P1
R
R
C=
+
(
1 2)
dz
z
2P
1
C=
+
(
z
1z
2)
2
m
C=
+
RESOLUCION DE EJERCICIOS
Ejercicio 3.1: El rodete de una bomba centrífuga mide 700 mm y gira a 1800 rpm. El
agua se descarga con ángulo de 60º y una rapidez de 6 metros por segundo. Si la carga real desarrollada por la bomba es 17 m y el ancho del álabe curvado hacia atrás en la descarga es 7 octavos de pulgada. Se pide
a).- Elaborar esquema del rodete con diagrama vectorial de velocidades b).- Cual será la carga teórica
c).- Cual será la eficiencia hidráulica d). Cual será el par hidráulico
e).- Cual será la potencia hidráulica
Ejercicio 3.2: El impulsor de una bomba centrifuga que suministra agua tiene las medidas
siguientes.
=
1r
4 inr
2=
12 in=
1β
20ºβ
2=
10º=
1b
2 inb
2=
0.75 in=
1α
90ºGira a 1 800 rpm, despreciando las pérdidas interiores y el espesor de los álabes. Se pide a).- Elaborar esquema del impulsor
b).- Calcular velocidades periféricas a la entrada y a la salida de los álabes c).- Calcular velocidad absoluta de entrada
d).- Calcular el caudal de entrada
e).- Cual será la velocidad radial en la salida
f).- Trazar los triángulos vectoriales de velocidades de entrada y salida g).- Cual será la carga teórica del impulsor
h).- Cual será la potencia requerida para operar la bomba i).- Cual sería el incremento de presión en la descarga.
Ejercicio 3.3: Una bomba opera a 2 520 rpm y suministra 16 litros por segundo de agua a
una altura útil de 16 m con un rendimiento total de 81 %. Se pide a).- Elaborar esquema de la bomba
b).- Calcular la potencia de accionamiento c).- Cual será la presión de descarga d).- Cual será el par hidráulico
e).- Cual será la velocidad de descarga f).- Cual será la fuerza del agua
Ejercicio 3.4: Una bomba centrífuga suministra 1 200 000 litros por hora de agua a 5 ºC.
Los diámetros de las tuberías de succión y descarga son 400 mm y 375 mm. El vacuo metro está conectado a 80 mm por debajo del eje de la bomba registrando una altura de presión de 2 m. El manómetro está conectado en la tubería de descarga a 500 mm por encima del eje de la bomba registrando una carga de presión de 12 m. Despreciando las pérdidas por rozamiento en las tuberías. Se pide
a).- Elaborar esquema del sistema
b).- Calcular la velocidad del fluido en tubería de succión c).- Calcular la velocidad del fluido en tubería de descarga d).- Cual será la carga de presión
e).- Cual será la carga dinámica f).- Cual será la carga geodésica g).- Cual será la carga útil
h).- Cual será la potencia de accionamiento i).- Cual será la fuerza del agua en la descarga
j).- Cual será el par requerido para mover el impulsor a 1 650 rpm
Ejercicio 3.5: Una bomba centrífuga con diámetro de tubería en la succión de 152.4 mm
y en la descarga de 101.6 mm. Suministra 946. 25 litros por minuto de agua a 15.6 ºC. El vacuo metro se ubica a 0.61 m por debajo del eje de la bomba, registra una carga de aspiración de 305 mm Hg. El manómetro se ubica a 0.915 m sobre el eje de la bomba, registra una presión de 13.3 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado, considerando que las pérdidas totales por rozamiento es 0. 67 m. Se pide
a).- Elaborar esquema del sistema b).- Cual será el NPSHR
c).- Cual será el NPSHD
d).- Cual será la velocidad del agua en la tubería de succión e).- Cual será la velocidad del agua en la tubería de descarga f).- Cual sería la variación de carga dinámica
g).- Cual sería la carga útil
h).- Cual sería la potencia hidráulica
i).- Cual sería el par generado en la flecha a 1 800 rpm
j).- Cual sería la eficiencia mecánica si la bomba es accionada por un motor eléctrico que Suministra en la flecha 36 HP
Ejercicio 3.5: Una bomba centrífuga con impulsor 13 in de diámetro, suministra 1 500
galones por minuto de agua a 1 750 rpm. Se pide a).- Elaborar esquema del sistema
b).- Utiliza figura 15 – 16. Cuál será la útil
c).- Cual será la potencia para alimentar la bomba d).- Cual será la eficiencia mecánica de la bomba e).- Cual será el par que genera el rodete sobre el agua f).- Cual será la velocidad del agua en la descarga g).- Cual será la fuerza del agua en la descarga
Ejercicio 3.6: Un ventilador mantiene en la descarga una presión estática de 3.2 cm de
agua y una presión dinámica de 0.89 cm de agua. En la canalización de aspiración y cerca del ventilador la presión estática es – 3.2 cm de agua y la dinámica de 0.64 cm de agua. Se pide
a).- Elaborar esquema del sistema canalización – ventilador b).- Calcular la diferencia de presión total creada por el ventilador
Ejercicio 3.7: Un ventilador recibe gases de combustión a una presión estática de 0.64
cm de columna de agua y una presión dinámica de 0.89 cm c. a. en la canalización de entrada. La presión estática de salida es 38.1 cm c. a y la dinámica de 1.9 cm c. a . Se pide.
a).- Elaborar esquema de canalización – ventilador b).- Calcular la diferencia de presión total
Ejercicio 3.8: Un ventilador descarga 680 m3 por minuto de aire a través de una
superficie de canalización de 1.2 m2 manteniendo una presión estática de 14.7 cm c. a a
una temperatura de 21.1 ºC y la presión barométrica 760 mm Hg. Se pide a).- Elaborar esquema del sistema canalización – ventilador
b).- Calcular velocidad teórica del aire c).- Cual será la altura depresión dinámica d).- Cual será la altura de presión total
e).- Cual será la potencia desarrollada por el ventilador
Ejercicio 3.9: Un ventilador con diámetro de rodete 21 in gira a 600 rpm con paletas
curvadas hacia adelante. El peso específico del aire es 0.075 libras fuerza por píe cúbico y la velocidad absoluta de descarga es 1.3 veces la velocidad periférica. El factor de velocidad por incremento de presión es 0. 75 y la velocidad del aire a la salida del ventilador es 1 800 pies por minuto. Se pide
a).- Elaborar esquema del impulsor con diagrama vectorial de velocidades b).- Cual será la velocidad periférica
c).- Cual será la velocidad absoluta de descarga d).- Cual será el incremento de presión estática.
