 m, e=16 mm, desnivel=25 m
con el siguiente perfil:
Se produjo una rotura del rodete y fue
sustituido por otro con un dimetro un 5%
menor que el original. Al cambiar el rodete,
ser preciso sustituir tambin el motor? Por
qu? Razona y cuantifica la respuesta.
P.12 Una bomba cuyas curvas caractersticas son:
H=55+75Q-150Q2 , H en metros, Q en m3/s
=2.987Q-3.30Q2 , en tanto por uno
Eleva un cierto caudal de agua limpia a una
altura geomtrica de 35 m a travs de una
tubera de 1000 m de longitud, 0.5 m de
dimetro, de acero comercial (f=0.012). El
coste del KW/h es de 0.1 .
900 m
700 m
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Si en un momento dado se quiere reducir el
caudal impulsado a la mitad del que estaba
bombeando, calcular que es ms econmico:
a) Cerrar una vlvula de compuerta instalada
en la tubera de impulsin de la bomba.
b) Variar la velocidad de giro.
Calcular el coste de elevacin en cada caso y
el nmero de revoluciones cuando se ha
cambiado la velocidad.
P.13 Dos bombas instaladas en paralelo, cuyas curvas caractersticas son:
H1=69-125Q-4000Q2 H2=54-71Q-4285Q2
1=25Q-230Q2 2=37Q-380Q2
Estando las alturas en metros, los caudales en
m3/s y los rendimientos en tantos por 1, estn
conectadas a una tubera de impulsin de 250
mm de dimetro, 2000 m de longitud y
coeficiente de friccin de 0.012 con una altura
geomtrica de elevacin de 20 m.
Si el coste del KW/h es de 0.1 se pide:
a) Cuando las dos bombas estn en
funcionamiento, calcular el caudal impulsado
por cada una, cual ser la altura manomtrica
de la impulsin y cual ser el coste del m3 de
agua elevada.
b) Si la bomba 2 dejara de funcionar, calcular
que caudal impulsar la bomba 1, cual ser en
este caso la altura manomtrica de la
impulsin y el coste del m3 de agua elevada.
P. 14 Para la instalacin de bombeo representada en la figura con la boca de
aspiracin de la bomba sumergida 0.75 m por
debajo del nivel de lmina libre del depsito
inferior se conocen los siguien