INFORME DE LABORATORIO DE HIDRÁULICA (Bombas en Serie y Paralelo)

Universidad del Sinú Laboratorio de Hidráulica

INFORME DE LABORATORIO DE HIDRÁULICA

ENSAYO DE BOMBAS EN SERIE

INTEGRANTES:

ANA MARÍA ANGULO BURGOSMARÍA FERNANDA CORRALES PASTRANA

CARLOS ANDRÉS ARROYO AGÁMEZDANILO ALFONSO GUZMÁN HOYOSCESAR ANDRÉS PEINADO CANCIO

JOSE JORGE GONZÁLEZ MONTALVO

DOCENTE:

ING. EDGAR MANOTAS

UNIVERSIDAD DEL SINÚ ELÍAS BECHARA ZAINÚM

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍASPROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

SEXTO SEMESTREMONTERÍA - CÓRDOBA

2013

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ÍNDICE

Introducción………………………………………………………………………………..3

Objetivos……………………………………………………………………………………4

Objetivo general…………………………………………………………………………...4

Objetivos específicos………………………………………………………………….….4

Materiales……………………………………………………………………………….…5

Procedimiento……………………………………………………………………………..6

Marco teórico……………………………………………………………………………...8

Resultados………………………………………………………………………………..11

Análisis de resultados…………………………………………………………………...12

Conclusión………………………………………………………………………………..13

Bibliografía………………………………………………………………………………..14

Anexos………………………………………………………………………………….…15

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INTRODUCCIÓN

Una bomba es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases. En definitiva, son máquinas que realizan un trabajo para mantener un líquido en movimiento consiguiendo así aumentar la presión o energía cinética del fluido. Las bombas pueden tener una serie de configuraciones entre las que se pueden mencionar configuración en serie y configuración en paralelo, en este caso la configuración en serie, cuya conexión Se efectúa de varias bombas, una a continuación de la otra (conexión en serie) cuando no basta una sola bomba centrífuga para vencer la altura de elevación deseada. Si dos o más bombas idénticas se conectan en serie, la descarga pasa a través de cada bomba por turnos y soporta un incremento en la cabeza de cada bomba. Las bombas en serie son más adecuadas en sistemas con una curva de resistencia alta, por ejemplo, con alto contenido de fricción.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Realizar el estudio del funcionamiento de un sistema de bombas operando en serie.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Elaborar la curva característica experimental, cabeza en función del caudal, de las bombas trabajando en serie.

Determinar las características de la bomba a diferentes revoluciones por minuto (rpm).

Realizar el análisis e interpretación de la curva característica de la bomba. Clasificar la bomba según su velocidad especifica en: Bomba Radial o

Centrifuga, Bomba Mixta o Bomba axial.

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MATERIALES

Banco de Bombas: Este banco esta compuesto por dos bombas centrifugas iguales, con la posibilidad ser conectarlas en serie o en paralelo, mediante el accionamiento de una serie de válvulas con las que cuenta el circuito.

Cronómetro. Juego e manómetros. Suministro de agua.

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PROCEDIMIENTO

El procedimiento a seguir para la realización del ensayo de bombas conectadas en serie es el siguiente:

1. Se abre totalmente la válvula para regulación del caudal, comenzando las mediciones para la condición de caudal máximo (Qmáx): Válvula totalmente abierta.

2. Se pone en funcionamiento el banco con las dos bombas. 3. Se miden las presiones en los manómetros de entrada y salida, presión A y

presión B respectivamente.4. Se mide el caudal que sale por la tubería. 5. Para la siguiente medición se cierra un poco la válvula (Válvula

parcialmente cerrada).6. Nuevamente se pone en funcionamiento el banco con las dos bombas y se

toman los datos de las presiones en los manómetros de entrada y salida para esta condición de caudal y se mide el caudal que sale por la tubería.

7. Para la siguiente medición se cierra totalmente la válvula.8. Se toman los datos de las presiones en los manómetros de entrada y salida

para la condición de caudal mínimo (Qmin), es decir para Q=0: Válvula totalmente cerrada.

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RESULTADOS

De los datos tomados en el laboratorio se obtienen los siguientes resultados:

En el laboratorio se realizaron tres ensayos, el primero con la válvula totalmente abierta, el segundo con la válvula parcialmente cerrada y el tercero con la válvula totalmente cerrada.

