TP Nº2 - Bombas en Serie y Paralelo

8/16/2019 TP Nº2 - Bombas en Serie y Paralelo

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Ingeniería

Laboratorio de Mecánica,Máquinas Eléctricas y Termofluidos

CIRCUITOS M!"UI#$S%I&RO#EUM!TIC$S ' I#ST$L$CIO#ESI#&USTRI$LES

(ráctica)

E#S$O &E *OM*$S E# SERIE ($R$LELO

+efe de Trabaos (rácticos) In-. /. (illon

$lumnos) (amela Romero +aime Sierra Sara0ia Ser-io L12e3 (ablo Co0aci0ic4 Mat5as 6illa-ra

/ec4a de entre-a) 7789:879;<

Universidad de la Marina Mercante - 1 -


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Ingeniería

I#TRU&UCCIO#

En el siguiente ensayo de bombas monofásica y trifásica conectadas en serie y en paralelo seprocederá a la obtención de curvas características para cada tipo de conexión (serie y paralelo) yla explicación de las diferencias esperadas en los resultados finales dado el conocimiento teóricode las dos distintas formas de acoplar bombas

M$RCO TEORICO

$CO(L$MIE#TO &E *OM*$S

E# SERIE

!a impulsión de una bomba constituye la aspiración de la siguiente unidad" por lo #ue el caudalbombeado será el mismo en todas las ma#uinas" aun#ue las alturas creadas deberán sumarse $l acoplar bombas en serie %ay #ue sumar alturas manteniendo caudales" lo #ue se traduce en#ue las curvas resultantes tienen una pendiente resultante mayor

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Ingeniería

E# ($R$LELO

El fluido se aspira de un punto com'n" inyectándose despus el caudal en la impulsión generalEn este caso se suman los caudales" conservando las alturas odas las impulsiones se conectanordenadamente a una conducción general com'n*ara obtener la curva de funcionamiento de un sistema de bombas acopladas en paralelo solodebemos sumar los caudales para una misma altura+e forma grafica" la suma de caudales manteniendo las alturas para obtener la curvacaracterísticas del sistema acoplado resulta ser,

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Ingeniería

O*+ETI6O

+eterminar las curvas características de las bombas centrifugas mediante el uso de un banco debombas" cuando estas traba.an en serie o en paralelo

$LC$#CE

/anco de bombas UdeMM



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Ingeniería

&ES$RROLLO

*anco de bombas UdeMM, en ambos ensayos

1

Imagen 1 – Banco de bombas UdeMM

Elementos del banco de bombas UdeMM

Instrumento de medici1n di-ital$m2erimetro $(($. $22a=$;> 2lusMedidor de r2m di-ital. &T=77?:C

*omba monofásica) Motobomba MOTOR$R@Modelo, M2 123 4erie, 5&6678, 1"&-9"9 m:%;, 19-0 m&&< v :: 5


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Ingeniería

*omba trifásicaMotor de inducción trifásico, E/EB!E;*, 1 CD,


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Ingeniería

&escri2ci1n del 2rocedimiento reali3ado

Bombas en serie

Con la apertura y cierre de válvula de descarga se busca una condición operativa, setomaron los valores de presión a la entrada y salida de ambas bombas colocadas enserie, el caudal total a la salida y luego mediante las siguientes formulas propuestas,se calculan las alturas manométricas de cada bomba y la altura manométrica total,luego se graca Hm1=f(Q! Hm"=f(Q! y Hmt=f(Q#

Bombas en paralelo

Con la apertura y cierre de válvula de descarga se busca una condición operativa $econectaron " bombas en paralelo, y manteniendo constante la velocidad de rotación yvariando la carga a la salida de las mismas se procederá a tomar los valores depresión a la entrada y salida de cada bomba, el caudal a la salida y se calculara lasalturas manométricas, se utili%aron los datos de los ensayos elementales provistosanteriormente#&osteriormente se gracarán las siguientes funciones, a saber! Hm1=f(Q1,Hm"=f(Q" y Hm=f(Q1'Q"#

Esquema de conexión de sistema de bombas



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Donde:BM: Bomba monofásicaB: Bomba trifásica!eBM: !resión de entrada a BM" manómetro!sB: !resión de salida de BM" manómetro!eB: !resión de entrada a B" manómetro!sB: !resión de salida de B" manómetro#: #ál$ulas

&ara una coneión en serie)1* +bierta)"* Cerrada)* +bierta)-* Cerrada).* +bierta)/* $iempre cerrada)0* $iempre abierta)* $iempre abierta

&ara una coneión en serie

)1* +bierta)"* +bierta

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Ingeniería

)* Cerrada)-* +bierta).* +bierta)/* $iempre cerrada)0* $iempre abierta)* $iempre abierta



