jueves, 21 de mayo de 2009

Proyecto en software




En el sistema original y en el simulado, las medidas de caudal y de potencia se alejaron en un
30%, por el hecho de las variables que algunas veces se pueden perdes dentro del sistema, e llego a la conclusion de que el problema a resolver se acerco a los resultados obtenidos en los calulos hechos.
El siguiente sistema se tiene un gasto de 3000 gal/min, una presión de descarga de 200 psi en una tubería de acero con agua como fluido a bombear hallar:
a) La potencia de la bomba
b) Reemplazar la bomba calculada por 2 equivalentes en paralelo
c) Calcular el diámetro más económico para la tubería
Recuerde utilizar todas las variables de la ecuación de bernoulli y utilizar al menos 10 accesorios.

Datos
Q = 3000 gal/min
Presion = 200 psi
Ced. 40
Dnom= 8 in
Tubería de acero (IPS)
Dint = 7.981 in = 0.6650 ft




Densidad del agua
62.4 lbm/ft2

Viscosidad dinámica del agua
μ = 6.72 x 10-4 lbm/ft seg

Caudal y sus conversiones
Q = (3000 gal/min) * (1 min/ 60 seg) = 50 gal/seg
1 m3 = 264.17 gal
Q = (50 gal/seg) * (1 m3/264.17 gal) = 0.189 m3/seg
1 m3 = 35.315 ft3
Q = (0.189 m3/seg) * (35.315 ft3/ 1 m3) = 6.684 ft3/seg

Área en el interior de la tubería en pies
A = π (Dint)2 /4
A = π (0.6650)2 / 4 = 0.3473 ft2

Velocidad en el sistema
Q = V*A
V= Q/A
V = 6.684 ft3/seg / 0.3473 ft2
V = 19.24 ft/seg
Para poder utilizar la ecuación de bernoulli
Presion = 200 lbs/in2
1 ft2 = 144 in2
Presion = (200 lbs/in2) * (144 in2 / 1ft2) = 28,800 lbs/ft2


Factor De Fricción
Calculamos el No. de Reynolds y el factor de Fanning

No.Re= DintV(densidad)/ visc. din


No Re = (19.24 ft/seg) (0.6650 ft) (62.4 lbm/ft2) / 6.72 x 10-4 lbm/ft seg


No. Re = 1.188 x 106 Flujo Turbulento
Ecuación de swamee
12f= 0.25logεDint3.7+ 5.74No.Re0.9'>
Para el acero o hierro vaciado el coeficiente de fricción ε es igual a 0.00015 adimensional
0.25 / ( log (( 2.25x10-4/3.7) + 5.74/ (1.188x106)0.9))2
f = 0.0031 ft


Pérdidas totales en los sitemas
Pf= Pent+ Ptub+ Pacc+ Pvgbo+ Psalida'>
Perdidas en la entrada
La entrada es a cantos vivos por lo que el Kent = 0.5
Pent= V2/2g Kent'>
(19.24 ft/seg)2/(2 x 32.2 ft/seg2) x 0.5
Pent = 2.87ft
Perdidas en la tubería Ptub
12Ptub= V2/2g f(LeDint) '>
(19.24 ft/seg)2/(2 x 32.2 ft/seg2) x 0.0031 ft x (60 ft/ .6650 ft)
Ptub = 1.815 ft

Perdidas de friccion en los accesorios
12LeDint=329= 288'>
12Pacc= V2/2g f(LeDint) '>
(19.24 ft/seg)2/(2 x 32.2 ft/seg2) x 0.0031 ft x 288
Pacc = 5.79 ft


Perdidas en la válvula de globo con β = 1 y Kvg = 340 fT como el diámetro nominal es de 8 in entonces el fT es de 0.014
12Pvgbo= V2/2g Kvg'>
(19.24 ft/seg)2/(2 x 32.2 ft/seg2) x 340 x .014
Pvgbo = 27.36 ft
Perdidas en la salida con un Kst =1 para cualquier salida
12Pst= V2/2g Kst'>
(19.24 ft/seg)2/(2 x 32.2 ft/seg2) x 1

