Laboratorio de Mecnica de Fluidos II

Bombas conectadas en serie y paralelo

Pardo Mndez Dora GianellaFacultad de Ingeniera en Mecnica y Ciencias de la Produccin (FIMCP)Escuela Superior Politcnica del Litoral (ESPOL)Guayaquil - Ecuadordogipard@espol.edu.ec

Resumen

La prctica realizada en las instalaciones del Laboratorio de Termo fluidos tuvo como principales objetivos determinar y comparar las caractersticas de operacin de bombas trabajando en serie y paralelo. Para la presente prctica contamos con dos bombas centrifugas homologas que operan en un circuito cerrado, se las puso a trabajar individualmente, en serie y en paralelo. En cada configuracin se manipul el caudal para medir un cabezal total, con estos datos construimos las curvas de funcionamiento Ht vs Q de cada arreglo para luego compararlas. Las curvas tienen el comportamiento esperado, por lo que la prctica se describe como exitosa.

Palabras Clave: Bombas en serie, bombas en paralelo, cabezal de descarga.

AbstractThe practice carried out in the facilities of the Laboratory of Thermo fluids had as main objective to determine and compare the operating characteristics of pumps working in series and parallel. To this practice we have two homologous centrifugal pumps operating in a closed circuit, put them to work individually, in series and in parallel. In each configuration the flow is manipulated to measure total head, with these data we construct performance curves of each array and then compare them. The curves have the expected behavior, so the practice is described as successful.Keywords: Pumps in series, parallel pumps, discharge head.

7Introduccin

Las bombas se incluyen en un sistema de tuberas para convertir energa mecnica (suministrada por un mecanismo impulsor) en energa hidrulica.En los procesos u operaciones industriales existen requerimientos de flujo en los que es necesario utilizar un sistema de bombeo con

ms de una bomba; esto puede ser porque la demanda de gasto o de carga del proceso sea excesivamente variable.

Cuando la necesidad de operacin sea la de tener alta carga a gasto constante es necesario utilizar un sistema en serie.

Si la demanda en el proceso es la de tener un alto gasto con una carga constante (no necesariamente) se debe utilizar un arreglo en paralelo.

Cabezal hidrulicoEl cabezal es un concepto que relaciona la energa de un fluido incompresible con la altura de una columna esttica equivalente de ese fluido.Equipos e Instrumentacin

Banco de Bombas, GILKES, Serie CE41675, Modelo GH90, Cdigo ESPOL 03701[el banco de bombas utilizado se muestra en las seccin de anexos]

DESCRIPCIN DEL EQUIPO:

El sistema consiste bsicamente en dos bombas centrifugas homologas que operan en un circuito cerrado. Ellas pueden ser estudiadas trabajando individualmente, en serie o en paralelo.

La bomba N. 1 tiene un rango de velocidad de 0 a 3000 r.p.m. y la bomba N. 2 es reversible, tiene un rango de velocidad de 0 a 2500 r.p.m.

Procedimiento Experimental

Primero medimos las revoluciones de cada bomba con un rotmetro. Para la bomba 1 incrementamos la velocidad N. 1 hasta 2500 r.p.m. aproximadamente y N. 2 hasta 1800 r.p.m. para la bomba 2.

Operacin en paralelo:

De acuerdo a la configuracin del sistema, colocamos la vlvula en posicin de trabajo para conexin en serie.

El caudal se regula mediante la vlvula (4) [ver Fig. 5 ANEXOS]. Para 6 valores de caudales diferentes tomamos lecturas de cabezal de entrada y salida. Completamos la tabla de datos.

Operacin en paralelo.

Cebamos la bomba N. 2 mediante la bomba N. 1.Se pone a funcionar las dos bombas en forma simultnea (con sus respectivas vlvula de descarga abiertas).Se coloca la vlvula en posicin de paralelo, nuevamente para 6 valores diferentes de caudal tomamos las lecturas de cabezal de entrada y salida para completar nuestra tabla de datos.

Adicional a esto, tambin realizamos mediciones para cada bomba funcionando independientemente, el procedimiento es anlogo al descrito para los dos casos anteriores.

Con los datos obtenidos Graficar "Ht vs. Q" para las bombas conectadas en serie, y para las mismas bombas en forma individual.

