• Author / Uploaded
• Kewin JR Condori

• Categories
• Descarga (hidrología)
• Bomba
• Mecánica de fluidos
• Ingeniería mecánica
• Ingeniería Química

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERA MECÁNICA Y ENERGÍA

“ING. TÉRMICA E HIDRÁULICA EXPERIMENTAL”

TEMA: ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO Docente: Escuela:

Ing. Alejos Zelaya Jorge Luis Ingeniería Mecánica

Integrantes: - Alcalde Pérez Rudy joshimar……… 060814E

BELLAVISTA – CALLAO

2019

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Índice de Contenido 1.

INTRODUCCION. ..................................................................................................................... 4

2.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ................................................................................ 4

3.

OBJETIVO. ............................................................................................................................... 4

4.

5.

3.1.

OBJETIVO GENERAL. ................................................................................................... 4

3.2.

OBJETIVOS ESPECIFICOS. ......................................................................................... 4

METODOLOGIA....................................................................................................................... 5 4.1.

PROCEDIMIENTO. .......................................................................................................... 5

4.2.

TABLA DE DATOS. ........................................................................................................ 6

MATERIALES Y METODOS. ................................................................................................. 8 5.1.

ESQUEMA......................................................................................................................... 8

5.2.

ANALISIS Y METODOLOGIA DE LOS CALCULOS. ............................................. 11

5.2.1.

ENSAYO DE LA BOMBA “A”. ............................................................................ 11

5.2.2.

ENSAYO DE LA BOMBA “B”. ............................................................................ 12

5.2.3.

ENSAYO DE LAS BOMBAS “A” y “B” EN PARALELO. ............................. 12

5.2.4.

ENSAYO DE LAS BOMBAS “A” y “B” EN SERIE. ....................................... 13

5.3.

TABULACIONES DE RESULTADOS. ....................................................................... 13

5.3.1.

RESULTADOS DE LA BOMBA A. .................................................................... 13

5.3.2.

RESULTADOS DE LA BOMBA B. .................................................................... 14

5.3.3.

RESULTADOS DE LA ASOCIACION DE BOMBAS EN PARALELO. ....... 15

5.3.4.

RESULTADOS DE LA ASOCIACION DE BOMBAS EN SERIE. ................. 17

6.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ................................................................... 18

7.

REFERENCIAS VIRTUALES Y BIBLIOGRAFICAS. ...................................................... 19

8.

APENDICE Y ANEXOS. ....................................................................................................... 20 8.1.

TABLAS y/o GRAFICOS. ............................................................................................ 20

8.2.

MARCO NORMATIVO. ................................................................................................. 21

2

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Índice de Figuras Figura 1. Ensayo de bombas en paralelo (FUENTE: Fotografía tomada en el Laboratorio de Mecánica de Fluidos – FIME). ........................................................................................................ 8 Figura 2. Ensayo de bombas en serie (FUENTE: Fotografía tomada en el Laboratorio de Mecánica de Fluidos – FIME). ........................................................................................................ 9 Figura 3. Esquema de la asociación de bombas en paralelo (FUENTE: Elaboración propia). ........... 10 Figura 4. Esquema de la asociación de bombas en serie (FUENTE: Elaboración propia). ................ 11 Figura 5. Curva Característica de la Bomba A. .................................................................................. 14 Figura 6. Curva Característica de la Bomba B. .................................................................................. 15 Figura 7. Curva Característica REAL de las bombas en paralelo. ...................................................... 16 Figura 8. Curva Característica TEÓRICA (color naranja) de las bombas en paralelo. ....................... 17 Figura 9. Curva Característica REAL de las bombas en serie............................................................. 17 Figura 10. Curva Característica TEÓRICA (color rojo) de las bombas en serie. ................................ 18

