Reporte de Practica, Segundo Corte - Berenice Miranda Miranda

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INDICE 
I. Objetivos. 
II. Marco teórico. 
III. Desarrollo Experimental. 
IV. Tabla de datos experimentales. 
V. Cálculos Cuestionario. 
VI. Conclusiones 
VII. Referencias. 
OBJETIVO GENERAL 
 
• Analizar bombas centrifugas con la finalidad de trazar sus curvas 
características. 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Determinar la Carga total, NPSH, carga neta de succión positiva, carga neta 
de succión requerida. 
• (Eficiencia de una bomba). 
MARCO TEÓRICO 
La curva característica de una bomba es la interacción de dos variables que 
describen su comportamiento: 
• ALTURA: la energía por unidad de masa que la bomba puede suministrar 
al fluido 
• CAUDAL: la cantidad de líquido que pasa a través de una sección en un 
período de tiempo determinado 
 
 
 
A continuación, se muestra un ejemplo. 
 
 
 
 
 
 
Cabe señalar que la bomba centrífuga es un elemento mecánico accionado por un 
motor eléctrico, y que cada curva característica se refiere a una determinada 
rotación del motor, que depende, en el caso de motores asíncronos comunes, de la 
frecuencia de alimentación y del número de polos del propio motor (ej. 50 Hz, motor 
de 2 polos: 2900 r.p.m.). 
En algunos modelos de bombas centrífugas se pueden encontrar indicaciones 
respecto a la NPSH, es decir, la altura de aspiración positiva neta admisible antes 
de incurrir en fenómenos de cavitación, destructivos para las partes mecánicas de 
la bomba. 
La Curva Característica de una Bomba Centrífuga, es un gráfico que representa la 
relación única de Carga – Caudal que garantiza la Bomba a determinada velocidad 
de rotación de su impulsor. 
El impulsor o rodete de una Bomba Centrífuga es el componente que, a través de 
su rotación a altas velocidades, incrementa la velocidad del fluido generando a la 
vez el incremento de la energía cinética en el fluido bombeado (produciendo el 
incremento de presión buscado con el uso del Equipo de Bombeo). Las 
características geométricas (forma, tipo y tamaño) del impulsor son las que definen 
la Curva Característica de una Bomba Centrífuga. En virtud de las pérdidas 
hidromecánicas que se suceden en el interior de la Bomba Centrífuga, se tendrá 
 
En el eje de las ordenadas se muestra la altura, 
en el eje de las abscisas el caudal. 
Como complemento se pueden suministrar otras 
dos curvas, como la curva de rendimiento: 
 
 
 
que la potencia que ésta le suministra al fluido es menor que la que el motor le 
imprime a ella. 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inicio Explicación por parte 
del docente acerca 
de como funcionan 
los equipos 
Conectar 
el equipo ¿El equipo 
está 
activo? 
No 
Si 
Determinar la velocidad 
con la que estará 
trabajando 
¿El 
empleara la 
bomba 1? 
No 
Abrir o cerrar las válvulas 
correspondientes a la 
bomba 2 
Encender la 
bomba 2 
Determinar el flujo 
con la ayuda del 
rotametro 
Llenar todas las 
tablas con los datos 
obtenidos 
Medir el amperaje y 
voltaje con el que 
opera la bomba 
Abrir o cerrar las 
válvulas 
correspondientes a 
la bomba 1 
Encender 
la bomba 
Determinar el 
fujo con ayuda 
del rotámetro 
Medir el amperaje y 
voltaje con el que 
opera la bomba 
¿Se han 
realizado las 
5 corridas? 
Si 
Apagar todo el 
equipo 
Fin 
 
 
TABLAS DE DATOS EXPERIMENTALES 
Para el desarrollo de esta práctica que hizo una comparación en ambas bombas 
(Bomba1 y Bomba 2), con la finalidad de conocer si ambas bombas trabajaban 
correctamente, sometidas a las mismas condiciones. 
Las condiciones a las que fueron sometidas ambas bombas fueron: 
✓ Velocidad. 
✓ Numero de pruebas. 
✓ Tiempo. 
✓ Voltaje. 
✓ Amperaje 
 
BOMBA 1 
Nº Prueba Flujo 
Volumetrico 
(L/h) 
Velocidad 
(Rpm) 
Amperaje Voltaje 
1 >0 20 1.55 124.5 
2 >0 30 1.5 124.3 
3 >0 40 1.4 124 
4 2300 50 1.4 124 
5 2800 60 1.4 123.9 
6 3000 70 1.4 123.7 
 
BOMBA 2 
Nº Prueba Flujo 
Volumetrico 
(L/h) 
Velocidad 
(Rpm) 
Amperaje Voltaje 
1 >0 20 1.55 124.4 
2 >0 30 1.5 122.9 
3 >0 40 1.4 122.7 
4 600 50 1.4 124 
5 2550 60 1.4 123.8 
6 3000 70 1.4 123.8 
 
Como se pudo observar entre la bomba 1 -bomba 2 hay una diferencia considerable 
en las medidas del flujo volumétrico a medida que se iba incrementado la velocidad. 
 