Adems construimos la grfica "Ht vs. Q" para las bombas conectadas en paralelo, y para las mismas bombas en forma individual.

Resultados

Las grficas se muestran en la seccin de Anexos

Anlisis de los Resultados

Las grficas mostradas en la seccin de anexos siguen el patrn esperado, se aproximan como una funcin polinomial de grado 2 decreciente que concuerda parcialmente con lo esperado.Las curvas esperadas presentan una forma A+C, pero debido a errores d medicin, errores ilegtimos debido a la resolucin del instrumento, y a la muestra pequea con la q interpolamos la curva, para bombas trabajando en serie:

La 1era ecuacin es la del sistema en serie, las otras dos corresponden a las bombas trabajando individualmente, B1 y B2 respectivamente, dado q los caudales para los que se tomaron las mediciones no son los mismos las grficas no permiten un buen anlisis comparativo, para este sistema se espera que la suma del cabezal alcanzado por ambas bombas sea igual al del sistema. A primera vista parece que nuestra grfica si cumple con esta descripcin. Para sistemas operando con dos bombas en paralelo lo q se espera es que la suma de los caudales de cada bomba trabajando independientemente sea igual al del sistema d bombas en paralelo, esta caracterstica es un poco ms difcil de apreciar en nuestra curva graficada. Vemos una curva con una pendiente empinada para un sistema en serie, y uno con una pendiente muy suave, sistema en paralelo.

Se apreci el fenmeno de cavitacin presente en las bombas, que pudo influir en una toma errnea de datos adems de las que mencionamos anteriormente.

Conclusiones y Recomendaciones

Se cumplieron con los objetivos planteados en la presente prctica; determinamos y comparamos las caractersticas de operacin de bombas trabajando en serie y en paralelo, por lo tanto podemos definir a la prctica realizada como exitosa.

Para sistemas operando en serie, la suma del cabezal producido por cada una de las bombas operando en forma individual es igual al cabezal desarrollado por un sistema con bombas en serie.Ocurre similar situacin con las bombas en paralelo pero con el caudal.

RECOMENDACIONES:

Para los sistemas en serie se deben trabajar con iguales caudales que las bombas funcionando independientemente, para poder apreciar el efecto de suma de cabezales en la grfica, de manera anloga para un sistema de bombas en paralelo, para que se aprecie en cambio el efecto de suma en los caudales al construir la grfica Ht vs Q.

Se debe cuidar de que las vlvulas estn cerradas completamente cuando corresponda, para evitar la toma de datos errneos.

Se debe respetar la resolucin del instrumento de medicin, no estime valores con mayor precisin de la que el instrumento otorga.

Referencias Bibliogrficas/ Fuentes de Informacin

FRANK M. WHITE, Mecnica de Fluidos, Mc Graw Hill 2008, Captulo 6: pag7, pag19.

http://web.usal.es/~tonidm/DEI_05_Bombas_compresores.pdf

http://web.usal.es/~tonidm/DEI_05_Bombas_compresores.pdf

Gua de laboratorio: BOMBAS CONECTDAS EN SERIE Y PARALELO 2do trmino 2013.

Anexos

Sistemas de bombas utilizado en la prctica:

Tabla de datos

BOMBAS 1 Y 2 EN SERIEN. 1 2500 R.P.M N. 2 1800 R.P.M

Q [lt/s]Hadm[m]Hdes[m]Ht [ft]

401032,8

3,601445,92

3,201755,76

2,802065,6

2,402272,16

202478,72

BOMBAS 1 Y 2 EN PRALELON. 1 2500 R.P.M N. 2 1800 R.P.M

Q [lt/s]Hadm[m]Hdes[m]Ht [ft]

7,2013,28

704,514,76

6,806,521,32

6,60826,24

6,40929,52

6,201032,8

Bomba 1 N. 1 2500 R.P.M

Q [lt/s]Hadm[m]Hdes[m]Ht[ft]

7,202,58,2

6,80929,52

6,4011,537,72

601342,64

5,601549,2

5,201755,76

Bomba 2 N. 2 1800 R.P.M

Q [lt/s]Hadm[m]Hdes[m]Ht [ft]

2,4000

2,2013,28

2026,56

1,802,58,2

1,6039,84

1,203,511,48

Grficas