PLASTIC FUSION

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAMFACULTAD DE INGENIERA MECNICAFACULTAD DE INGENIERA INDUSTRIALLICENCIATURA EN INGENIERA MECNICA INDUSTRIAL

FUNCIONAMIENTO DE UN ARREGLO DE BOMBAS CENTRGUGAS IGUALES EN SERIE

INSTRUCTOR:

VASCO DUKE.

INFORME #3

INTEGRANTES:

LONGO, NOHELY 8-875-898FUENTES, OSCAR 8-862-1156SANTOS, FRANCO 8-865-1848HIRAM GONZALEZ 8-865-1895

1MI251 (A)

PANAMA, 30 DE ABRIL DE 2014

RESUMEN Mediante este informe se presenta el desarrollo y se manifiesta como funciona los tipos de arreglos de bombas. En este caso arreglos en serie. Se utiliz la bomba 3 tanto como la bomba 2 conectandolas ambas en serie para as proceder a realizar el anlisis de las mismas por medio de repeticiones en una cantidad de tiempo especfico variando la presin de succin y as determinar los cambios de altura que se describen y as conocer el comportamiento que tiene este arreglo de manera grfica en funcin de su caudal y de la carga suministrada.

INTRODUCCIN

FRANCO

PROCEDIMIENTO

Procedimos a conectar dos bombas en serie:1. Nos cercioramos que el tanque inferior 3 estuviera lleno de agua y el superior (1) estuviera con una columna de agua de 10cm o cualquier otra referencia cercana.2. Cebamos las tres bombas. Para ello, cierramos las respectivas vlvulas de succin y agregamos agua a cada bomba a travs del tornillo de cebado respectivo, hasta que cada una de ellas se llen completamente. 3. Manipulamos las vlvulas respectivas, de modo que la bomba B1 se conect en serie con la bomba B2 y que el arreglo de bombas descargara en el tanque 3.3.1. Abrimos la vlvula V5 del tanque inferior 3, la vlvula de succin V7 de la bomba 1.3.2. Encendimos la bomba 1.3.3. Observamos las presiones de succin y descarga de la bomba 1. Abrimos las vlvulas V3 y V15. Abrimos la vlvula V11 por aproximadamente 5 segundos y cirrela. Inmediatamente, abrimos las vlvulas V10 y V12 por aproximadamente 5 segundos, luego, cerramos la vlvula V15, manteniendo V10, V12 y V3 abiertas. El objeto de esta operacin es purgar el aire de las lneas. Observe las presiones de succin y descarga de las bombas 1 y 2.3.4. Encendimos la bomba 2. Observamos las presiones de succin y descarga de ambas bombas, as como en el manmetro M4.4. Abrimos lentamente la vlvula de descarga V15 hasta que la presin de descarga en el manmetro M4 disminuya en 10 Psi (o hasta una disminucin de la presin tal que permita repetir el experimento para diferentes presiones, con al menos 5 puntos de ensayo). Mantuvimos la descarga del arreglo de bombas en recirculacin con el tanque inferior 3.5. Medimos la altura (h) en el indicador de nivel del tanque superior. Abrimos la vlvula de descarga V1 del tanque superior y prepare un cronmetro para 60 segundos de operacin. Cerramos la vlvula V3 y tan pronto escuche el agua caer dentro del tanque 1, accionamos el cronmetro. Al transcurrir 60 segundos abra la vlvula V3 (el agua nuevamente recircular hacia el tanque 3, sin alterar la columna de agua colectada previamente en el tanque 1).6. Medimos la altura (h) en el indicador de nivel del tanque superior.7. Repetimos el procedimiento anterior (puntos 5 a 7) hasta llegar al mnimo valor de presin de descarga en el manmetro M4.8. Abrimos la vlvula V3 para mantener el arreglo de bombeo en recirculacincon el tanque 3.