Notación:

PA=Presión A (Manómetrode Entrada )

PB=PresiónB (Manómetrode Salida)

Q=Caudal

A=Área

h=Altura

t=Tiempo

Ensayo 1: Válvula Totalmente Abierta

PA=−12 pulg-Hg=−40636.657N /m2

PB=1 psi=6894.757N /m2

A=0.2994m2

h=0.1m

t=39.75 s

Q=Volument

=0.2994m2∗0.1m

39.75 s=0.0007532m3/s

Q=0.7532lit /s

HB=PB−P A

γ

γ H2O (20°C )=9789N /m3

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HB=6894.757N /m2−(−40636.657N /m2)

9789N /m3

HB=4.85m

Ensayo 2: Válvula Parcialmente Cerrada

PA=−12 pulg-Hg=−40636.657N /m2

PB=1.5 psi=10342.135N /m2

A=0.2994m2

h=0.1m

t=40.65 s

Q=Volument

=0.2994m2∗0.1m

40.65 s=0.0007365m3/ s

Q=0.7365lit /s

HB=PB−P A

γ

γ H2O (20°C )=9789N /m3

HB=10342,135N /m2−(−40636.657N /m2)

9789N /m3

HB=5.20m

Ensayo 3: Válvula Totalmente Cerrada

PA=−8 pulg-Hg=−27091,105N /m2

PB=25 psi=172368.932N /m2

Q=0→Porquela Válvula estátotalmente cerrada .

HB=PB−P A

γ

γ H2O (20°C )=9789N /m3

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HB=172368.932N /m2−(−27091.105N /m2)

9789N /m3

HB=20.37m

Ensayo Q (lit/s) HB (m)1 0.7532 4.852 0.7365 5.203 0 20.37

Cuando se tienen varias bombas conectadas en serie, se pueden sustituir, para el cálculo, por otra bomba hipotética que genere una altura suma de las individuales para cada caudal.

Con los datos tabulados de caudal y cabeza de la bomba podemos realizar la curva experimental que caracteriza a la bomba.

AQ2+BQ+C=H B

Ecuaciones:

A(0.7532)2+B (0.7532 )+C=4.85(1)

A (0.7365 )2+B (0.7365 )+C=5.20(2)

A(0)2+B (0 )+C=20.37 (3)

Solucionamos el sistema de ecuaciones usando una herramienta computacional (Matlab)

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A=−0.4788B=−20.2448C=20.37

Ecuación de la Bomba:

−0.4788Q2−20.2448Q+20.37=H B

Clasificación de la Bomba según su velocidad específica (Ns)

N s=n√Q

(H ¿¿ B)3 /4 ¿

Donde:

n=Revoluciones porminuto (rpm)

n=3450 rpm

Para el ensayo 1:

N s=n√Q

(H ¿¿ B)3 /4 ¿

n=3450 rpm

Q=0.7532lit /s=11.938GPM

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HB=4.85m=15.912 ft

N s=3450 rpm√11.938GPM

(15.912 ft )3/4

N s=1496.20→BombaCentrífuga

Para el ensayo 2:

N s=n√Q

(H ¿¿ B)3 /4 ¿

n=3450 rpm

Q=0.7365lit /s=11.673GPM

HB=5.20m=17.060 ft

N s=3450 rpm√11.673GPM

(17.060 ft )3/4

N s=1404.19→BombaCentrífuga

Para el ensayo 2:

N s=n√Q

(H ¿¿ B)3 /4 ¿

n=3450 rpm

Q=0

HB=20.37m=66830 ft

N s=0→Porque el caudal escero

Podemos garantizar que la bomba con que se está trabajando es una bomba Radial o Centrifuga, es una bomba que sirve para llevar agua a grandes alturas, es decir, es una bomba de grandes presiones.

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CONCLUSION

Una configuración de bombas en serie permite determinar que la descarga total no se incrementa proporcionalmente con el número de bombas, ya que en estas bombas y su configuración, son normalmente utilizadas bombas centrifugas y/o radiales, bombas caracterizadas por mantener constante con respecto al tiempo un flujo de líquido a altas presiones.

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