• Author / Uploaded
• Ro Jim

• Categories
• Bomba
• Energia electrica
• Aluminio
• Ingeniería mecánica
• Energía y recursos

Citation preview

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán LEM-II Previo: “Bombas en serie y paralelo” Rogelio Jiménez Osorio

Cuenta: 411005825 Grupo: Ingeniería Química

1. ¿Qué es una bomba y cuando se emplean estas? Las bombas son equipos mecánicos que sirven para elevar los líquidos y conducirlos de un lugar a otro, o lo que es lo mismo, comunicarles cierta cantidad de energía (conocida como “carga”) que les permita vencer la resistencia decanales de conducción por los que circulan, así como, la carga que representa la diferencia de nivel entre el lugar de donde se toma el líquido y el lugar adonde se pretende llevar. Se utilizan cuando en un sistema de flujo se requieren estas condiciones.

2. Hacer una clasificación sobre los diferentes tipos de bombas y criterios de selección. Se manejan principalmente dos tipos de bombas: 1) Bombas centrífugas Está constituida, principalmente, por un rodete con álabes, que impulsan al líquido, alojado en una carcasa. El rodete o impulsor está fijado a un eje que gira, mientras que la carcasa se mantiene fija. El líquido entra por la tubería de succión, en donde se tiene la menor presión y sale por la tubería de descarga a una mayor presión. Ventajas -Bajo costo -Carga alta -Construcción compacta -Flujo constante - Se pueden utilizar en ellos, líquidos con suspensiones. -Pueden trabajar con altas presiones -Flujo uniforme

Desventajas -Se obtienen presiones relativamente bajas -El rendimiento es elevado para intervalos de caudales pequeños. - El rendimiento es bajo si el líquido es viscoso.

2) Bombas reciprocantes En las bombas reciprocantes el pistón crea un vacío parcial dentro del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presión atmosférica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio de desplazamiento dependerá de la velocidad de la bomba, el tamaño de las válvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las válvulas y del pistón.

Ventajas

Desventajas

- Alta presión disponible. -Adaptabilidad para moverse manualmente o por medio de un motor. -Autocebantes. -Alta presión disponible. - Útiles para flujos viscosos.

- Baja descarga - Baja eficiencia comparada con las bombas centrifugas - Succión limitada -Requieren mayor mantenimiento -Alto costo

Para la elección de una bomba es importante tener en cuenta tanto las propiedades del fluido transportado, como las del sistema de flujo: el diámetro de tubería, la diferencia alturas, etc. El gasto que se va a manejar, la temperatura de bombeo, presión de succión y descarga, presión diferencial, altura de bombeo y potencia hidráulica. También es indispensable conocer el NPSd y NPSHr. Así como las ventajas y desventajas de cada bomba.

3. ¿Qué información solicita el fabricante para recomendar la bomba adecuada? Dentro de la información solicitada suelen estar los siguientes elementos: -Trabajo requerido por el sistema -Gasto que se debe o desea manejar en el sistema - NPSd - NPSHr -Columna total 4. ¿Qué es cabeza sistema (Hsist)? ¿Y cómo se calcula? La energía requerida para mover una libra de líquido, a la tasa de flujo deseada, desde el un punto de succión hasta el punto de descarga de descarga, se denomina cabeza total del sistema o, más comúnmente, cabeza del sistema. Esto depende mucho de los puntos que se tomen a la hora de realizar un balance de energía sin embargo una forma general puede ser la siguiente:

(

)

⁄

(

)

5. Para un arreglo en paralelo, ¿Cuál sería el comportamiento de la cabeza del sistema (Hsist)? Cuando el caudal de una bomba no es suficiente, es posible aumentarlo a partir de conectar otra bomba, se recomienda que sean iguales. Con esta configuración se logra aumentar el caudal de entrega. En los sistemas de bombeo en paralelo solo se aumenta los caudales para una misma carga. Por lo que la cabeza del sistema es igual para las bombas y los caudales de distribuyen igual entre estas.

6. Para un arreglo en serie, ¿Cuál seria la ecuación que represente la cabeza del sistema (Hsist)? Cuando no basta una sola bomba centrifuga para vencer la altura de elevación se pueden colocar dos bombas en paralelo. La característica fundamental de este arreglo, se encuentra en que el caudal que descarga la primera bomba es captado por la segunda y el que ésta descarga es impulsado por la siguiente, con el propósito de aumentar la altura de elevación. Por lo que cuando se utilizan bombas en serie se suman las alturas de elevación de cada una de las bombas para el mismo el caudal elevado. Hsist = Hi

7. Explicar la gráfica H vs Q para un sistema en serie y en paralelo. Paralelo Cuando se opta por un arreglo en paralelo, se genera la curva característica combinada para explicar el comportamiento en el sistema, en donde se tiene que la carga a través de cada bomba es igual y que la descarga del sistema es la suma de los caudales. En la curva combinada, se pueden observar 3 puntos de operación, cuando la bomba A y la bomba B, trabajan individualmente, o cuando trabajan en paralelo.