Ejercicio 3.10: El impulsor de un ventilador con paletas curvadas hacia adelante entrega
17 500 pies cúbicos por minuto con una presión estática de 1 in de agua. El impulsor gira a 256 rpm y consume 4.54 HP. Si la velocidad del ventilador cambia a 300 rpm. Se pide a).- Elaborar esquema del impulsor
b).- Cual será el nuevo caudal suministrado c).- Cual será la nueva presión estática d).- Cual será la nueva potencia
Ejercicio 3.11: El impulsor de un ventilador con paletas curvadas hacia atrás suministra
20 500 pies cúbicos por minuto a 70 ºF, la presión estática es 1.37 in c.a, requiere una potencia de 7.31 HP. El peso específico del aire es 0.075 libras fuerza por pie cúbico. Si la temperatura del aire se incrementa a 150 ºF. Se pide
a).- Elaborar esquema del impulsor
b).- Cual será el peso especifico del aire a la condición final c).- Cual será la nueva presión estática.
d).- Cual será la nueva potencia
Ejercicio 3.12: Un ventilador descarga 680 m3 por minuto a 21.1 ºC dentro de una
canalización de 1.172 m2 manteniendo una carga estática de 12.7 cm de agua. Se pide
a).- Elaborar esquema ventilador – canalización b).- Calcular la velocidad de descarga
c).- Cual será la carga dinámica d).- Cual será la carga total
Ejercicio 3.13: Un ventilador gira a 2 800 rpm , jala aire con una presión estática de 0.7
cm de agua, carga dinámica de 0.9 cm de agua y la descarga con una rapidez de 13 metros por segundo en una canalización de .80 cm de diámetro a una carga estática de 40 cm de agua y carga dinámica de 2 cm de agua. Se pide
a).- Elaborar esquema ventilador – canalización b).- Cual será la descarga de aire
c).- Cual será la carga total
d).- Cual será la potencia que desarrolla el ventilador e).- Cual será el par que genera el ventilador
Ejercicio 3.14: Un ventilador entrega 20 000 ft3 por minuto de aire con una carga de
velocidad de 0.75 in de agua. Se pide a).- Elaborar esquema del sistema Con ayuda de la figura 10.7. b).- Calcula la carga estática c).- Calcula la potencia al freno d).- Cual será la eficiencia mecánica e).- Cual será la velocidad de descarga f).- Cual será la fuerza dinámica del aire
Ejercicio 3.15: Un contratista desea verificar el flujo de aire a través de un ducto de 28 in
por 16 in, para ello utiliza un tubo de Pitot y determina la carga de velocidad a 0.8 in de agua. Se pide
a).- Elaborar esquema del sistema b).- Cual será la velocidad del aire
c).- Calcular la cantidad por minuto de aire que fluye por ducto d).- Cual será la potencia con la que fluye el aire
e).- Cual será la carga total medida en in f).- Cual será la carga estática medida en in
Ejercicio 3.16: En una bomba con paletas deslizantes, el estator tiene un diámetro
interior de 130 mm, el rotor un diámetro exterior de 80 mm y gira a 2 500 rpm. Se pide a).- Elaborar esquema de la bomba
b).- Cual será la velocidad media de las paletas
c).- Cual será el caudal teórico despreciando el espesor de la paleta d).- Cual será el volumen de líquido desplazado
e).- Cual será la fuerza dinámica f).- Cual será la potencia de flujo
g).- Cual será la presión de descarga del agua
Ejercicio 3.17: Una bomba de engranes suministra 20 gal por minuto de aceite lubricante medio a 65 ºC a una presión de 1 500 Psig a 2 000 rpm en un ducto de 2 in. Se pide a).- Elaborar esquema del sistema
b).- Cual será el volumen desplazado por revolución
c).- Cual será la potencia que requiere la bomba para mover el aceite d).- Cual será la velocidad de descarga
e).- Cual será la fuerza con la que se desplaza el aceite f).- Cual será el par que desarrolla la bomba
Ejercicio 3.18: Una bomba de engranes con paso diametral de 2.5, 16 dientes, diámetro primitivo 9.6 in y eficiencia volumétrica de 65 %, gira a 2 500 rpm, presión de descarga 120 Psi. Se pide
a).- Elaborar esquema del sistema b).- Cual será el caudal teórico c).- Cual será el caudal real
d).- Cual será el volumen desplazado por revolución e).- Cual será el par que desarrolla la bomba
f).- Cual será el flujo másico para un aceite con densidad relativa 0.842 a 40 ºC si se Descarga en 222.2 in2 de sección transversal
g).- Cual será la carga dinámica
Ejercicio 3.19: Una bomba de engranes capaz de suministrar 100 cm3 por revolución de
un aceite a 2 500 rpm y genera un incremento de presión de 10 bar. Se pide a).- Elaborar esquema del sistema
b).- Cual será el caudal ideal
c).- Cual será la potencia de accionamiento ideal d).- Cual será el par motor ideal