Índice de Tablas Tabla 1.Toma de datos de la bomba A operando independientemente. ........................................... 6 Tabla 2.Toma de datos de la bomba B operando independientemente. ........................................... 7 Tabla 3.Toma de datos del sistema operando en paralelo................................................................. 7 Tabla 4. Toma de datos del sistema operando en serie. .................................................................... 7 Tabla 5. Cálculo para la curva característica H-Q de la bomba A. .................................................... 14 Tabla 6. Cálculo para la curva característica H-Q de la bomba B. .................................................... 15 Tabla 7. Cálculo para la curva característica H-Q de las bombas en paralelo. ................................. 15 Tabla 8. Cálculo para la curva característica H-Q de las bombas en serie. ....................................... 17

Índice de Anexos Anexo 1.Diámetros comerciales de tuberías de Acero, según número de cédula. .......................... 20 Anexo 2. Corrección de la lectura del rotámetro B, perteneciente a la bomba B (lado izquierdo de la Figura 1). ........................................................................................................................................ 20 Anexo 3.Catálogo de la Bomba POMPETRAVAINI, especificando el modelo 50-315. ...................... 22 Anexo 4. Catálogo del motor eléctrico LEROY SOMER, especificando el modelo MS1001L03. ....... 24

3

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

1. INTRODUCCIÓN. En los procesos u operaciones industriales existen requerimientos de flujo en los que es necesario utilizar un sistema de bombeo con más de una bomba; esto puede ser porque la demanda de caudal o de carga del proceso sea excesivamente variable. El uso de dos o más bombas, en lugar de una, permite que cada una de ellas opere en su mejor región de eficiencia la mayor parte del tiempo de operación, aun cuando los costos iniciales pueden ser mayores, el costo de operación más bajo y la mayor flexibilidad en la operación ayuda a pagar la inversión inicial.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. El laboratorio de Mecánica de Fluidos y Máquinas térmicas de la FIME de la Universidad Nacional del Callao cuenta con un banco de pruebas de 02 bombas hidráulicas centrífugas de forma independiente, asociados en un sistema en serie o en un sistema en paralelo, esto servirá para la realización del ensayo denominado Asociación de bombas en serie y en paralelo correspondiente a la asignatura de Ingeniería Térmica e Hidráulica Experimental. Por ello, se desea calcular la variación de altura (H) de la curva experimental respecto a la curva teórica y discernir las posibles causas que originan esta variación.

3. OBJETIVO. 3.1. OBJETIVO GENERAL.  Estudiar y comprender el modo de operación de dos o más bombas centrífugas en serie y en paralelo. 3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.  Obtener mediante esta experiencia las curvas reales de operación de las bombas, conectadas tanto en serie como en paralelo. 4

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

 Analizar el comportamiento entre el caudal y la altura del fluido.  Comprobar si la ley de semejanza tiene relación empírica y teórica.  Comparar los datos teóricos con los del ensayo. 4. METODOLOGIA. Se utilizarán dos bombas (A y B). Cada bomba será puesta en servicio con diferentes RPM. Se regulará el caudal mediante la abertura de la válvula de salida. Se realizará independientemente, en serie y en paralelo. Con los datos obtenidos, se graficará la curva de carga dinámica de las bombas (H) para cada caso y se evaluará la comparación de las gráficas teóricas con las gráficas obtenidas experimentalmente. 4.1.

PROCEDIMIENTO.

Para realizar el ensayo, se sigue la siguiente metodología de procedimiento: a) Se verifica el sistema de válvulas para que sólo la bomba A opere satisfactoriamente. b) Se pone en servicio la bomba A, a un régimen de velocidad de 2240 RPM medido por un tacómetro digital. c) Abriendo completamente la válvula de descarga, se registra el valor máximo de caudal obtenido en el rotámetro por la bomba a tal régimen de velocidad. d) Teniendo este valor, se realiza divisiones entre el valor máximo y mínimo (cero) de acuerdo al número de tomas a realizar. e) Graduando de acuerdo a los caudales obtenidos en el paso d), se registra los valores de presión de succión y descarga, así como la altura geodésica la cual será constante para la bomba A y B en la disposición que operen independientemente. f) Culminado el registro de datos, se apaga la bomba A y se pone en servicio la B a un régimen de velocidad de 2605 RPM, y se ejecuta el mismo procedimiento desde el paso a) hasta el e) y luego se apaga dicha bomba. g) El sistema de válvulas se adecúa para que ambas bombas trabajen en paralelo. Se pone en servicio ambas bombas con sus respectivas velocidades.