Procedimos a conectar tres bombas en serie:1. Las bombas 1 y 2 estaban funcionando. Las vlvulas V1, V3, V5, V7, V10, V12, y V15, debian estar completamente abiertas y las dems vlvulas cerradas2. Cierramos la vlvula V12 y abra las vlvulas V14 y V13. Transcurridosaproximadamente 5 segundos, cerramos V15 totalmente.3. Observamos las presiones de succin y descarga de las tres bombas y del manmetro M4.4. Encendimos la bomba 3. 5. Drenamos el tanque superior hacia el tanque 3 hasta alcanzar una columna mnima de referencia en el tanque superior.6. Abrimos un poco la vlvula V15 por cinco segundos y la cerramos. Anotamos las presiones de succin y descarga de todas las bombas y de M4.7. Con el sistema an en recirculacin hacia el tanque 3 (vlvula V2 cerrada, vlvulas V1 y V3 abiertas), abrimos lentamente la vlvula de descarga total V15 hasta que la presin de descarga en el manmetro M4 disminuyera en 15 Psi (o hasta una disminucin de la presin tal que permita repetir el experimento para diferentes presiones, con al menos 5 puntos de ensayo). Observamos y anotamos las presiones de succin y descarga de todas las bombas, as como en el manmetro M4. Estas presiones corresponden al punto de caudal nulo (cero).8. Tomamos nota de la altura de la columna de agua (h) en el tanque superior. Verificamos que V1 estuviera abierta y preparamos un cronmetro para 30 segundos de operacin.9. Cerramos la vlvula V3 y tan pronto escuchamos el agua caer dentro del tanque 1, accionamos el cronmetro. Al transcurrir los 30 segundos abrimos la vlvula V3 (el agua nuevamente recircul hacia el tanque 3, sin alterar la columna de agua colectada previamente en el tanque 1).10. Medimos la altura (h) en el indicador de nivel del tanque superior.11. Repetimos el procedimiento anterior (puntos 7 a 10) hasta llegar al mnimo valor de presin de descarga en el manmetro M4 (mxima apertura de la vlvula V15).12. Apagamos todas las bombas y cerramos el interruptor principal.13. Cerramos todas las vlvulas.14. Drenamos el tanque superior abriendo la vlvula V4.

1. Confeccionar tres tablas para los datos medidos en el experimento.

Datos obtenidos en el laboratorio:

Presion dos bombas serie

M1(cm hg)M2(psi)M3(psi)hi(mm)Hf(mm)h(mm)t(s)

03060425425030

-327.555425.00435.001030

-52550435.00455.002030

-723.545455.00505.005030

-915.6535505.00585.008030

-126.2525585.00685.0010030

-15012.5685.00805.0012030

-2500495.00645.0015030

Presion tres bombas en serie

M1(cm hg)M4(psi)hi(mm)hf(mm)h(mm)t(s)

060460460030

-5554605357530

-7505356158030

-9456157109530

-123545055510530

-152555568513030

-2112.545559514030

-25059574014530

ANLISIS DE DATOS

1. Calculo de la carga (H) en metros y el caudal (Q) en L/min, para cada punto de experimentacin (presiones de descarga) Conversin de Psi 6894.76 Pa cm Hg 0.193368 Psi BOMBA 1

Ps(psi)Pd(psi)h(mm)t(s)H(pie)Q(gpm)

0.00030.0000.00030.00070.2360.000

-0.58027.50010.00030.00065.7410.063

-0.96725.00020.00030.00060.7930.125

-1.35423.50050.00030.00058.1870.313

-1.74015.65080.00030.00040.7140.501

-2.3206.250100.00030.00020.0650.627

-2.9010.000120.00030.0006.7910.752

-4.8340.000150.00030.00011.3180.940

BOMBA 2

Ps(psi)Pd(psi)h(mm)t(s)H(pie)Q(gpm)

0.000600.00030.000140.4720.000

0.000600.00030.000140.4720.000

-0.5805510.00030.000130.1240.063

-0.9675020.00030.000119.3230.125

-1.3544550.00030.000108.5230.313

-1.7403580.00030.00086.0160.501

-2.32025100.00030.00063.9620.627

-2.90112.5120.00030.00036.0560.752

BOMBA 3

Ps(psi)Pd(psi)h(mm)t(s)H(pie)Q(gpm)