 
CONCLUSIONES 
De acuerdo a los resultados de la practica puedo concluir que existe gran diferencia 
en cuanto a los datos registrados en las tablas de acuerdo a cada arreglo empleado 
(serie y paralelo) en ambos casos había una diferencia en cuanto a los datos que 
se podían observar en el rotámetro por lo que se tuvo que hacer una mediación para 
poder comparar dato el final determinamos que el arreglo de cada bomba determina 
un diferente caudal que se ve reflejado en las gráficas donde se hace esta 
comparación. 
REFERENCIAS 
 
• Geankoplis, C.J., 1998.Procesos de Trasporte y Operaciones Unitarias, 
CECSA, México. 
• Welty, J.R., C.E. Wicks & R. E. Wilson Fundamentos de Transferencia de 
Momento, Calor y Masa, LIMUSA S.A., México. 
• Bird, R. B., Stewart, W. E. Y Lighfoot, E. N. Fenómenos de transporte, 
Reverte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INDICE 
 
I. Objetivos. 
II. Marco teórico. 
III. Desarrollo experimental. 
IV. Tabla de datos experimentales. 
V. Cálculos. 
VI. Cuestionario. 
VII. Conclusión 
VIII. Bibliografía 
OBJETIVO GENERAL 
• Determinar la caída de presión en los diferentes accesorios de la tubería y el 
factor de fricción. 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Calcular el caudal, gasto másico, energía potencial, energía cinética, energía 
interna, energía de presión, energía de fricción, energía química y entalpía, 
rugosidad. 
• Calcular del factor de fricción en tubos lisos. 
• Determinar la ecuación de Bernoulli para el cálculo de potencia. 
• Determinar las pérdidas por fricción debido a los accesorios de la tubería. 
• Determinar las pérdidas de energía por cambios de dirección y por 
accesorios, materiales empleados en las tuberías. 
• Identificar las tablas y diagramas para pérdidas por fricción debido a los 
accesorios. 
MARCO TEÓRICO 
Caída de presión 
La presión es aquella acción de una fuerza sobre unidad de superficie. La presión 
hidrostática es aquella que está determinada por la diferencia de nivel entere la 
posición del plano considerad, con respecto a otro como referencia, multiplicado por 
 
el peso específico del líquido, y el caudal es la cantidad de fluido que pasa a través 
de una sección por unidad de tiempo. La viscosidad depende del tipo de sustancia, 
como en esta práctica se utilizó el agua, es la resistencia a la circulación por 
frotamiento de partículas, el movimiento del fluido puede darse por un movimiento 
laminar o turbulento y Reynolds ayuda a identificar qué tipo de movimiento se tiene 
en una tubería. 
La pérdida de presión es el resultado de las fuerzas de fricción ejercidas sobre un 
fluido dentro de un sistema de tuberías, resistiendo su flujo. A medida que aumenta 
la pérdida de presión, también aumenta la energía requerida por las bombas del 
sistema para compensar, lo que lleva a mayores costos de operación. 
Dependiendo del sistema, hay una serie de fuerzas en competencia que trabajan 
para disminuir o aumentar la presión del fluido de un extremo a otro. Para optimizar 
un sistema, deben tenerse en cuenta los siguientes factores. 
Factores constantes: Estos factores se mantendrán constantes durante toda la 
vida del sistema. 
• Gravedad: Aumentos y disminuciones en la elevación causarán pérdidas y 
ganancias de presión del sistema, respectivamente. Es importante 
comprender el efecto neto de los cambios de elevación en la presión del 
sistema. 
• Vías de tuberías y Válvulas: A lo largo de un sistema de tuberías, 
accesorios, curvas, válvulas, juntas de expansión y cualquier cambio en la 
dirección, resultará en fricción causando pérdida de presión. 
• Tamaño de tubería:El diámetro de la tubería tiene un efecto inverso sobre 
la presión. Agua forzada a través de un 8-in. La tubería Schedule 80 saldrá 
de la tubería a una presión mucho menor que la misma cantidad de agua 
forzada a través de un tubo de 4 pulgadas. Programe el 80 en el mismo 
intervalo de tiempo. 
 
