Experimental study of the characteristic curves of 0.5 HP radial pump with constant speed

• Ibarra Bolaños, Germán Alejandro ^[1] ; Arboleda Mena, Jorge Mario ^[1] ; López, Gustavo ^[1] ; Rojas, Yohan ^[1]
  1. [1] Universidad Antonio Nariño

     Universidad Antonio Nariño

     Colombia

     
• Localización: Scientia et Technica, ISSN 0122-1701, Vol. 25, Nº. 4, 2020, págs. 534-539
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estudio experimental de las curvas características de una bomba radial de 0.5 HP con rotación constante
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• Resumen
  • español

    Las bombas radiales (centrífugas) son muy utilizadas en la industria y representan el 22% de la energía total consumida en Colombia. Es importante entender las condiciones de operación para una correcta selección y uso, específicamente en el punto de mejor eficiencia (BEP, por sus siglas en inglés). En este estudio se propone analizar la variación de esas condiciones en una bomba radial pequeña común al regular el caudal con una válvula en la descarga, manteniendo la rotación constante. El sistema consiste en un circuito cerrado donde el caudal se obtiene de un medidor de turbina programado en Arduino. La potencia y energía eléctrica se mide con un Vatímetro y la presión en la succión y descarga con manómetros tipo Bourdon. La sumergencia mínima en la succión fue calculada con el estándar ANSI-HI-98 y la selección de los manómetros Bourdon siguen las recomendaciones del estándar ASME B40.100-1998. Los datos medidos son parte de la ecuación de la energía planteada para el sistema motor-bomba (unidad monoblock), cuya curva H-Q fue comparada con la del fabricante, obteniendo una validación razonable. La curva de potencia eléctrica muestra que aumenta mientras el flujo es regulado, evidencia de que el método de regulación es inapropiado. Finalmente, se presenta la curva de eficiencia con un máximo de 12%. Existen pérdidas por choque y recirculación interna, pero las pérdidas eléctricas se evidencian con un calentamiento excesivo. El banco tendrá otra bomba mejor y un variador de velocidad para próximos estudios.

  • English

    Radial (centrifugal) pumps are commonly used in industry and represent 22% of total consumption of the energy worldwide. The understanding of their operating conditions is important for a proper selection and use, specifically at the Best Efficient Point (BEP). This study analyzed the variation of the operating conditions of a common, small pump when the flow is regulated with a control valve at the pump discharge, keeping the rotational speed constant. The system consists in a closed loop using a turbine meter programmed in Arduino for flowrate measurement. The electric power and energy consumption were provided by an electronic Wattmeter, and the pressure at the suction/discharge of the pump was taken from Bourdon gauges. The minimum submergence of the pump intake was calculated with the Standard ANSI-HI-9.8 and the Bourdon gauges selection followed the recommendations of the Standard ASME B40.100-1998. All the measurements are part of the Energy equation for the pump-motor system (monoblock unit), whose H-Q curve is compared to manufacturer’s curve with reasonable agreement that served as validation. The electric power curve is the evidence that the flow regulation method is unappropriated because the power consumption increases as the flow is regulated. At the end, the efficiency curve of the motor-pump unit was presented, with a maximum value of 12%. The shock and recirculation losses are present, but the electrical losses are evidenced through excessive heating. The test bench will have a better pump and a variable frequency drive for further studies.