Lb.3 Sanitaria.docx

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Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad tecnología de la construcción.Departamento de hidráulica y medio ambiente.

Asignatura: ingeniería sanitaria 1

Integrantes:

Karina de los Ángeles Moscoso Sandoval. 2011-36793 Mónica Alejandra Martínez Rosales 2011- 36770 Junior Geovanny Matamoros Obando 2011-36880 Fernando José Melgara Moreno 2011- 36840

Nombre de la practica: “Bombas conectadas en paralelo”

Numero de práctica: #3

Grupo: IC-41-D.

Docente de práctica: Ing. Noé Hernández

Docente de teoría: Ing. María Elena Baldizon

Fecha de entrega: martes 04 de Noviembre de 2014.

4 de noviembre de 2014

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Índice

1. Introducción..................................................................................................................3

2. Objetivos.......................................................................................................................4

3. Generalidades..............................................................................................................5

4. Material y equipo empleado..........................................................................................8

5. Procedimiento de laboratorio........................................................................................9

6. Tabla de datos recolectados.......................................................................................10

7. Cálculos y formulas empleadas..................................................................................11

8. Tabla de resultados obtenidos....................................................................................12

9. Desempeños de compresión......................................................................................14

10. Conclusión................................................................................................................15

11. Bibliografía................................................................................................................16

12. Anexos......................................................................................................................16


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1. Introducción

El uso de bombas en los sistemas de tuberías es con el propósito de convertir energía

mecánica en energía hidráulica la cual se ve incrementada por efectos de la gravedad

dependiendo de la altura a la cual la bomba se encuentre. El uso de bombas en

paralelo en estos sistemas se da por necesidad de la demanda de gasto o de carga del

proceso.

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 forma tal que un sistema conectado de bombas en paralelo a pesar de resultar con

un costo inicial mayor que uno simple, requiere un mantenimiento menor debido a que

la influencia de carga sobre las bombas es menor reduciendo el desgaste de las

mismas lo cual incrementa no solo su rendimiento sino su vida útil y desempeño del

sistema.


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2. Objetivos

Objetivo general.

1. Estudiar el comportamiento de un sistema de tuberías con bombas conectadas en paralelo.

Objetivos específicos.

1. Definir la diferencia del comportamiento de carga entre un sistema simple y uno en paralelo.

2. Determinar las características de carga de un sistema en paralelo.


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3. Generalidades.

Las bombas en paralelo son sin duda el caso más habitual. En muchas instalaciones tenemos unas condiciones de trabajo muy marcadas, por ejemplo en el suministro de agua a una ciudad. Pero tenemos el inconveniente de una demanda fluctuante en el tiempo. Disponer de una única bomba nos haría sobredimensionarla y que trabajase en zonas poco eficientes. Será mejor solución disponer de una batería de bombas trabajando en paralelo que entren en funcionamiento de forma progresiva para atender la demanda

La curva característica la obtendremos con la suma, para cada altura, de ambos caudales, proporcionando una nueva curva más plana. Cuando más bombas más plana es la curva


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SI acoplamos n bombas idénticas, encontrar la curva característica del conjunto es sencillo. Cada bomba funcionará según:

Cuando acoplamos bombas diferentes, conseguir una curva característica del conjunto suele ser muy engorroso.

A continuación vamos a ver de forma gráfica los problemas más usuales de acoplamiento en paralelo:

Dos bombas acopladas idénticas


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Q2 no es el doble de Q1, ya que hay que tener en cuenta que a mayor caudal mayores pérdidas en la instalación. Sólo si no hay pérdidas en la tubería e instalaciones de impulsión (pendiente nula de la curva resistiva) tendríamos que uno fuese el doble del otro. Si las bombas no fuesen idénticas, pero tuviesen la misma ordenada en el origen, la misma altura para caudal 0, tendrían un tratamiento totalmente análogo a este.

Bombas con características distinta


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4. Material y equipo empleado.

Banco Hidráulico: es parte de un sistema de equipos y elementos necesarios para realizar la medición de caudales de manera experimental.