Factores variables: Estos factores pueden fluctuar durante la vida de un sistema 
de tuberías. 
• Fuerza de fricción del material: Todo material de tubería utilizado en un 
sistema de tuberías tiene un coeficiente de fricción o una medida de 
rugosidad que ralentiza el fluido. Cuanto más suave sea la superficie del 
material, mayor será el coeficiente de fricción de Hazen Williams y más fácil 
el fluido puede pasar sobre él. Dependiendo del material, este coeficiente 
puede cambiar con el tiempo. Por ejemplo, el CPVC tiene un factor C de 
Hazen Williams de 150 durante toda la vida útil de la tubería, en comparación 
con un tubo de hierro fundido nuevo, que tiene un factor C de 120 al instalar, 
pero puede caer a 60-80 con el tiempo con desgaste o picaduras. 
• Corrosión: Ocurre cuando los iones cargados en un líquido se comen los 
materiales metálicos que causan picaduras a lo largo de la superficie de la 
tubería o en las juntas. Este pitting reduce el flujo de fluido. 
• Escala: Ocurre cuando los iones atraídos por las superficies metálicas se 
acumulan a lo largo del sistema, típicamente alrededor de las costuras o 
bridas. A medida que se produce la incrustación, restringe el flujo de fluido y 
aumenta la presión dentro de la tubería. 
Dentro de estos tipos de accesorios se pueden mencionar: 
• Bridas 
• Codos 
• Tes 
• Reducciones 
 
Están hechas de materiales comunes como son: hierro y acero -en sus diferentes 
composiciones, tratamientos y recubrimientos. La pérdida de presión en tuberías 
"solo" se produce cuando el fluido está en "movimiento" es decir cuando hay 
circulación. 
• cuellos o acoples 
• válvulas. 
• Empacaduras. 
• Tornillos. 
• Niples. 
 
 
En las tuberías en serie, el caudal que circula por ellas es el mismo, y la pérdida de 
carga es suma de la de cada una. Cuando dos o más tuberías están en paralelo, el 
caudal es la suma de los caudales individuales, pero la diferencia de altura entre los 
extremos -la pérdida de carga- es la misma para todos. 
Factor de fricción 
 El factor de fricción o coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach (f) es un 
parámetro adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la 
pérdida de carga en una tubería debido a la fricción. 
Equipo de Flujo de Fluidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLAS DE DATOS EXPERIMENTALES 
Se realizaron dos arreglos (serie paralelo), para medir la caída de presión en ocho 
accesorios, para ambos arreglos las condiciones fueron las miasmas es decir la: 
✓ Velocidad. 
Inicio 
Identificar el equipo de 
flujo de fluidos así como 
sus componentes 
Determinar accesorios 
en los cuales se medirá 
la caída de presión 
Abrir o cerrar las válvulas 
correspondientes para 
que el sistema trabaje de 
acuerdo al arreglo de 
bombas. 
Encender 
las bombas 
Dejar que el flujo 
se estabilice 
durante 5min. 
¿El flujo 
esta 
estable? 
No 
Si Medir la caída 
de presión en el 
tablero. 
Medir el diámetro y 
longitud del accesorio 
determinado 
Repetir el proceso 
para 7 accesorios 
diferentes y un tramo 
de tubo recto 
 
¿El proceso se 
llevó a cabo con el 
arreglo de bombas 
solicitado? 
 
Si 
Fin 
No 
 
✓ Accesorios. 
✓ Diámetro. 
✓ Longitud equivalente. 
También se tomó en cuenta la densidad del fluido, Viscosidad. 
El flujo Volumétrico para el arreglo en serie de la Bomba 1 es: Q= 400 L/h. 
El flujo Volumétrico para el arreglo en Serie para la bomba 2 es Q= 600 L/h. 
Los datos que se obtuvieron fueron los siguientes: 
ARREGLO EN SERIE 
Accesorios Diámetro 
(in) 
Longitud (cm)/ 
longitud 
equivalente 
Caída de 
presión (Kpa) 
Velocidad 
(Rpm) 
Válvula de tipo 
globo 
3/4 23 4.9 40 
Codo de 90º 3/4 30 4.3 40 
Codo de 46º 1 16 2.7 40 
Válvula Y 1 30 2.6 40 
Codo de 90º 1 30 2.7 40 
Codo de 90º 1/2 30 2.4 40 
Válvula de globo 1/2 18 4 40 
Tubo recto 1/2 100 1.4 40 
 