5

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

h) Se realiza el paso c) y d) tomando como referencia solo el caudal de la bomba A y se registra los datos de presión de descarga y el caudal de ambas bombas a la cual están operando.

i) Ahora, se dispone del sistema de válvulas en posición para ambas bombas trabajen en serie. Ambas bombas mantienen las velocidades anteriores. j) Se realiza los pasos c) y d) y se registra los valores de presión de succión y descarga, así como la altura geodésica la cual será constante para el sistema de bombas en serie y en paralelo. 4.2.

TABLA DE DATOS.

Las tuberías de succión y descarga de las bombas, las cuales tomaron parte de este ensayo, son de acero comercial cédula 40 con diámetro de 2” y 1 ½” respectivamente. La altura geodésica “Z2 – Z1” para el sistema independiente de cada bomba y para el sistema en serie es de 28 cm, y para el sistema en paralelo es de 48 cm, según la medida que se realizó en el ensayo con una regla milimetrada desde el centro de la tubería hasta el punto de lectura del manómetro. La recolección de datos es como sigue: Bomba A n (rpm)

2240

N° prueba 1 2 3 4 5 6

P1 (psi)

P2 (psi)

Q (LPM)

0 0 0 0 0 0

15.2 14 12 9.8 6.8 6

0 50 100 150 200 220

Tabla 1. Toma de datos de la bomba A operando independientemente.

6

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME

Bomba B n (rpm)

2613

N° prueba 1 2 3 4 5 6

P1 (bar) 0 0 0 0 0 0

P2 (bar) 1.475 1.45 1.4 1.2 0.9 0.65

Q (m3/h) 0 1.2 2 2.8 3.4 4

Qreal (m3/h) 0 2.1598 4.535 6.9102 8.6916 10.473

Tabla 2. Toma de datos de la bomba B operando independientemente.

N° 1 2 3 4 5 6

Sistema en paralelo P2 (psi) Q1 (LPM) Q2 (m3/h) 23.6 0 0 13.2 30 3.2 12 60 3.3 10.4 90 3.4 8.5 120 3.5 7.2 140 3.6

P1 (psi) 0 0 0 0 0 0

Q2 real (m3/h) 0 8.0978 8.3947 8.6916 8.9885 9.2854

Tabla 3. Toma de datos del sistema operando en paralelo.

N° 1 2 3 4 5 6

P1 (psi) 0 0 0 0 0 0

Sistema en serie P2 (psi) Q (m3/h) 2.72 0 2.59 1.2 2.4 2 1.98 2.8 1.5 3.4 0.8 4.2

Q real (m3/h) 0 2.1598 4.535 6.9102 8.6916 11.0668

Tabla 4. Toma de datos del sistema operando en serie.

7

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

5. MATERIALES Y METODOS. 5.1. ESQUEMA

ROTAMETROS

MANOMETRO

BOMBA B

VACUOMETROS

BOMBA A

DEPOSITO DE FLUIDO

Figura 1. Ensayo de bombas en paralelo (FUENTE: Fotografía tomada en el Laboratorio de Mecánicade Fluidos – FIME).

8

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME

ROTAMETRO

MANOMETRO BOMBA B

BOMBA A

VACUOMETRO

DEPOSITO DE FLUIDO

Figura 2. Ensayo de bombas en serie (FUENTE: Fotografía tomada en el Laboratorio de Mecánica de Fluidos – FIME).

