Este documento resume los resultados de una experiencia realizada en el banco de pruebas de bombas de la Facultad de Ingeniería. Se midieron parámetros como caudal, presión y altura manométrica de dos bombas trabajando individualmente, en serie y en paralelo. Los resultados muestran que la altura manométrica es mayor cuando las bombas trabajan juntas en serie o paralelo, en comparación a cuando trabajan individualmente. Adicionalmente, se graficaron la potencia hidráulica y el rendimiento en función del caudal, observ
OBJETIVOS
Entender el comportamiento de operación energética de dos bombas centrífugas operándolas como sistemas integrados en serie y paralelo al unificar las características unitarias de ambas.
Presentar dos alternativas más de flujo con la finalidad de resolver problemas de carga y de gasto en la transportación de líquidos.
Proporcionar los criterios y métodos que permitan analizar y representar la operación de los sistemas en serie y paralelo.
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 gasto 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, aún 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.
De acuerdo con la necesidad, se pueden presentar casos en que es necesario que el sistema esté integrado por pares motor bomba iguales o pares diferentes. La siguiente matriz muestra los diferentes arreglos y situaciones en que se pueden operar los sistemas en serie y paralelos.
De esta matriz el término BAJO significa que una unidad puede satisfacer la demanda de gastos o carga. El término ALTO es cuando a una unidad le es imposible satisfacer una demanda de gasto o carga.
Informes de laboratorio resuelto
-Perdidas de energía en tuberías y accesorios.
-Calibración de un codo de 〖90〗^° (medición de un caudal)
-resalto hidráulico y descarga a través de vertederos
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
cédulas de tubería las cuales se utilizan acorde al propósito en las cuales se vallan a emplear por ejemplo: una cédula 40 tiene unas características diferentes a la 80, las dos mencionadas son cédulas muy comunes en el mercado.
OBJETIVOS
Entender el comportamiento de operación energética de dos bombas centrífugas operándolas como sistemas integrados en serie y paralelo al unificar las características unitarias de ambas.
Presentar dos alternativas más de flujo con la finalidad de resolver problemas de carga y de gasto en la transportación de líquidos.
Proporcionar los criterios y métodos que permitan analizar y representar la operación de los sistemas en serie y paralelo.
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 gasto 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, aún 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.
De acuerdo con la necesidad, se pueden presentar casos en que es necesario que el sistema esté integrado por pares motor bomba iguales o pares diferentes. La siguiente matriz muestra los diferentes arreglos y situaciones en que se pueden operar los sistemas en serie y paralelos.
De esta matriz el término BAJO significa que una unidad puede satisfacer la demanda de gastos o carga. El término ALTO es cuando a una unidad le es imposible satisfacer una demanda de gasto o carga.
Informes de laboratorio resuelto
-Perdidas de energía en tuberías y accesorios.
-Calibración de un codo de 〖90〗^° (medición de un caudal)
-resalto hidráulico y descarga a través de vertederos
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
cédulas de tubería las cuales se utilizan acorde al propósito en las cuales se vallan a emplear por ejemplo: una cédula 40 tiene unas características diferentes a la 80, las dos mencionadas son cédulas muy comunes en el mercado.
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𝛽
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1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
Tradición y Excelencia en la formación de Ingenieros
PRIMERA EXPERIENCIA -BANCO DE PRUEBA DE BOMBAS
INGENIERIA CIVIL
5TO SEMESTRE
HIDRÁULICA I
GRUPO N° 10
Nombres Firmas
1. Diego Alier Medina González …………………
2. Hugo José Florentín Riveros …………………
3. Héctor David Molinas Ortiz …………………
4. Alan Javier Ruiz Díaz Ocampo …………………
FECHA: 21/08/2015
2. 1. Objetivos
1.1 Objetivo General
Sacar conclusiones sobre la relación entre el caudal y la altura manométrica cuando
las bombas se encuentran trabajando individualmente y asociadas en serie y en paralelo, entre
la potencia hidráulica y el rendimiento en relación al caudal de una de las bombas, a partir de
datos tomados durante el funcionamiento de la experiencia.
1.2 Objetivos específicos
Graficar las curvas características del funcionamiento de las bombas trabajando
individualmente, en serie y en paralelo.
Graficar la curva Potencia hidráulica vs. Caudal de una de las dos bombas (bomba 2)
y la curva de rendimiento vs. Caudal de la misma bomba y en el mismo gráfico.
2. Alcance
Experiencia aplicable a bombas centrífugas de eje horizontal de 1 a 5 HP.
3. Definiciones
G: Caudal expresado en m3/h Q=G/3600m3/seg
Ps1: Presión manométrica de succión en la bomba 1 en cm de Hg
Pi1: Presión manométrica de impulso en Kg/cm2
Ps2: Presión manométrica de succión en la bomba 2 en Kg/cm2
Pi2: Presión manométrica de impulsión en la bomba 2 en Kg/cm2
N2: Velocidad rotacional de la bomba 2 medidos en el tacómetro en RPM
T2: Torque en la bomba 2 en Kg/cm
V: Velocidad en m/s
Hs1: Presión manométrica de succión de la bomba 1
Hd1: Presión manométrica de impulsión en la bomba 1
Ht1: Energía total o altura manométrica total en la bomba 1
Hs2: Presión manométrica de succión en la bomba 2
Hd2: Presión manométrica de impulsión en la bomba 2
Ht2: Energía total o presión manométrica total en la bomba 2
Pmec: Potencia mecánica
Phidrau: Potencia hidráulica
γ: Peso específico
A: Sección de las tuberías de succión e impulsión
N: Revoluciones en RPM
Φ: Diámetro de las tuberías
3. 4. Generalidades
4.1 Descripción del Equipo
El equipo de Banco de pruebas de bombas es un equipo auto portante, que cuenta con
rueditas para posibilitar su movilidad, con tuberías de succión e impulsión en circuito
cerrado.