 
ARREGLO EN PARALELO 
Accesorios Diámetro 
(in) 
Longitud (cm)/ 
longitud 
equivalente 
Caída de 
presión (Kpa) 
Velocidad 
(Rpm) 
Válvula de tipo 
globo 
3/4 23 1.2 50 
Codo de 90º 3/4 30 5.7 50 
Codo de 46º 1 16 2.3 50 
Válvula Y 1 30 2 50 
Codo de 90º 1 30 1.8 50 
Codo de 90º 1/2 30 1.9 50 
Válvula de globo 1/2 18 2.1 50 
Tubo recto 1/2 100 1.9 50 
 
 
 
RESULTADOS 
Arreglo en Serie. 
Determinar la velocidad con 𝑄 = 𝜐 ∙ 𝐴 
 Dónde: Q= Caudal o Flujo Volumétrico 
 ᶹ= Velocidad 
A= Área 
Accesorios Caudal Q (Ft3/s) Area ft Velocidad V=Q/A 
Válvula de tipo 
globo 
3.92E-03 0.0283 1.38646393 
Codo de 90º 3.92E-03 0.00283 1.386416393 
Codo de 46º 3.92E-03 0.00503 0.779859221 
Válvula Y 3.92E-03 0.00503 0.779859221 
Codo de 90º 3.92E-03 0.00503 0.779859221 
Codo de 90º 3.92E-03 0.00126 3.119436885 
Válvula de globo 3.92E-03 0.00126 3.119436885 
Tubo recto 3.92E-03 0.00126 3.119436885 
 
Determinar el número de Euler Φ = Δ𝑃 𝜌𝜐 2 
Accesorios Densidad Área (ft) Velocidad Caída de 
presión (psi) 
Numero de 
Euler 
Válvula de tipo 
globo 
62.32 0.00283 1.386416393 0.71 0.008217453 
Codo de 90º 62.32 0.00283 1.386416393 0.62 0.007175804 
Codo de 46º 62.32 0.00503 0.779859221 0.39 0.008024555 
Válvula Y 62.32 0.00503 0.779859221 0.38 0.007818797 
Codo de 90º 62.32 0.00503 0.779859221 0.39 0.008024555 
Codo de 90º 62.32 0.00126 3.119436885 0.35 0.001800381 
Válvula de globo 62.32 0.00126 3.119436885 0.58 0.002983488 
Tubo recto 62.32 0.00126 3.119436885 0.2 0.001028789 
Determinar el Factor de fricción de Fanning. 
∆𝑃𝑓 = 4𝑓𝛿 ∙ ∆𝐿/ 𝐷 ∙ 𝑣 2 /2 
Donde: 
∆𝑃𝑓: Caída de presión. 
 𝑓: Factor de fricción de Fanning. 
 
𝛿: Densidad. 
∆𝐿: Longitud. 
𝐷: Diametro. 
𝑣: Velocidad. 
Por lo tanto, se despeja a 𝑓 de la ecuación. 𝑓 = 1 2 ∙ ∆𝑃𝑓∙𝐷 /𝛿∙∆𝐿∙𝑣 2 
Accesorios Caída de 
presión 
(psi) 
Diámetro 
(ft) 
Densidad Longitud 
(cm) 
Velocidad Factor de 
fricción 
Válvula de 
tipo globo 
0.71 0.06 62.32 23 1.39 7.7E-06 
Codo de 90º 0.62 0.06 62.32 30 1.39 5.81E-06 
Codo de 46º 0.39 0.08 62.32 16 0.78 2.57E-05 
Válvula Y 0.38 0.08 62.32 30 0.78 1.24E-05 
Codo de 90º 0.39 0.08 62.32 30 0.78 1.37E-05 
Codo de 90º 0.35 0.04 62.32 30 3.12 3.85E-07 
Válvula de 
globo 
0.58 0.04 62.32 18 3.12 1.06E-06 
Tubo recto 0.2 0.04 62.32 100 3.12 6.7E-08 
Arreglo en Paralelo. 
 Determinar la velocidad con 𝑄 = 𝜐 𝐴 
 Dónde: Q= Caudal o Flujo Volumétrico 
ᶹ= Velocidad 
 A= Área 
Accesorios Caudal Q (Ft3/s) Area ft Velocidad V=Q/A 
Válvula de tipo 
globo 
0.01 0.00288274 3.54 
Codo de 90º 0.01 0.00286572 3.54 
Codo de 46º 0.01 0.0050265 1.99 
Válvula Y 0.01 0.0050265 1.99 
Codo de 90º 0.01 0.0050265 1.99 
Codo de 90º 0.01 0.0012566 7.96 
Válvula de globo 0.01 0.0012566 7.96 
Tubo recto 0.01 0.0012566 7.96 
 