Los esquemas que representan a la asociación de bombas en paralelo y en serie se muestran a continuación.

8

7

6 5

4

2

3 9

1

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Figura 3. Esquema de la asociación de bombas en paralelo (FUENTE: Elaboración propia).

Descripción: (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

Depósito de fluido. Válvulas de bola, para la succión. Válvula mariposa, para la descarga. Vacuómetros. Bomba A. Bomba B Rotámetros. Manómetro.

6 8

5 7 4

3 2

ENTRADA

1 SALIDA 10

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME

Figura 4. Esquema de la asociación de bombas en serie (FUENTE: Elaboración propia).

Descripción: (1) Depósito de fluido. (2) Válvula de bola, para la succión. (3) Válvula mariposa, para la descarga. (4) Vacuómetro. (5) Bomba A. (6) Bomba B. (7) Rotámetro. (8) Manómetro.

5.2.

ANALISIS Y METODOLOGIA DE LOS CALCULOS.

5.2.1. ENSAYO DE LA BOMBA “A”. A condiciones estándar, tenemos que el peso específico del agua a 15°c es de 9.81 KN/m3. A partir de esta condición inicial, sabemos por la ecuación de Bernoulli que: (1)

𝐻=

𝑃1 𝛾

𝑉2

1 + 2𝑔 + 𝑍1 + 𝐻 =

𝑃2 𝛾

𝑉2

2 + 2𝑔 + 𝑍2

𝑃2 − 𝑃1 𝑉22 − 𝑉12 + + 𝑍2 − 𝑍1 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 1 𝛾 2𝑔

Y que: 𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 2 A su vez, sabemos que la velocidad se despeja de la Fórmula 2 de la siguiente manera: 𝑉=

𝑄 𝑄 =𝜋 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 3 2 𝐴 ∗ 𝐷 𝑖 4

11

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Aclarando que, los factores de conversión para este análisis son: 1bar=14.5 psi, 1h=3600 seg, 1m=1000 mm. Teniendo en cuenta, en la Fórmula 3, que las tuberías son de Acero con cédula 40 y diámetro nominal de 2” y 1 ½” para las líneas de succión y descarga respectivamente, con esta información podemos hallar el diámetro interior de dichas tuberías en el Anexo 1. Por lo que, en la Fórmula 1, la altura de bombeo queda como sigue: 𝑃 ∗100

8

1

1

𝑄2

2 𝐴 𝐻𝐴 = 0.28 + 14.5∗9.81 + 𝜋2 ∗9.81 ∗ (0.04094 − 0.05254 ) ∗ 3600 2

𝐻𝐴 = 0.28 + 0.703𝑃2 + 1.439 ∗ 10−3 ∗ 𝑄𝐴2 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 4 Donde, para obtener HA en metros, P2 debe estar en psi y QA debe estar en m3/h.

5.2.2. ENSAYO DE LA BOMBA “B”. Análogamente al proceso anterior, será la misma condición estándar del agua, los mismos factores de conversión y los mismos diámetros interiores que se muestran en el Anexo 1 para las tuberías de Acero, Schedule 40. Basándose en la ecuación de Bernoulli (Fórmula 1) y en el despeje de la ecuación de Continuidad (Fórmula 3) para fluidos uniformes, permanentes e incompresibles, obtenemos nuestra altura de bombeo de la siguiente forma: 𝐻𝐵 = 0.28 + 0.703𝑃2 + 1.439 ∗ 10−3 ∗ 𝑄𝐵2 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 5 Donde, para obtener HB en metros, P2 debe estar en psi y QB debe estar en m3/h.