0.00060.0000.00030.000140.4720.000

-0.96755.00075.00030.000131.0290.470

-1.35450.00080.00030.000120.2290.501

-1.74045.00095.00030.000109.4280.595

-2.32035.000105.00030.00087.3740.658

-2.90125.000130.00030.00065.3200.815

-4.06112.500140.00030.00038.7720.877

-4.8340.000145.00030.00011.3180.909

2. Grafique H vs Q.

Q(gpm)H(pie)

0.00070.236

0.06365.741

0.12560.793

0.31358.187

0.50140.714

0.62720.065

0.7526.791

0.94011.318

Q(gpm)H(pie)

0.000140.472

0.470131.029

0.501120.229

0.595109.428

0.65887.374

0.81565.320

0.87738.772

0.90911.318

3. Comparacin de grficas con la correspondiente grfica H vs Q del laboratorio anterior (3.2), para el caso de una bomba. La diferencia en estas graficas est en el hecho de que las grficas del laboratorio 3.2 entregan menos carga para casi las mismas medidas de caudal.

4. Grfica de las dos bombas en serie a partir del anlisis H-Q de la grfica de una sola bomba. Presente los clculos matemticos que sustentan este anlisis y compare esta grfica con la correspondiente obtenida experimentalmente y comente al respecto. Los datos para una sola bomba (tomados del laboratorio 3.2) son los siguientes:H1(m) Q1(L/min)

21.113.08

17.599.77

13.1914.39

8.7919.02

4.422.62

027.76

Asumiendo que las bombas son gemelas los datos correspondientes para dos bombas en serie.H2(pies)Q2(L/min)

138.48163.08

115.39049.77

86.526414.39

57.662419.02

28.86422.62

027.76

Estos datos se obtienen multiplicando la carga de una sola bomba por el nmero de bombas que se tienen en serie y manteniendo el mismo caudal. En este caso como son 2 bombas la carga y el caudal son:

Esta grafica es parecida a la de dos bombas en serie experimental con un factor de error que puede ser causado por diferentes circunstancias

5. Grfica de las tres bombas en serie a partir del anlisis H-Q de la grfica de una sola bomba. Presente los clculos matemticos que sustentan este anlisis y compare esta grfica con la correspondiente obtenida experimentalmente y comente al respecto.

Los datos para una sola bomba (tomados del laboratorio 3.2) son los siguientes:H1(m) Q1(L/min)

21.113.08

17.599.77

13.1914.39

8.7919.02

4.422.62

027.76

Asumiendo que las bombas son gemelas los datos correspondientes para dos bombas en serie.H3Q3

207.72243.08

173.08569.77

129.789614.39

86.493619.02

43.29622.62

027.76

Estos datos se obtienen multiplicando la carga de una sola bomba por el nmero de bombas que se tienen en serie y manteniendo el mismo caudal. En este caso como son 2 bombas la carga y el caudal son:

Esta grafica es parecida a la de tres bombas en serie experimental con un factor de error que puede ser causado por diferentes circunstancias

7. Concluya sobre las diferencias observadas en las grficas.

Entre las diferencias que se pueden observar en las grficas se puede ver que: Debido a los posibles errores como por ejemplo a falta de precisin al momento de realizar los clculos o por diferencias en el tiempo de medicin de las variables en este caso la altura se pudo haber obtenido valores muy fuera de los esperados.

Se puede denotar que la altura obtenida cuando se tienen 2 bombas conectadas en serie es ms baja que cuando se tienen las 3 bombas conectadas en serie.

Se puede ver que a pesar de que el caudal resulta ser el mismo que entra que al que sale existe variacin en los puntos de manera que se concluye que a mayor carga en las 3 bombas conectadas en serie el caudal se mantiene constante en ciertos puntos pero a medida que la carga disminuye el caudal que pasa por las bombas varia.

La pendiente que se obtiene de las dos bombas conectadas en serie es menor a la que se obtiene cuando existe un sistema de 3 bombas conectadas en serie. Aun cuando se obtuvo una cantidad amplia de mediciones en este experimento y tomando en cuenta los posibles errores en el punto anterior se puede denotar por consiguiente que los puntos obtenidos en cada una de las grficas varan de acuerdo a los efectos obtenidos durante su medicin y a la carga obtenida en cada proceso del experimento.