 
Determinar el número de Euler Φ = Δ𝑃/ 𝜌𝜐2 
 
Accesorios Densidad Área (ft) Velocidad Caída de 
presión (psi) 
Numero de 
Euler 
Válvula de tipo 
globo 
62.32 0.00283 3.54 1.20 0.005444 
Codo de 90º 62.32 0.00283 3.54 5.7 0.025861 
Codo de 46º 62.32 0.00503 1.99 2.3 0.018551 
Válvula Y 62.32 0.00503 1.99 2 0.016131 
Codo de 90º 62.32 0.00503 1.99 1.8 0.014518 
Codo de 90º 62.32 0.00126 7.96 1.9 0.003831 
Válvula de globo 62.32 0.00126 7.96 2.1 0.004234 
Tubo recto 62.32 0.00126 7.96 1.9 0.003831 
Determinar el Factor de fricción de Fanning. ∆𝑃𝑓 = 4𝑓𝛿 ∙ ∆𝐿/ 𝐷 ∙ 𝑣 2/ 2 
Donde: 
 ∆𝑃𝑓: Caída de presión. 
𝑓: Factor de fricción de Fanning. 
𝛿: Densidad. 
∆𝐿: Longitud. 
𝐷: Diámetro. 
𝑣: Velocidad. 
Por lo tanto, se despeja a 𝑓 de la ecuación. 𝑓 = 1 2 
Accesorios Caída de 
presión 
(psi) 
Diámetro(ft) 
Densidad Longitud 
(cm) 
Velocidad Factor de 
fricción 
Válvula de 
tipo globo 
1.20 0.06 62.32 23 3.54 2.01E-06 
Codo de 90º 5.7 0.06 62.32 30 3.54 7.31E-06 
Codo de 46º 2.3 0.08 62.32 16 1.99 2.33E-05 
Válvula Y 2 0.08 62.32 30 1.99 1.08E-05 
Codo de 90º 1.8 0.08 62.32 30 1.99 9.7E-07 
Codo de 90º 1.9 0.04 62.32 30 7.96 3.21E0.7 
 
Válvula de 
globo 
2.1 0.04 62.32 18 7.96 5.91E-07 
Tubo recto 1.9 0.04 62.32 100 7.96 9.63E-08 
 ∙ 
CUESTIONARIO 
 
1. ¿Cuál sería el costo del bombeo diario de acuerdo con la tarifa actual en el estado 
de México? 
Servicio para bombeo de aguas potables o negras, de servicio público, esta 
tarifa se aplicará al suministro de energía eléctrica para servicio público de 
bombeo de aguas potables o negras. Cargo fijo, independiente de la energía 
consumida 365.42 $ Cargo adicion 
al por la energía consumida $2.004 por cada kilowatt-hora 
2. Identifica los tipos de válvulas del equipo de flujo de fluidos su función y usos 
Válvula de globo. 
 
 
 
Función 
Permiten regular el paso del fluido, el cual, al pasar por la válvula, cambia de 
dirección debido a su diseño, por lo que ofrece una gran resistencia a su circulación. 
Usos. 
✓ Para estrangulación o regulación. 
✓ Para uso frecuente. 
✓ Para corte efectivo de gases o aire. 
 1/2 3/4 1/4 
 
✓ Para sistemas donde cierta resistencia a la circulación es aceptable 
CONCLUSIONES 
De acuerdo a lo obtenido en la práctica que lleva por título determinación de caída 
de presión y factor de fricción pude observar de cerca lo que compone a un equipo 
de fluido, observe cómo se comporta el agua en este caso a diferentes potencias 
con el rotámetro así como el porcentaje y con los datos que tuve pude calcular la 
velocidad para cada tubería a distintos diámetros en la que observamos las 
variaciones de velocidad en base a la energía aplicada tomando en cuenta cada 
tubería y si se encontraba un arreglo en serie o en paralelo en las bombas. 
REFERENCIAS 
• Ambler Thompson and Barry N. Taylor (2008) NIST Special Publication 811 
2008 Edition Guide for the International System of Units (SI) . 
• Valiente Balderas, a., 1997. Problemas de flujo de fluidos, Ed. LIMUSA, 2ª 
ed, México. 
• Geankoplis, C.J., 1998.Procesos de Trasporte y Operaciones Unitarias, 
CECSA, México.