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Ingeniería

RESULT$&OS O*TE#I&OS

Tabla de 0alores 2ara com2letar, bombas en serie

Ps1 Pe1 Ps2 Pe2 Hm1 Hm2 Hm Q

Kg/cm2 CmHg Kg/cm2 CmHg Mts Mts Mts M3/seg

abla 1 – abla para completar

(s;) (resi1n de e2ulsi1n de bomba monofásica(e;) (resi1n de succi1n de bomba monofásica(s7) (resi1n de e2ulsi1n de bomba trifásica(e7) (resi1n de succi1n de bomba trifásica%m;) $ltura manométrica de bomba monofásica%m7) $ltura manométrica de bomba trifásica%m) $ltura manométrica total del sistema en serie") Caudal del sistema

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Tabla de 0alores 2ara sistema de bombas en

Tabla 7 ' 6alores obtenidos 2or medici1n y calculo

/1rmulas utili3adas 2ara este cálculo)

;m1@1< (*sG(


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Ingeniería

@ráficos obtenidos 2ara el sistema de bombas en serieHm1 Caudal Q

"2,1/ 2,22222

12,/2 2,22212

12,2-- 2,22211

3,12 2,2221-

/,3." 2,2221

/,3." 2,22213

.,2 2,222""

",2 2,222"

1,2 2,222"1,2 2,222"

1,2 2,222"

1,2 2,222"

1,2 2,222"

1,2 2,222"

1,2 2,222"

Tabla ? ' %m; 0s Caudal "

%ra&co 1 – 'm1 $s (audal )

Hm" Caudal Q

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"2," 2,2222212,1- 2,22212

3,/00 2,22211

,/02 2,2221-

/,1"" 2,2221

-,12" 2,22213

,0/ 2,222""

1,20. 2,222"

2,1.2 2,222"

2,2/ 2,222"

2,2-1 2,222"2,2-1 2,222"

2,2"0 2,222"

2,2"0 2,222"

2,222 2,222"

abla * – 'm+ $s (audal )

%ra&co + – 'm+ $s (audal )

Hmt Caudal Q



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-2,-21 2,22222"2,/- 2,22212

13,0"1 2,22211

10,.2 2,2221-

1,20- 2,2221

12,/ 2,22213

3,132 2,222""

,1/ 2,222"

1," 2,222"

1,1./ 2,222"

1,1"3 2,222"1,1"3 2,222"

1,11. 2,222"

1,11. 2,222"

1,2 2,222"

abla , – 'mt $s (audal )

%ra&co * – 'mt $s (audal )



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Ingeniería

4raco - 5Comparacion Hm s Q etreb bombas idviduales y conectadas en serie



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Ingeniería

Tabla de 0alores 2ara sistema de bombas en 2aralelo

abla - : #alores obtenidos

/1rmulas utili3adas 2ara este cálculo)

;m1@1< (*sG(


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@ráficos obtenidos 2ara el sistema de bombas en 2aralelo

Hm1(mca

Q caudal(m67seg

32,222 2,22222

2,1/ 2,2222.

2,222 2,2222

2,222 2,22212

2,222 2,2221

2,222 2,2221

2,222 2,22213

02,1/ 2,222""

02,.-- 2,222"

02,-2 2,222"

.1,/" 2,222"

.1,/2 2,222"

.1,/2 2,222-2

.1,2 2,222-

-1,-3/ 2,222-

Tabla < ' %m; 0s Caudal "

@rafico F ' %m; 0s Caudal "



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Hm" (mQ caudal

(m67seg

1"2,222 2,22222

122,2- 2,2222.

32,2/ 2,2222

"2,21 2,22212

1,0/ 2,2221

1,022 2,2221

1,/" 2,22213

1,-3/ 2,222""

1,/2 2,222"1,2"2 2,222"

1,2"2 2,222"

2,- 2,222"

2,/2 2,222-2

2,-2 2,222-

2,"0" 2,222-

abla . – 'm+ $s (audal )

%ra&co / 0 'm+ $s (audal

Hmt (mQ caudal

(m67segUniversidad de la Marina Mercante - 1 -


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"22,222 2,2222212,2/ 2,2222.

12,2- 2,2222

122,21 2,22212

1,1./ 2,2221

2,-2 2,2221

2,"0" 2,22213

01,/ 2,222""

01,-" 2,222"

01,2"2 2,222"

.,-22 2,222"

.",33" 2,222"

.",./ 2,222-2

.",-- 2,222-

-,13/ 2,222-

abla – 'mt $s (audal )

%ra&co . – 'mt $s (audal )



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%ra&co – (omparación 'm $s ) 2entre bombas indi$iduales 3 conectadas en paralelo4