DISCUSIN FRANCO

CONCLUSIones

Las bombas conectadas en serie son requeridas comnmente para el transporte de flujo cuando se quiere tener pocas prdidas con respecto a su altura o distancia. Este tipo de configuracin permite lograr tener una mayor altura de elevacin de manera que el caudal se mantenga constante. Esto permite que el caudal que pasa por la primera bomba pase de igual manera por la siguiente bomba y que por medio de la descarga sea impulsado a la siguiente de manera que esta configuracin permita aumentar la altura en la cual se eleva el flujo de igual forma que se muestra en las grficas.Mediante esta configuracin se pudo denotar que los caudales son los mismos. Esta informacin se pudo obtener mediante la multiplicacin de la carga que presenta una sola bomba por el nmero de bombas que se tienen en serie y por lo que se puede mantener el mismo caudal.En la experiencia en el laboratorio se asumi que las dos bombas eran gemelas para as evitar obtener datos como lo son diferencias en las fuerzas que ejercen cada una de las bombas. Las grficas obtenidas presentan un factor de error el cual se debe a circunstancias como por ejemplo error en las mediciones.

REFERENCIA

Referencia infografa:

http://www.bdigital.unal.edu.co/11934/51/3353962.2007.Parte11.pdf

http://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-y-riegos/temario/Tema%207.%20Bombas/tutorial_13.htm

Referencia bibliogrfica:

TURBOMQUINAS HIDRULICAS - PRINCIPIOS FUNDAMENTALES, 3ra Ed., Ing. Manuel Polo Encinas, M. C., Editorial Limusa.

APNDICE

Acoplamiento de Bombas en SerieEste tipo de acoplamiento se emplea en casos en los cuales se desea elevar un mismo caudal a distintas alturas, o para impulsar un determinado caudal, venciendo grandesresistencias debidas a grandes longitudes de las conducciones (lquidos industriales: petrleo, ACPM, gasolina, etc.), si bien es relativamente pequeo el desnivel geomtrico a vencer.Esta manera de optar las bombas es poco frecuente y no debe confundirse con el caso de tener dos o ms estaciones de bombeo escalonadas, como por ejemplo, en un sistema de abastecimiento de agua, o en largas conducciones de combustible, en los cuales la descarga de una bomba se recibe en un depsito elevado con respecto al anterior, desde donde aspira la siguiente unidad, para impulsar al fluido hasta el prximo depsito, y, as, sucesivamente. Bombas en serie:Cuando 2 ms bombas se acoplan en serie, el caudal va sufriendo sucesivamente una relevacin, de altura cuando estn distantes y de presin cuando est una inmediatamente despus de la otra.

Es poco frecuente encontrar instalaciones con bombas diferentes acopladas en serie. El acoplamiento en serie resulta de inters cuando hay que suministrar alturas elevadas y existe limitacin de dimetros (por ejemplo, bombas en pozo profundo); son las bombas multicelulares.

Si las curvas caractersticas de una bomba son:H = a + c Q2

Las curvas caractersticas resultantes de n bombas iguales montadas en serie seran:H = n (a + c Q2)

Dos o ms bombas estn acopladas en serie, cuando el tubo de impulsin de una de ellas, est unido al de aspiracin de la siguiente, y as sucesivamente.Las diferentes bombas tendrn el mismo caudal, mientras que la altura manomtrica resultante ser la suma de las alturas manomtricas correspondientes a cada bomba, es decir:H = HA+ HBQ = QA= QBPara determinar el punto de funcionamiento conjunto, hay que determinar la curva caracterstica conjunta de las bombas en serie, y hallar su interseccin con la curva caracterstica de la conduccin.Si se pretende obtener un aumento de la altura manomtrica, manteniendo sensiblemente el caudal constante, el acoplamiento en serie permite obtener, con un rendimiento del orden del de una sola bomba, que la caracterstica de la tubera de impulsin vuelva a cortar a la caracterstica conjunta de las bombas en serie, no lejos de la vertical que pasa por el caudal bombeado por una sola bomba qA. Hay que tener presente tambin que, as como en el acoplamiento en paralelo no se presentan dificultades, en el acoplamiento en serie es preciso tener en cuenta que la presin de aspiracin de una bomba cualquiera, se corresponde con la presin de impulsin de la bomba precedente.

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