Consiste en dos bombas conectadas por un sistema de válvulas que posibilita la
conexión de las bombas para que trabajen tanto individualmente como en serie o paralelo,
una de ellas trabaja a velocidad constante y la otra lo hace a velocidad variable, los
correspondientes manómetros y caudalímetro.
4.2 Ecuaciones
Q=G/3600(m3/s)...……………………………………………………………………………E1
Hd1=(Pd1)*10+(V2/2g)……………………………………………………………………….E2
Hd2=(Pd2)*10+(V2/2g)……………………………………………………………………….E3
Hs1=13,6x10-2*Ps1+V2/2g……………………………………………………………………E4
Hs2= 13,6x10-2*Ps2 + V2/2g……………………..para Ps en cm Hg………………………..E5
Hs3=Ps2*10+V2/2g…………………………………para Ps en K/cm2……………………...E6
Ht1=(Hd1)–(Hs1)…………………………………………..………………………………….E7
Ht2=(Hd2)–(Hs2)…………………………………..………………………………………….E8
Pmec= N.T.π.0,7355 (Kw)…………………………...………………………………………..E9
225000
Phidrau=γQH…..………………………………………..…………………………………….E10
n1=Phidrau/Pmec……………………………………………………………………………….E11
Hts= (Ht1) + (Ht2)…………………………...para bombas en serie………………………..E12
Htp= Ht1 + Ht2………………………………..para bombas en paralelo…………………...E13
2
5. Realización de la Experiencia
a) Se realizan las mediciones de caudal, presión de succión y presión de impulsión de la
Bomba 1 trabajando individualmente, lo cual realizamos cuatro veces, variando el caudal de
agua con la válvula del equipo.
4. b) Se trabaja con la Bomba 2 individualmente, realizando las mediciones de caudal, presión
de succión, presión de impulsión, haciéndolo cinco veces, variando el caudal de agua con la
válvula del equipo.
c) Haciendo trabajar las bombas en serie conectando la bomba 1 más la bomba 2, se miden:
las presiones de succión y las presiones de impulsión de cada una de las bombas y el del
caudal resultante; haciéndolo cinco veces, variando el caudal con la válvula del equipo.
d) Se realizan las mediciones del caudal, presión de succión y presión de impulsión; previa
variación del caudal de agua en el circuito, realizándolo cuatro veces pero con las bombas 1 y
2 trabajando al mismo tiempo en paralelo.
Obs.: Las planillas fueron elaboradas en Excel.
Mediciones
Termómetro Caudalímetro Bomba 1 Bomba 2
Temperatura Caudal
Presión
manométrica
Presión
Manométrica Torquímetro
Succión Impulsión Succión Impulsión
T G Ps1 Pi1 Ps2 Pi2 T2
°C m3/h cm Hg kg/cm2 cm Hg kg/cm2 kg.cm
Exp 1-1 25 12,5 -11,5 0,85
2 25 8,5 -7 1,4
3 25 5,5 -6 1,6
4 25 2,5 -3,5 1,7
5 25 0 -2,5 1,7
Exp 2-1 25 13 -18 0,5 25
2 25 7,5 -4 1,4 22
3 25 5,25 -2 1,85 18
4 25 2,5 0 2,05 13
5 25 0 0 2,2 9,5
Exp S-1 25 14 -15 0,6 0 0,7
2 25 9,75 -9 1,3 0,9 1,25
3 25 5,4 -6 1,65 1,4 3,25
4 25 2,5 -4 1,65 1,5 3,55
5 25 0 -2,5 1,7 1,45 3,6
Exp P-1 25 19,7 -22 1,15 -25 0,85
2 25 14,6 -15 1,4 -13 1,33
3 25 9,75 -9 1,6 -5 1,65
4 25 5 -4 7,25 0 2
5 25 0 -2,5 8 0 2,2
7. CONCLUSIÓN
Luego de realizar las mediciones correspondientes de presión
manométrica de succión e impulsión, caudal, velocidad rotacional y torque del
eje, pudimos hacer los gráficos de Caudal vs. Altura manométrica cuando las
bombas se encuentran trabajando individualmente, asociadas en serie y en
paralelo, Potencia Hidráulica vs. Caudal, Rendimiento vs. Caudal.
Cuando las bombas trabajan individualmente, a menor caudal existe
mayor altura manométrica y a medida que el caudal va aumentando la altura
manométrica va decreciendo, mientras que si asociamos en serie las dos bombas
del laboratorio se aumenta la altura manométrica para un determinado caudal, y
cuando las bombas se asocian en paralelo, también aumenta la altura
manométrica para ese caudal, ambos en comparación a si estuviesen separados
individualmente, para uno es la suma sus alturas, y para el otro es el promedio
de sus alturas respectivamente
Podemos decir además que existe un valor ideal del caudal para el cual la
potencia y el rendimiento son máximos, debido a la curva mostrada.