5.2.3. ENSAYO DE LAS BOMBAS “A” y “B” EN PARALELO. Siguiendo con el proceso anterior, este análisis es semejante en cuanto a la condición estándar del agua, los factores de conversión y la búsqueda de los diámetros interiores en las tuberías de succión y de descarga. Pero, esta vez tenemos el caso particular de que las bombas “A” y “B” se encuentran en paralelo según el arreglo de las válvulas de bola como 12

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

se muestra en la Figura 1. Entonces, teóricamente, en paralelo las alturas de bombeo deben ser iguales y los caudales de ambas bombas se suman pues convergen en un solo nudo o intersección. Por lo que, nuestra ecuación que describirá el comportamiento no lineal de la asociación de bombas en paralelo es como se muestra a continuación, según al análisis anterior descrito para la Fórmula 4, a excepción de la altura geodésica la cual es 0.48m. 𝐻𝑇 = 0.48 + 0.703𝑃2 + 1.439 ∗ 10−3 ∗ 𝑄𝑇2 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 6 Donde, para obtener HT en metros, P2 debe estar en psi y QT debe estar en m3/h.

5.2.4. ENSAYO DE LAS BOMBAS “A” y “B” EN SERIE. Siguiendo con el proceso anterior, este análisis es semejante en cuanto a la condición estándar del agua, los factores de conversión y la búsqueda de los diámetros interiores en las tuberías de succión y de descarga. Pero, esta vez tenemos el caso particular de que las bombas “A” y “B” se encuentran en serie según el arreglo de las válvulas de bola como se muestra en la Figura 2. Entonces, teóricamente, en serielos caudales deben ser iguales y las cargas o alturas de ambas bombas se suman pues ellas continúan en una sola línea de trabajo u operación. Por lo que, nuestra ecuación que describirá el comportamiento no lineal de la asociación de bombas en serie es como se muestra a continuación, según al análisis anterior descrito para la Fórmula 4. 𝐻𝑇 = 0.28 + 0.703𝑃2 + 1.439 ∗ 10−3 ∗ 𝑄𝑇2 … 𝐹ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 7 Donde, para obtener HT en metros, P2 debe estar en psi y QT debe estar en m3/h.

5.3. TABULACIONES DE RESULTADOS. 5.3.1. RESULTADOS DE LA BOMBA A. Gracias a la Fórmula 4, podemos determinar la altura útil de bombeo en base a los datos recolectados durante el ensayo en cada número de prueba, tabulándolos para obtener su curva característica H-Q y su ecuación.

13

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME

ENSAYO DE LA BOMBA "A" N°

P2 (PSI)

QA(m3/h)

HA (m)

1 2 3 4 5 6

15.2 14 12 9.8 6.8 6

0 3 6 9 12 13.2

10.9656 10.13495 8.7678 7.28596 5.26762 4.74873

Tabla 5. Cálculo para la curva característica H-Q de la bomba A.

Altura Bomba A, HA (m)

Curva Caracteristica Bomba "A" 12 10 8

Hb (m) Poly. (Hb (m))

6 4

y = -0.016x2 - 0.2728x + 11.01 R² = 0.9983

2 0 0

5

10

15

Caudal Bomba A, QA (m3/h)

Figura 5. Curva Característica de la Bomba A.

Según la Figura 5, la ecuación de la curva característica de la bomba A, a 2240 RPM, es: 𝐻𝐴 = 11.01 − 0.2728𝑄𝐴 − 0.016𝑄𝐴2

5.3.2. RESULTADOS DE LA BOMBA B. Gracias a la Fórmula 5, podemos determinar la altura útil de bombeo en base a los datos recolectados durante el ensayo en cada número de prueba, tabulándolos para obtener su curva característica H-Q y su ecuación. ENSAYO DE LA BOMBA "B" N°

P2 (PSI)

QB (m3/h)

HB (m)

1 2 3 4 5

21.4 21 20.3 17.4 13

0 2.1598 4.535 6.9102 8.6916

15.3242 15.0497 14.5805 12.5809 9.5277 14

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME 6

9.4

10.473

7.046

Tabla 6. Cálculo para la curva característica H-Q de la bomba B.

