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Título:
Diseño de banco de ensayo de cavitación de bomba
Autor:
Barra Silva, Manfred
Profesor Patrocinante:
Fuentes Paredes, Misael
Grado a Optar:
Ingeniero Mecánico - Licenciado en Ciencias de la Ingeniería
Materia:
banco de ensayos - cavitación - diseño; bombas centrifugas
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela:
Escuela de Mecánica
Año de Aceptación:
2006
Resumen:
Cuando un líquido fluye por una zona de baja presión, el líquido hierve y forma burbujas de vapor, que al pasar por una región de alta presión, este vapor vuelve al estado líquido súbitamente, provocando picaduras, ruido y vibraciones. Además en el caso de las bombas produce dos efectos perjudiciales, que son la disminución del rendimiento y erosión. Para evitar este fenómeno se debe diseñar eliminando, en lo posible, los riesgos de bajas presiones y para ello los alumnos de Ingeniería Mecánica deben estudiar este fenómeno en forma teórica y práctica, es decir, a través de un banco de ensayo de cavitación. En la actualidad son diversos los bancos de ensayo de cavitación, pero son de un alto precio, razón por la cual se necesita diseñar un banco de ensayo de cavitación de bombas en forma económica utilizando materiales disponibles en los laboratorios del Instituto de Materiales y Procesos Termomecánicos. A pesar de lo económico del banco de ensayo, éste sigue el mismo esquema general de los demás bancos, puesto que consta de una bomba, un depósito, sistemas de medición de caudal (placa orificio) y presión (manómetros), tuberías y una base móvil. Los cálculos de diseño están orientados a demostrar que hidráulicamente la bomba funciona perfectamente en condiciones normales y que la base del banco soporta cabalmente el peso de toda la estructura del banco, más el agua que contenga en el momento del ensayo. Para el caso del calculo hidráulico se demuestra que el sistema no tiene problemas utilizando la ecuación de la energía disponible. En el caso de la resistencia de la base primero se comprueba la resistencia para soportar la bomba y el estanque en forma independiente y luego todo el banco como un solo conjunto, el cual, aplicando las teorías de fallas de Güest y Von Mises-Hencky, se comprueba si el material empleado es el adecuado. Finalmente, se tiene los esquemas de ensayos de laboratorio del banco separados por asignatura, uno para Mecánica de Fluidos y la otra para Máquinas Hidráulicas. Por último, en los anexos se encuentran los planos del banco de ensayo, donde se detallan las dimensiones y posiciones de los elementos del banco.
Abstract:
When a liquid flows by a pressure fall zone, the liquid boiles and formes bubbles of steam, who at spend by a pressure high region, this steam returns at liquid state suddenly, provoking holes, noise and vibrations. As well in the case of the pumps causes two harmful effects, that bees the decrease of efficiency and erosion. In order to avoid this phenomenon him owe design eliminates, as far as posible, the risks of pressures fall and for it the students of mechanical engineering has study this phenomenon in form theoretical and practice, that is to say, through one bench of test of Cavitation. Nowadays bees diverses the benchs of test of Cavitation, but bees of a high price, reason because of which him needes design one bench of test of Cavitation of pumps in economical form utilizing available materials in the laboratorys of institute of materials and thermomechanicals process. In spite of the economic of bench of test, thisfollows the same general outline of the rest bench, since consisting of one pump,one tank, systems of measurement of flow (plate hole) and pressure (msnometer), pipes and movable base. The calculations of design bees directs to prove that hydraulicly the pump functions perfectly in normal conditions and that the base of bench support perfectly the weight of all the structure of bench, more the water that contented in the moment of test. For the case of hydraulic calculations bees prove that the system does not have problems using the equation of the available energy. In the case of the resistence of the base first him check the resistence for support the pump and the reservoir in independent form and then all the bench as a only joint, that, appling the theorys of breakdown of Güest and Von Mises – Hencky, him checking if the material using is the suitable. Finally him haves the outlines of laboratory of bench separates per subject, one for mechanic of fluids and the other for hydraulic machines. And finally in the annexes him meets the planes of bench of test, were him detailing the sizes and positions of the elements of bench.
Palabras Clave:
banco de ensayos - cavitación - diseño; bombas centrifugas
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Barra Silva, Manfred
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2006/bmfcib268d/doc/bmfcib268d.pdf