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@R$/ICOS COM($R$TI6OS

%ra&co 5 – (omparación 'm1 serie $s 'm+ paralelo en funion del caudal 267min4

%ra&co 18– (omparación 'm+ serie $s 'm+paralelo en función del caudal 267min4

Universidad de la Marina Mercante - &1 -


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%ra&co 11– (omparación 'm serie $s 'm paralelo en función del caudal 267min4

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CUESTIO#$RIO

CO#/I@UR$CIO# E# SERIE

G"ué caracter5sticas se 2resentan en un esquema de bombas en serieH

!a característica principal de un es#uema en serie es #ue se comparte el caudal #ue atraviesa las bombas#ue componen la instalación y otra característica es #ue en una conexión de bombas en serie la presiónde salida de una bomba es la presión de succión de la siguiente bomba en la siguiente bomba

G"ué 2asa con los caudales y las alturas manométricas de las bombasH

!os caudales en una instalación de bombas en serie se mantienen iguales y las alturas manomtricas decada bomba se suman a medida #ue se agregan bombas a la instalación

GCuál es la resultanteH

!a resultante de & o más bombas en serie es el siguiente,

>audal bombas en serie

QTotal

=

QB1

=

QB2

=

QB3

=

QBn

$lturas manomtricas bombas en serie

HBT = HB1 + HB2 + HB3 +...+ HBn

>omparando las curvas características individuales de cada bomba obtenidas en

!os ensayos anteriores" verificar en forma en forma teórica H practica si se cumplen las reglas para estetipo de es#uema

$l sumar las curvas de cada bomba un resultado una similar a lo esperado teóricamente" los caudalespermanecen constantes y aumenta la altura manomtrica

G"ué 2asar5a si la bomba #ro. ; rotara a un F9 de su ca2acidad nominal, que 2asar5a con la alturamanométrica total y el caudal total de la instalaci1nH &emuéstrelo en forma te1rica.

>audal bombas en serie

QTotal

=

Q/2B1

=

QB2

=

QB3

=

QBn

$lturas manomtricas bombas en serie

HBT = HB1 + HB2 + HB3 +...+ HBn



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Ingeniería

*osibles efectos,• !a altura manomtrica será la suma de los caudales de las bombas

• El caudal disminuirá debido a #ue está condicionado al caudal de la primer bomba" #ue se

encuentra a un 5


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Ingeniería

E48UEM$ /LM/$4 E2 4EBE

4erie, 4e distingue el aumento de presión en los manómetros !a presión crece seg'n características de

bombas

*aralelo, 4e distingue un aumento de caudal *or e.emplo" tomaría la mitad del tiempo llenar un espaciocon li#uido con dos bombas en paralelo #ue con una sola

El efecto de las diferencias entre la configuración en serie y paralelo en este banco de pruebas sevisuali=a más claramente cuando la válvula de control de flu.o está parcialmente cerrada

E2lique 2ara que sistemas 2odr5a ada2tarse meor cada esquema.

En 4erie, Este tipo de acoplamiento se emplea en casos en los cuales se desea elevar un mismo caudala distintas alturas" o para impulsar un determinado caudal" venciendo grandes resistencias debidas agrandes longitudes de las conducciones 4e utili=an en por e.emplo grandes instalaciones de calefacción"donde re#uiero una alta carga" pero" tratando de disminuir el consumo

*aralelo, 4e utili=a este tipo de acoplamiento cuando se trata de satisfacer las necesidades o demandasde fluido" variables en el tiempo" como en sistemas de riego" o en redes de distribución de agua potable"se .ustifica el acoplamiento de dos o más bombas en paralelo En efecto" el empleo de una sola bomba"para satisfacer los consumos altamente variables con el tiempo" sería factible tambin" peroantieconómico" puesto #ue a#uella tendría #ue traba.ar con eficiencias muy ba.as" correspondientes a losdistintos puntos de funcionamiento



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CO#CLUSIO#

$e pudieron obtener mediciones 8ue resultaron en representaciones co9erentes a loesperado, es decir conceptos teóricos estudiados de cuáles son las caracter:sticas delas coneiones en serie y paralelo para sistemas de bombas#

;ado las caracter:sticas de cada tipo de coneión es importante destacar 8ue lasconguraciones en serie son más óptimas cuando necesito alta carga y consumoconstante de energ:a y, en paralelo cuando es necesario un alto gasto de energ:a y

una carga constante#

$e agrega a esta conclusión, los grácos correspondientes a los comportamientos deun sistema en serie y otro en paralelo para la relación entre sus variables de alturamanométricas y caudales resultantes#



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RE/ERE#CI$S

>omo referencia teórica e ilustrativa se utili=o el siguiente material

Mecanica de fluidos y Maquinas %idraulicas.

$utor) Claudio Matai. Se-unda Edicion.

IS*#) >:=7;J=9;KF=?.

Ca2itulo ;J *ombas rotodinamicas

/ra-mento de Manual de %idrolo-ia e %idraulica $2licada. U*$

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