1. Planteamiento del problema: Calcular la cota del eje de la bomba $Z_D$ para un caudal máximo de 28 l/s, con temperatura del agua 20 ºC, presión de saturación $P_S=0.023$ bar, altitud 2000 m (presión atmosférica absoluta $P_{atm}=0.795$ bar) y pérdida de carga en la tubería de aspiración de 0.2 mca. 2. Fórmulas y conceptos importantes: - Presión absoluta en la superficie libre del agua: $P_1 = P_{atm} - \rho g Z$ (considerando la altura y presión atmosférica). - NPSH disponible (NPSHa) se calcula como: $$\text{NPSHa} = \frac{P_1}{\rho g} + \frac{V^2}{2g} - Z_D - h_f$$ - Donde $h_f$ es la pérdida de carga en la tubería de aspiración. - Densidad del agua $\rho \approx 1000 \text{ kg/m}^3$, gravedad $g=9.81 \text{ m/s}^2$. - Volumen flujo $Q=28$ l/s = 0.028 m$^3$/s. 3. Cálculo de la velocidad en la tubería: - Área de la tubería $A$ no está dada, pero para NPSH se puede suponer que la velocidad es pequeña o se usa la fórmula general. 4. Cálculo de presión absoluta en la superficie del agua: - Altitud 2000 m implica presión atmosférica absoluta $P_{atm} = 0.795$ bar = 79500 Pa. 5. Cálculo de NPSHa: - Se conoce NPSH requerido de la bomba (de la figura, no dada numéricamente, asumimos que NPSH requerido es igual a NPSHa para hallar $Z_D$). 6. Fórmula para hallar $Z_D$: $$\text{NPSHa} = \frac{P_{atm} - P_S}{\rho g} + \frac{V^2}{2g} - Z_D - h_f$$ 7. Despejamos $Z_D$: $$Z_D = \frac{P_{atm} - P_S}{\rho g} + \frac{V^2}{2g} - h_f - \text{NPSHa}$$ 8. Cálculo de términos: - $\frac{P_{atm} - P_S}{\rho g} = \frac{(0.795 - 0.023) \times 10^5}{1000 \times 9.81} = \frac{7720}{9810} \approx 0.787$ m - Suponiendo velocidad pequeña, $\frac{V^2}{2g} \approx 0$ - Pérdida de carga $h_f = 0.2$ m - NPSHa = NPSH requerido (de la figura, no dado, asumimos 3 m para ejemplo) 9. Sustituyendo: $$Z_D = 0.787 + 0 - 0.2 - 3 = -2.413 \text{ m}$$ 10. Interpretación: La cota del eje de la bomba debe estar aproximadamente 2.41 m por debajo del nivel de referencia para cumplir con el NPSH requerido. --- Para el segundo ejercicio, solo se resuelve el primero según instrucciones.