MECANICA DE FLUIDOS I

POTENCIA HIDRAULICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO E.P. ING. CIVIL

Docente: Ing. Nancy Zevallos Quispe

POTENCIA HIDRAULICA

Lo potencia se define como el trabajo realizado en la unidad de tiempo, o la rapidez con que se realiza un trabajo.

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Potencia hidráulica = presión * caudal(Q)

Potencia hidráulica = peso especifico* h * caudal(Q)

POTENCIA HIDRAULICA

Para calcular la potencia necesaria para trasladar un volumen (Vol), de un fluido en un conducto, de la posición 1 a la 2, se aplica la definición de potencia de la siguiente manera:

Ing. Nancy Zevallos Quispe

POTENCIA HIDRAULICA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

diferencia de elevaciones entre los centros de gravedad del volumen (Vol),

por lo tanto el trabajo realizado ( δ ) al pasar de la posición 1 a la 2, será igual al producto del peso del volumen del fluido (γ Vol ) por la diferencia de elevaciones, es decir:

POTENCIA HIDRAULICA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

diferencia de elevaciones entre los centros de gravedad del volumen (Vol),

Al dividir esto entre el tiempo se obtiene una expresión para la potencia

POTENCIA HIDRAULICA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Por otro lado, en una sección de una tubería, por la cual pasa un gasto Q, la energía disponible H genera una potencia que es igual a:

En la mecánica de fluidos se considera que la potencia es la rapidez con que se transfiere la energía.

POTENCIA HIDRAULICA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

La unidad mas empleada para medir la potencia es el caballo de fuerza (HP), que es igual a

En el sistema MKS gravitacional

Donde la potencia ( P ) está dada en caballos de fuerza ( HP ), el caudal ( Q ) en m3/s y el peso específico ( γ ), en kg/m3.

POTENCIA HIDRAULICA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Con frecuencia, también se utilizan los caballos de vapor ( CV ) para definir la potencia. En este caso, la expresión anterior se convierte en

Otra unidad común para expresar la potencia es el kilowatt-hora (kW), cuya conversión es

Otras unidades:

EFICIENCIA MECANICA DE BOMBAS

Ing. Nancy Zevallos Quispe

El termino eficiencia se utiliza para denotar la relación de la potencia trasmitida por la bomba al fluido a la potencia que se suministra a la bomba. Debido a las perdidas de energía por fricción mecánica en los componentes de la bomba, fricción del fluido y turbulencia excesiva en esta, no toda la potencia de entrada se trasmite al fluido.

Eficiencia Mecánica

eM = 70 a 90%.

EFICIENCIA MECANICA DE BOMBAS

Ing. Nancy Zevallos Quispe

El valor de la eficiencia mecánica de las bombas no solo depende del diseño de estas, sino también de las condiciones en que operan, en particular de la carga total y del flujo volumétrico. Para las bombas utilizadas en sistemas hidráulicos, la eficiencia varia de 70 a 90%.

Se requiere elegir una bomba para lograr los máximos niveles de eficiencia.

POTENCIA HIDRAULICA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Si

Considerando, que en las operaciones existen rangos de eficiencia, la potencia real será:

EJERCICIO N° 01

Ing. Nancy Zevallos Quispe

En el sistema mostrado en la Figura, la bomba BC debe producir un caudal de 160 l/s de aceite, Dr = 0,762, hacia el recipiente D. Suponiendo que la pérdida de energía entre A y B es de 2.50 m y entre C y D es de 6.50 m, a) ¿qué potencia en CV debe suministrar la bomba a la corriente? b) Dibujar la línea de alturas totales.

SOLUCION

Ing. Nancy Zevallos Quispe

N.R

Ec. De Bernoulli entre A y D

12 m

57 m

SOLUCION

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Si: Dr = 0,762

Suministrada al sistema

SOLUCION

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LE

b) Dibujar la línea de alturas totales.

H perd (AB)= 2.5 15-2.5= 12.5

H bomba= 54m 12.5+54= 66.5m

H perd (CD)= 6.5 66.5 - 6.5= 60 m