Pst = 5.74 ft
5.74 ft + 27.36 ft + 5.79 ft + 1.815 ft + 2.87ft
Pf = 43.57 ft

Calculo de la potencia de la bomba
P2- P1ρ ggc+ H2- H1+ V22- V122g+ Pf= Wf'>

P1 = 0 y V1=0
H2 – H1 = 1 .
12P2ρ ggc+ H2- H1+ V222g+ Pf= Wf'>

28,800 lb/ft2 / 62.4 lbm/ft2 lbf/lbm + 1 ft + (19.24 ft/seg)2/(2 x 32.2 ft/seg2) + 43.57 ft =W f

Wf = 511.85 ft
Para obtener la potencia de la bomba con la siguiente formula (η=90%)
12Pot= Wfη100* Wmggc'>
Wm = (ρ) (Q)
511.85 ft / (90/100) x (417.08 lbm/seg) / lbf/lbm

Pot = 237203 lb*ft/seg
En H.P
Pot = 431.27 HP Potencia de la bomba


Diámetro Económico

El diametro economico se obtuvo mediante el calculo de las horas enlas cuales va a trabajar la bomba, ademas de el caudal que iva a suministrar la bomba a el sistema , todo esto llevo a calculus en los cuales se obtuvo los siguientes resultados y en base a los siguientes resultados se hicieron los calculos correspondientes.



D = .5873 (n .25 (Q) ½)

.5873 (12/24).25 (.18927 m3/seg) 1/2



D = 0.214 m =8.41 in

martes, 19 de mayo de 2009

INSTALACION DE UN SISTEMA DE RIEGO (Investigacion)

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD JUAREZ

ADRIAN ARTURO SANCHEZ OLIVAS

INVESTIGACION

06110753



INTRODUCCION

En esta ocasion no se hablara sobre sistemas que puedan encontrarse dentro de una empresa si no se hablara sobre un sistema de riego que es necesario para la extracion de manzana en esa region

DESARROLLO

Investigacion en un sistema de riego

En los sistemas hidraulicos que conjuntan las empresas y en algunas ocasiones en sistemas de riego es importantisimo la instalacio y la buena eleccion de las bombas.

En esta ocasion se dio la oportunidad de investigar acerca de un sitema de riego en particular que se encuentra en una zona rural en Ignacio Zaragoza Chihuahua, es un huerto de manzana donde se trabaja el sitema de riego de una forma adecuada segun las personas de mantenimi ento y el dueño de el huerto


Primero que nada el huerto de manzana tiene alrededor de 500 arboles equiespaciados y estan a 4 metros de distancia, el terreno es fertil y ala vez duro e irregular, el sistema de riego que se maneja en este huerto de manzana, comienza desde un pozo de agua que esta a una distancia de 8 a 10 m aproximadamente con respecto a la altura del huerto cabe mencionar que el terreno varia en las aturas que maneja porque este no es regular en ciertas areas, se maneja tuberia de PVC de 2 a 3 in de diametro que estan ocultas e introducidas a un metro de profundidad que evitan la congelacion y los percances que puedan ocurrir y envia a su vez el fluido a las valvulas de globo que recorren el huerto, estas mismas al momento de girarlas y abrir el fluido se hace pasar por otras lineas de 1 a 1 ½ in, que alimenta a lineas de goteo la cual surte de agua a cada manzano, cabe mencionar que el sitema de goteo esta sobre la superficie y no tiene una altura significativa.

Aun no esta bie definido si se quier implmentar un sistema de microaspercion ya que este es mas ventajoso por el hecho de que puede empapar de una manera mas uniforme la tierra y de una forma que seria la adecuada.

La potencia de la bomba es indispensable la bomba que se maneja en este huerto es de 5 HP, donde para poder absorver el agua se necesita un filtro, ete filtro es una rejilla diseñada para eliminar impurezas, que esta conectado a otra tuberia de 3 in, la cual al momento de ponerla en funcionamiento alimenta en gran forma a las vias que hacen llegar el fluido hacia cada manzano.

