La energía cinética es realmente fácil, es 1/2 * masa * velocidad ^ 2.
Consideremos la línea que lleva el agua de la piscina desde la bomba de mi piscina al intercambiador de calor solar. La línea tiene 110 pies de largo, tiene un diámetro interior de 3.068 pulgadas (tuberías de PVC y CPVC – Horarios 40 y 80) y transporta 60 galones por minuto.
Usamos google para calcular (60 galones / minuto) / (pi / 4 * (3.068 pulgadas) ^ 2) – Búsqueda de Google, y obtener 0.794 m / s. Esa es la velocidad. Es bueno dejar que Gcalc se ocupe de las unidades.
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También usamos google para calcular la masa: pi / 4 * (3.068 pulgadas) ^ 2 * (110 pies) * (1 g / cc), y obtenemos 160 kg. El agua es muy pesada.
0.5 * M * V ^ 2 = 0.5 * (160 kg) * (. 794 m / s) ^ 2 – Búsqueda de Google = 50.4 julios.
Ahora, este grupo tiene un diagrama de plomería complejo con docenas de segmentos de línea con tasas de flujo potencialmente diferentes. Para obtener la energía cinética total del sistema, tendría que ejecutar ese cálculo en todos ellos.
Te dejaré con otro cálculo que ejecuto con más frecuencia: ¿cuánta potencia de flujo real está suministrando mi bomba al agua?
El medidor de presión de salida de la bomba lee 7,4 psi a 2070 rpm y utiliza 610 vatios. Si busco eso en las curvas de la bomba Intelliflow (que he interpolado del gráfico en el manual aquí: Eficiencia de la bomba), obtengo aproximadamente 52 galones / minuto y 13 psi.
Si la curva de la bomba fuera correcta, estaría presionando (52 galones / minuto) * (13 psi) – Búsqueda de Google = 294 vatios de potencia de flujo con 610 vatios de potencia eléctrica = 48% de eficiencia. Bienvenido al miserable mundo de la eficiencia de las bombas pequeñas, donde nadie ha puesto un difusor en la salida de una bomba centrífuga. Esta bomba fue lo más eficiente que pude encontrar cuando la compré, hace tres años.
Pero espera. La tabla dice 13 psi y el medidor lee 7.4 psi. ¿Por qué la diferencia de 5.6 psi?
– Probablemente haya una pérdida de tubería de 1 psi desde la piscina a través de la bomba hasta el manómetro, hay muchas curvas allí.
– Puede haber otra pérdida de 1 psi por hojas atascadas en la canasta de pelusa frente a la bomba.
– El manómetro es 4 pies más alto que la superficie de la piscina, que es otra caída de 1.7 psi.
– Los otros 0.9 psi pueden ser fricción en los rodamientos desgastados. Realmente no lo se.
Solía caminar por la vitrina del proyecto estudiantil al lado de Davis Hall en UC Berkeley en mi camino a clase por la mañana. Un semestre estaban exhibiendo las bombas que los estudiantes habían diseñado y construido. Estoy bastante seguro de que cada bomba de piscina y estanque que he visto habría obtenido en el mejor de los casos una C en esa clase.