Altura Bomba B, HB (m)

Curva Característica Bomba "B" 20 15

Hb (m)

10

Poly. (Hb (m))

5

y = -0.1037x2 + 0.2946x + 15.206 R² = 0.9929

0 0

2

4

6

8

10

12

Caudal Bomba B, QB (m3/h)

Figura 6. Curva Característica de la Bomba B.

Según la Figura 6, la ecuación de la curva característica de la bomba B, a 2613 RPM, es: 𝐻𝐵 = 15.206 + 0.2946𝑄𝐵 − 0.1037𝑄𝐵2

5.3.3. RESULTADOS DE LA ASOCIACION DE BOMBAS EN PARALELO. Gracias a la Fórmula 6, podemos determinar la altura útil de bombeo en base a los datos recolectados durante el ensayo en cada número de prueba, tabulándolos para obtener su curva característica H-Q y su ecuación. ENSAYO DE BOMBAS "A" y "B" EN PARALELO N°

P2 (PSI)

QA (m3/h)

QB (m3/h)

QT (m3/h)

HT (m)

1 2 3 4 5 6

13.6 13.2 12 10.4 8.5 7.2

0 1.8 3.6 5.4 7.2 8.4

0 8.0978 8.3947 8.6916 8.9885 9.2854

0 9.8978 11.9947 14.0916 16.1885 17.6854

10.0408 9.9006 9.123 8.0769 6.8326 5.9917

Tabla 7. Cálculo para la curva característica H-Q de las bombas en paralelo.

15

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME

Curva de las bombas A y B en paralelo Altura total, HT (m)

12 10

Series1

8

Poly. (Series1)

6 y = -0.0274x2 + 0.2509x + 10.05 R² = 0.9984

4 2 0 0

5

10

15

20

Caudal total, QT (m3/h)

Figura 7. Curva Característica REAL de las bombas en paralelo.

Según la Figura 7, la ecuación de la curva característica de las bombas en paralelo, es: 𝐻𝑇 = 10.05 + 0.2509𝑄𝑇 − 0.0274𝑄𝑇2 La curva TEÓRICA de las bombas A y B en paralelo se mostrará a continuación, éste fue hecho en el software GeoGebra versión 5, ingresando la ecuación polinomial de orden 2 de cada bomba A y B y también de estas bombas en paralelo, por lo cual las curvas teóricas son como se muestra.

16

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

UNAC-FIME

Figura 8. Curva Característica TEÓRICA (color naranja) de las bombas en paralelo.

5.3.4. RESULTADOS DE LA ASOCIACION DE BOMBAS EN SERIE. Gracias a la Fórmula 7, podemos determinar la altura útil de bombeo en base a los datos recolectados durante el ensayo en cada número de prueba, tabulándolos para obtener su curva característica H-Q y su ecuación. ENSAYO DE BOMBAS "A" y "B" EN SERIE N°

P2 (PSI)

QT (m3/h)

HT (m)

1 2 3 4 5 6

39.44 37.55 34.8 28.71 21.75 11.6

0 2.1598 4.535 6.9102 8.6916 11.0668

28.0063 26.6844 24.7739 20.5318 15.6789 8.611

Tabla 8. Cálculo para la curva característica H-Q de las bombas en serie.

Curva de las bombas A y B en serie Altura total, HT (m)

30 25

Series1

20

Poly. (Series1)

15 10

y = -0.1562x2 - 0.0126x + 27.84 R² = 0.9987

5 0 0

2

4

6

8

10

12

Caudal total, QT (m3/h)

Figura 9. Curva Característica REAL de las bombas en serie.