Este sistema de riego no tiene grandes dficultades pero se debe tener mucho cuidado pr las fugas que algunas veces en la instalacion suelen surgir y con el tiempo pueden dañar el sistema

La forma de instalar este tipo de riego es un trabajo arduo y complicado primeramente por lo duro del terreno y por las elevaciones que tiene, ademas de lo dificl de poder perforar para encontrar agua, no me refiero a lo dificil de encontar agua, porque en realidad en esa region se encuentra grandes cantidades de agua, si no por lo costoso que es perforar.

De una u otra forma el sistema hidraulico que se maneja en esa region no es del todo adecuado a mi opinion carece de fundamentos que puden ayudar y aportar muchos mas frutos a la cosecha de manzana.

El sistema que se maneja es hecho empiricamente, a prueba y error, creo que esa no es la forma adecuada para poder sumistrar bien el dinero y a la vez suministrar una buena cantidad de agua a cada uno de los arboles pienzo que deberia de haber un mejor estudio planificacion del sistema para lograr mejores beneficios tanto como para los recursos que se usan asi como para el productor.

Huerto de manzana

Bombas de desplazamiento positivo en transmisiones de potencia

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO EN TRANSMISIONES DE POTENCIA
Las bombas de desplazamiento positivo se dividen en dos grandes grupos principales:
• Reciprocantes
• Rotatorias
El principio de desplazamiento positivo consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. En la maquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía, puede tener movimiento alternativo (embolo) o movimiento rotatorio (rotor). En las maquinas de desplazamiento positivo tanto reciprocantes como rotatorias siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye de volumen (impulsión) por lo que también se le llama maquinas volumétricas.





Transmisión de potencia hidráulica.
La hidráulica se puede definir como un medio de transmitir potencia al empujar sobre un líquido confinado. El componente de empuje de entrada del sistema se llama una bomba y el empuje de salida es un actuador.
Para simplificar las cosas hemos mostrado un pequeño pistón sencillo, la mayoría de las bombas de potencia dirigida necesitarán muchos pistones, paletas o engranes según los elementos de bombeo. Los actuadores son lineales.
El sistema hidráulico no es una fuente de energía. La fuente de energía es un primer impulsor tales como un motor eléctrico un motor que impulse la bomba.




Actuadores Hidráulicos

Se clasifican en Actuadores Lineales, llamados Cilindros. Y actuadores rotativos en general denominados motores hidráulicos. Los actuadores son alimentados con fluido a presión y se obtiene un movimiento con una determinada velocidad, fuerza, o bien velocidad angular y momento a partir de la perdida de presión de un determinado caudal del fluido en cuestión.
Potencia de Entrada = Presión x Caudal
Potencia Entregada en el Actuador = Variación de Presión x Caudal.
Esta variación de presión deberá computarse entre la entrada y la salida del actuador. En estas expresiones no consideramos las pérdidas por rozamiento que existen y no se debe dejar de tenerlas en cuenta para las realizaciones prácticas.
La potencia mecánica de salida estará dada en los actuadores lineales por:
Potencia de Salida = Fuerza x Velocidad
Y en los actuadores rotativos por:
Potencia de Salida = Momento Motor ( Torque ) x Velocidad Angular
Es evidente que las perdidas entre la potencia de entrada y salida serán las pérdidas por rozamiento.


Actuadores Lineales
La velocidad de avance es proporcional al Caudal e inversamente proporcional al área posterior del pistón. Es de hacer notar que para que el pistón avance será necesario que el fluido presente en la cámara anterior salga por la boca correspondiente. Cuando se desea que el pistón entre se debe alimentar por la boca anterior y sacar el fluido de la cámara posterior . Este cambio de direcciones del fluido se logra mediante las válvulas direccionales.
Existen cilindros de simple efecto, en ese caso sólo una cámara es alimentada por aceite, la otra queda vacía conectada al exterior y el movimiento que correspondería al aceite llenando la cámara se reemplaza por la gravedad , o bien por un resorte.



Actuadores en el sistema

Esquema de desplazmiento positivo en trasmisiones de potencia




En resumen las transmisiones de potencia es un conjunto de valvulas y actuadores que llevan a cabo un trabajo mediante la fuerza y la direccion del fluido que administra la bomba por medio de un motor electrico.