Serie Para una configuración en serie, se observa que donde la curva de demanda del sistema es tal, que la bomba A sola, no puede suministrar líquido, porque su carga al cierre es menor que la carga estática total del sistema. En la curva mostrada, se pueden observar dos puntos de operación, cuando la bomba B trabaja sola y cuando las bombas A y B trabajan en serie.

8. ¿Qué criterio se debe de utilizar para seleccionar un arreglo en serie o en paralelo? Esto dependerá de las necesidades del sistema y el equipo del que se disponga o se pueda disponer. Primeramente identificar si se requiere aumentar Qsist o aumentar Hsist. En el primer caso se haría uso de una configuración en paralelo y el segundo una configuración en serie. Siempre y cuando sea más económico suplir estas necesidades por medio de estas configuraciones.

9. ¿Cuáles son las ventajas o desventajas de los sistemas en serie y en paralelo? Para colocar bombas en paralelo, es conveniente que sean similares, mejor aún si son idénticas, para evitar que alguna de ellas trabaje en una zona poco adecuada. En las bombas en serie esto no es una condición estricta, aunque también se recomienda debido a las bombas involucradas se pueden dañar por la perdida de NPSH debido a la falla de una bomba de corriente arriba. Cuando en un sistema dado se colocan varias bombas en serie, el punto de funcionamiento no es la suma de las alturas que cada bomba daría si estuviese conectada al circuito ella sola. En las curvas de estos sistemas se puede ver que ninguna de las bombas sería capaz por sí misma de vencer la diferencia de altura inicial. Otro punto en la consideración de estos sistemas es el gasto de energía que tendrán, pues su eficiencia varia al estar conectadas. Para bombas en serie:

Para bombas en paralelo:

10. ¿Qué es Potencia al freno y como se calcula? La potencia al freno o potencia real es el consumo de energía de la bomba. Esta dada por: P al freno n= eficiencia P al freno V =voltaje (V) I = intensidad de corriente (A) 11. ¿Cuál es el comportamiento del sistema si las bombas son iguales (para serie y paralelo? Paralelo. Esto facilita la construcción de la curva característica del sistema, pues se trabaja con una misma carga, tomando así el único valor a determinado flujo. Serie En las conexiones en serie solo se suman las alturas de elevación de cada una de las bombas para el mismo caudal elevado. Por lo que no importa si son iguales o diferentes. 12. ¿Cuál es el comportamiento del sistema si las bombas son diferentes (para serie y paralelo). Paralelo. Las bombas usadas para estos arreglos, deben seleccionarse preferentemente con características comunes, pero aun así, si existen pequeñas diferencias en sus características de operación (lo que producirá diferencias en su comportamiento), requerirá de balancear la carga en ambas bombas si es imprescindible que ambos flujos sean iguales.

Serie Como se menciona en el punto anterior, no existe diferencia en el comportamiento en serie, de igual forma solo se suman las alturas de elevación. Aunque debe

considerarse la elevación a la que cada una será colocada de acuerdo a las necesidades o limitaciones que se tengan.

Bibliografía Ampara palacios, et al. “Métodos algorítmicos de diseño en la ingeniería química” Universidad de Antioquía, Colombia 2005 Antoni Luszczewski “Redes industriales de tubería, bombas para agua, ventiladores y compresores” Reverte, España 2004 Juan José Soto Cruz “Fundamentos Sobre Ahorro de Energía” Universidad autónoma de yucatan, México 1996 Warren L. McCabe, “Operaciones Unitarias en Ingeniería Química”, McGraw Hill, Sexta Edición, México 2002 Dr. Federico Rivero Palacio “Mecánica de fluidos: Bombas centrifugas” Instituto Universitario de tecnología, Venezuela 2008 Álvarez Fernández Paula, Bautista Salgado Ariel, Castillo Agreda Margarita, et al. “Manual de ingeniería química experimental” FESC UNAM. http://www.unioviedo.es/Areas/Mecanica.Fluidos/investigacion/_publicaciones/pdfs _libros/PDF_SistemasdeBombeo2.pdf http://depa.fquim.unam.mx/IQ/iq/practica6n.htm