Según la Figura 9, la ecuación de la curva característica de las bombas en serie, es: 𝐻𝑇 = 27.84 − 0.0126𝑄𝑇 − 0.1562𝑄𝑇2

La curva TEÓRICA de las bombas A y B en serie se mostrará a continuación, éste fue hecho en el software GeoGebra versión 5, ingresando la ecuación polinomial de orden 2 de cada bomba A y B y también de estas bombas en serie, por lo cual las curvas teóricas son como se muestra. 17

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Figura 10. Curva Característica TEÓRICA (color rojo) de las bombas en serie.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.  Las curvas de operación y las curvas características nos permiten predecir un mejor funcionamiento de un sistema a diseñar.  Se hicieron las mediciones de las bombas por separado y se encontró que los datos de presión y de caudal varían significativamente de una bomba a la otra, siendo estas de la misma referencia.  Los datos obtenidos en esta experiencia no son los más precisos debido a los equipos utilizados, produciéndose que las revoluciones por minuto no sean exactas y así el flujo variara, generando turbulencias dentro de las cañerías debido a que el caudal no es unidireccional. Esto genera pérdidas de carga y bajo rendimiento de la bomba.  La conexión en serie entrega una altura de elevación del fluido mucho mayor a la que entrega una conexión en paralelo.  Un arreglo de bombas en paralelo permite tener un aumento del caudal del fluido circulante en la tubería.  Se encontraron algunos errores causados por los elementos de medición como los son los manómetros, ya que tienen una resolución muy amplia para medir con exactitud los datos que se deben tomar a lo largo de la práctica. 18

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Recomendaciones: 

Si las bombas no tienen las mismas dimensiones o no son las adecuadas, la bomba más pequeña no sería capaz de manejar la carga hidrostática, esto ocasionara una perdida en la presión.



Realizar un plan de mantenimiento preventivo y correctivo a la bomba centrífuga de forma que se reduzcan los errores de lectura por una mala operatividad.



Un sistema hidráulico con caudales produce diferencias de presión, los cuales a su vez podrían provocar cavitación y con ello el rendimiento de la bomba caería drásticamente, deteriorándose ella también; por ello se debe considerar este factor y tener precaución en la construcción de estos sistemas.



En cuanto a los costos, es relevante una buena elección de la bomba y con esto conocer su eficiencia o bien la potencia consumida, ya que al utilizar mejor los recursos, se aumenta el rendimiento y se reducen costos.



Tener un presupuesto para los cambios de los elementos de máquina de acuerdo a su tiempo de uso y tener siempre en stock los repuestos.



Adquirir, a mediano plazo, máquinas de ensayo que se hayan fabricado con certificaciones ISO 9001 o ASME.

7. REFERENCIAS VIRTUALES Y BIBLIOGRAFICAS. http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/293/TEMEC_12.pdf?seq uence=1&isAllowed=y. https://es.slideshare.net/luisizah2013/diseo-y-construccin-de-un-banco-deprueba-bombas-centrifugas. Robert Mott, Mecánica de Fluidos Aplicada, Cuarta Edición, Prentice Hall, México 1996. M. Salvador González, Turbomáquinas I, Cuarta edición, “Ciencias” S.R.Ltda, mayo del 2016, pág. 231–233. MATAIX, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas, México D.F., Editorial Harper & Row Publishers Inc., 1978.

19

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

8. APENDICE Y ANEXOS. 8.1. TABLAS y/o GRAFICOS.

Anexo 1.Diámetros comerciales de tuberías de Acero, según número de cédula.

Anexo 2. Corrección de la lectura del rotámetro B, perteneciente a la bomba B (lado izquierdo de la Figura 1).

20

UNAC-FIME 8.2.

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

MARCO NORMATIVO.

21

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Anexo 3. Catálogo de la Bomba POMPETRAVAINI, especificando el modelo 50-315.

22

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

23

UNAC-FIME

[ENSAYO DE ASOCIACIÓN DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO]

Anexo 4. Catálogo del motor eléctrico LEROY SOMER, especificando el modelo MS1001L03.

24