OBJETIVOS
Objetivos generales Construir la curva caracterstica y la del
sistema de bombas centrifugas en serie y en paraleloObjetivos
especficos Construir los parmetros necesarios para la construccin
de la curva caracterstica. Determinar el NPSHD para las bombas en
serie y paralelo. Determinar los parmetros necesarios para la
construccin de la curva del sistema para las bombas en serie y en
paralelo. Determinar el punto de operacin de las bombas en serie y
paralelo.
INTRODUCCIN
Funcionamiento de bombas en serie.Se dice que dos bombas
funcionan en serie cuando la totalidad del lquido que sale de una
bomba entra en la siguiente, como se representa en la figura 1.
Figura 1 Esquema Bombas en SerieSe puede observar que el caudal
que circula por cada bomba es el mismo, mientras que la carga total
recibida por el lquido es la suma de las cargas entregadas por las
bombas:
A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener la curva
caracterstica para el funcionamiento en serie (ver figura 2).
Figura 2 Curva caracterstica para el funcionamiento en serieEsta
curva caracterstica se puede construir de forma terica a partir de
los valores de cada bomba funcionando individualmente o
experimentalmente midiendo en la instalacin el aumento de presin
ocasionado por el funcionamiento de ambas bombas en serie.
Funcionamiento de bombas en paralelo. Se dice que dos bombas
funcionan en paralelo cuando el caudal total de lquido que circula
en el sistema se divide en dos partes, entrando cada una de ellas a
una bomba y luego se vuelven a unir; como se representa en la
figura 3.
Figura 3 Esquema bombas en paraleloSe puede observar que el
caudal total es la suma de los caudales que circulan por las
bombas, efectundose esta divisin de caudal de tal forma que la
carga entregada por cada bomba sea la misma:
A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener la curva
caracterstica para el funcionamiento en paralelo (ver figura
4).
Figura 4 Curva caracterstica para el funcionamiento en
ParaleloEsta curva caracterstica se puede construir de forma terica
a partir de los valores de cada bomba funcionando individualmente o
experimentalmente midiendo en la instalacin el aumento de presin
ocasionado por el funcionamiento de ambas bombas en paralelo.
Haciendo un aparte en el estudio de la mecnica de los fluidos,
encontramos un concepto estadstico que debe manejarse y
comprenderse bien (sobre todo en lo referente al Informe de
Sntesis) y se refiere al significado de la palabra
reproducibilidad, el cual representa la mxima variacin permisible
en los resultados obtenidos en la aplicacin de un mtodo de anlisis
determinado, aplicado por diferentes operadores en laboratorios
diferentes y en fechas diferentes. Es conveniente entonces, que el
estudiante conozca y maneje algunas herramientas bsicas de
estadsticas como son la media aritmtica y la desviacin estndar de
un conjunto de datos y/o resultados numricos.
Materiales y equipo
MaterialesEquipos
Agua Equipo con sistema de bombas en serie y paralelo Manmetros
Rotmetros Voltmetro Ampermetro Termmetro digital Variador de
frecuencia Cinta mtrica
Procedimiento experimental
Manipulacin de vlvulas en el equipo
Vlvulas en serie
Vlvulas en paralelo
Verifique que el estanque contenga la cantidad de fluido
necesaria para el funcionamiento adecuado del sistema Verifique que
el equipo est conectado a la red elctrica. Encender el equipo.
Conectar bombas en serie, manipulando las vlvulas tal cual sale en
la imagen anterior. Fije como caudal inicial 15 LPM en el rotmetro,
para que circule agua. Abrir las perillas de los dos variadores de
frecuencia y dejarlas en 3. Leer la presin succin y descarga para
el caudal fijado. Tomar la lectura de los voltmetros y ampermetros
instalados en el panel del sistema. Fijar un nuevo caudal con el
rotmetro, tomar las lecturas de la presin succin, descarga,
voltaje, amperaje, y as sucesivamente hasta cubrir todos los
caudales indicados en el rotmetro. Deje el variador de la
frecuencia en cero.Nota: es importante dejar el variador de
frecuencia en cero, ya que podra provocar daos en el quipo.
Conectar las vlvulas en paralelo manipulndolas tal cual sale en la
imagen anterior. Abrir la llave del rotmetro y fije el caudal
inicial 15 LPM fluya el lquido. Medir Z1 para las bombas en
paralelo. Medir presin succin y descarga. Tomar lectura de los
voltmetros y ampermetros instalados en el sistema. Fijar un nuevo
caudal, tomar las lecturas de la presin succin, descarga, voltaje,
amperaje, y as sucesivamente hasta cubrir todos los caudales
indicados en el rotmetro. Medir temperatura del agua.Desarrollo
1. Determine para cada caudal y arreglo de serie /paralelo:a)
Cabezal total de la bomba (HB)b) Potencia Hidrulica Total (PBT)c)
Potencia elctrica total (PT)d) Eficiencia Total ()e) Cabezal Neto
de succin positivo disponible (NPSHD)2. Construir la curva
caracterstica (cabezal total, Potencia elctrica Total, Eficiencia
Total vs. Capacidad) para cada arreglo serie / paralelo.3.
