ECUACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA - Perdidas de Energía y Ganancias por Bombas - Prob 7.16 Robert Mott

Summary

En este video, se aborda un problema de dinámica de fluidos relacionado con una bomba que transporta petróleo crudo. Se calculan diversos parámetros, como la potencia suministrada por la bomba y la presión en la entrada de la bomba. Se explica cómo convertir las unidades del sistema internacional y cómo aplicar ecuaciones de energía y pérdidas en el sistema de tuberías. A lo largo de la explicación, se detallan los pasos para calcular el caudal, la gravedad específica y la presión en distintos puntos del sistema, destacando la importancia de las pérdidas por fricción y la ganancia de energía por la bomba.

Takeaways

• 😀 Se describe un sistema de bombeo de petróleo crudo con un caudal de 840 litros por minuto.
• 😀 La bomba debe entregar el fluido desde un tambor de almacenamiento subterráneo hasta un tanque de almacenamiento.
• 😀 El problema incluye la pérdida total de energía en el sistema, que es de 4.2 N·m/N.
• 😀 La potencia suministrada por la bomba se calcula utilizando el caudal, el peso específico del fluido y la carga de la bomba.
• 😀 La conversión de unidades es esencial para trabajar en el sistema internacional (metros cúbicos por segundo y newton por metro cúbico).
• 😀 Se usa la gravedad específica (SG) para calcular el peso específico del petróleo, resultando en 8338.5 N/m³.
• 😀 La ecuación de energía aplicada en puntos clave permite determinar la carga que la bomba debe generar para superar las pérdidas de energía.
• 😀 Las pérdidas de energía en el sistema son atribuidas a las tuberías, conexiones y válvulas, y se consideran en el cálculo.
• 😀 La presión en la entrada de la bomba se determina tomando en cuenta la pérdida de energía en la tubería de succión.
• 😀 La presión negativa en la entrada de la bomba se calcula, siendo de -45.4 kPa, lo que indica la succión del fluido.
• 😀 La potencia suministrada por la bomba se calcula como 13.7 kW, considerando las pérdidas y la carga generada por la bomba.

Q & A

¿Cuál es la cantidad de petróleo que la bomba entrega por minuto?

La bomba entrega 840 litros de petróleo crudo por minuto.

¿Qué valor tiene la gravedad específica del petróleo crudo utilizado en este análisis?

La gravedad específica del petróleo crudo es 0.85.

¿Cómo se convierte el caudal de 840 litros por minuto a unidades del sistema internacional?

El caudal de 840 litros por minuto se convierte a 0.014 metros cúbicos por segundo, utilizando la conversión de 1 metro cúbico = 1000 litros y 1 minuto = 60 segundos.

¿Cómo se calcula el peso específico del petróleo en este caso?

El peso específico del petróleo se calcula multiplicando la gravedad específica (0.85) por el peso específico del agua (9810 N/m³), obteniendo 8338.5 N/m³.

¿Qué fórmula se usa para calcular la potencia suministrada por la bomba?

La potencia suministrada por la bomba se calcula con la fórmula: potencia = carga de la bomba × caudal × peso específico del fluido.

¿Cuánto es la potencia que la bomba suministra al sistema?

La potencia que la bomba suministra al sistema es de aproximadamente 13.7 kW.

¿Qué implica una pérdida de energía de 4.2 N·m/N de petróleo en el sistema?

Una pérdida de energía de 4.2 N·m/N significa que el sistema pierde esta cantidad de energía debido a la fricción y otros factores como las tuberías, válvulas y codos a lo largo del trayecto del petróleo.

¿Cómo se determina la presión en la entrada de la bomba?

La presión en la entrada de la bomba se determina aplicando la ecuación de energía, considerando las pérdidas en la tubería de succión y las propiedades del sistema, como la velocidad y la altura en ese punto.

¿Por qué la presión en la entrada de la bomba puede ser negativa?

La presión en la entrada de la bomba puede ser negativa debido a que la bomba crea un vacío para succionar el fluido, lo que resulta en presiones subatmosféricas o negativas en esa zona.

¿Cómo se calcula la velocidad en la tubería de succión (punto 3) del sistema?

La velocidad en la tubería de succión se calcula utilizando la fórmula de caudal constante: velocidad = caudal / área de sección transversal de la tubería, donde el área se obtiene de las tablas para el diámetro nominal de la tubería.