Construir la curva del sistema para cada arreglo Serie /
Paralelo.4. Determinar el punto de operacin de las bombas
centrifugas interceptando la curva caracterstica con la curva del
sistema para cada arreglo serie /paralelo. Tabla 1: Bombas
conectadas en serieQ rotmetro ( LPM)Ps (mbar )Pd (mbar )Potencia
elctrica 1 (KW)Potencia elctrica 2 (KW)
Tabla 2: Bombas conectadas en paraleloQ rotmetro (LPM)Ps
(mbar)Pd (mbar) Potencia elctrica 1 (KW)Potencia elctrica
Z1 (serie): cmZ2 (paralelo):cmTemperatura de agua: C
Tabla de resultadosTabla 3: Bombas conectadas en serieQ real
(m3/s) Ps (N/m2) Pd (N/m2)HB(m)PT (watt)PHT (watt)NPSHD
(m)Hs(m)
Prom NPSH
Punto de operacin : HB: Q: : PT:
Tabla 4: Bomba conectada en paralelo Q real (m3/s) Ps (N/m2) Pd
(N/m2)HB(m)PT (watt)PHT (watt)NPSHD (m)Hs(m)
Prom NPSH
Punto de operacin : HB: Q: : PT:
610-GLA-5REV.1.2014
ASIGNATURA: DINMICA DE FLUIDOSTRONCO COMN INGENIERA CIVIL
GUA DE LABORATORIO N5SISTEMA DE BOMBAS EN SERIE Y PARALELO
1
Q real: Caudal obtenidos por las curvas de calibracin Ps: Presin
absoluta de la succin de la bomba (N/m2)Ps = Ps + P atm Ps: Presin
manomtrica de succin (negativo o vaco) (N/m2) P atm: Presin
atmosfrica (N/m2) Pd: Presin absoluta de descarga (N/m2)Pd = Pd + P
atm Pd: Presin manomtrica de descarga (N/m2) HB: Cabezal total de
las bombas. (Serie/ paralelo) para la curva caracterstica (m)
H2O: Peso especfico de agua a la temperatura del agua (N/m3) PT:
Potencia elctrica total de las bombas (serie /paralelo) (Watt)PT=
Pot.Elect1 + Pot.elect2 Pot.Elect1: Potencia elctrica de la bomba 1
(watt) Pot.Elect2: Potencia elctrica de la bomba 2 (watt) PHT:
Potencia hidrulica total de las bombas (Serie/Paralelo)PHT = Q* H
B1*H2O : Eficiencia de las bombas (series/paralelo) = PHT / PT
NPSHD: Cabezal neto de succin positivo Disponible para bombas
(Serie/Paralelo)NPSHD= (Ps Pv) / Agua Pv: Presin de vapor del agua
a la temperatura del aguaPara realizar la curva del sistema para
las bombas (Serie/Paralelo) aplique la ecuacin de Bernoulli entre
el nivel del tanque de succin (punto1) y el final de la tubera de
descarga (punto2) y despeje Hs.
P1: Presin en el Punto 1 (Pa)Z1: Altura o elevacin inicial en el
punto 1 (m)V1: Velocidad en el punto 1 (m/s)P2: Presin en el punto
2 (Pa)Z2: Altura o elevacin en el Punto 2 (m)V2: Velocidad en el
punto 2 (m/s)HL: Prdidas totales por friccinHs: Cabezal total del
sistema (m)Para obtener el punto de operacin para las bombas
(Series/Paralelo) intercepte la curva del sistema con la curva HB.
Q de la curva caracterstica y lea el valor de los parmetros (HB, Q,
PT y )No olvidar: Potencia = Voltaje * Amperaje
INFORMACIN A INCLUIR EN EL ANEXO.
1. Cabezal Neto de Succin Positivo Requerido (NPSHR). Definicin,
factores de los cuales depende y como se obtiene. 2. Cabezal Neto
de Succin Positivo Disponible (NPSHD). Definicin, factores de los
cuales depende y como se obtiene. 3. Cul es la relacin entre el
NPSHD y el NPSHR?4. Explique que es cavitacin de una bomba.
Reporte de datos Bombas conectadas en serieQ rotmetro (LPM)Ps
(mbar)Pd (mbar)V1 ( volt)V2 (volt)Amperaje A1 Amperaje A2
Bombas conectadas en paraleloQ rotmetro (LPM)Ps (mbar)Pd
(mbar)V1(volt)V2 (volt)Amperaje A1Amperaje A2
Z1 (serie) : cmZ2 (paralelo): cmTemperatura del agua C
Paralelo: . Grupo:. Fecha:.
INTEGRANTES.NombresApellidos
ENTREGAR AL PROFESOR AL FINAL DEL LABORATORIO.
PAUTA DE EVALUACIN DEL INFORME.NAspecto a EvaluarPuntaje
mximoPuntaje obtenidoObservaciones
1Cubierta6
2Resumen4
3ndice3
4Introduccin10
5Objetivos1
6Desarrollo: Detalle de la ejecucin de las experiencias10
7Resultados10
8Anlisis de resultados
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
9Conclusiones.10
10Bibliografa5
11Presentacin general5
Total de puntos