Cronometro: dispositivo empleado en la determinación del tiempo de llenado de un volumen del banco hidráulico.

Bomba centrífuga F1 – 27

Suministro de agua. Instrumento utilizado en conjunto con la bomba del banco hidráulico para demostrar las características de dos bombas similares cuando están conectadas en serie.

Equipo de descarga múltiple: Compuesto por un medidor de presión y una válvula de

control de flujo, con una tubería de descarga que vierte hacia el tanque volumétrico,

utilizando con ello tubos flexibles y tuercas para permitir conectar las bombas en serie.


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5. Procedimiento de laboratorio.

1. Se conecta la bomba y el banco hidráulico en paralelo

2. Se cerró la válvula de drenaje del sumidero y la del banco hidráulico.

3. Encender el banco hidráulico.

4. Abrir completamente la válvula de control de flujo del banco hidráulico.

5. Encender la bomba y a continuación se abre la válvula de descarga múltiple.

6. Se toman lecturas variando la carga por medio de la válvula de control de

descarga.

7. Registrar los datos de carga en la entrada y salida.

8. Luego se colecto el volumen del banco hidráulico determinando su tiempo para

el cálculo de la descarga.


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6. Tabla de datos recolectados.Tabla de recolección de Datos bombas en Paralelo.

N0 Vol. (lts) Tiempo(Seg) Q(lts/Seg) h1 Z1 h2 Z21 15 5.65 2.65 -3 0.02 2.5 0.962 15 6.02 2.49 -2.8 0.02 4 0.963 15 6.12 2.45 -2.5 0.02 5.5 0.964 15 6.22 2.41 -2.1 0.02 7 0.965 15 6.82 2.20 -2 0.02 8.5 0.966 15 7.33 2.05 -1.9 0.02 10 0.967 15 7.68 1.95 -1.8 0.02 11.5 0.968 15 7.81 1.92 -1.5 0.02 13 0.969 15 9.51 1.58 -1.2 0.02 14.5 0.96

10 15 10.2 1.47 -1 0.02 16 0.9611 15 12.28 1.22 -0.9 0.02 17.5 0.9612 15 14.89 1.01 -0.5 0.02 19 0.9613 15 20.32 0.74 -0.4 0.02 20.5 0.9614 15 29.42 0.51 -0.2 0.02 22 0.9615 15 0 0.00 0 0.02 23.5 0.96


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7. Cálculos y formulas empleadas.

Caudal. Q= vt

Dónde:

Q: caudal (m3/s ¿V: volumen recolectado (lts o m3 ¿t: tiempo (s)

Carga de bombeo. H=(Z2−Z1 )+(h2−h1 )

H: carga de bombeo (m) h2: presión en la salida de la bomba. (m) h1: presión en la entrada de la bomba (m).Modelo de cálculo.

Modelo de cálculo

Calculo del Caudal.

Q= vtQlect¿1¿= 15 lts

5.65 s=2.65 lps

Calculo de la Carga H.

H=(Z2−Z1 )+(h2−h1 )=H lect ¿1¿=(0.96−0.02 )+(2.5−(−3 ) )=6.44m


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8. Tabla de resultados obtenidos.

Tabla de Resultados Operación de la Bomba en Paralelo

N0 Q(lts/Seg)Hd Corrección

(h2 - h1) Htotal(Z2 - Z1)

1 2.65 0.94 5.5 6.442 2.49 0.94 6.8 7.743 2.45 0.94 8 8.944 2.41 0.94 9.1 10.045 2.20 0.94 10.5 11.446 2.05 0.94 11.9 12.847 1.95 0.94 13.3 14.248 1.92 0.94 14.5 15.449 1.58 0.94 15.7 16.6410 1.47 0.94 17 17.9411 1.22 0.94 18.4 19.3412 1.01 0.94 19.5 20.4413 0.74 0.94 20.9 21.8414 0.51 0.94 22.2 23.1415 0.00 0.94 23.5 24.44


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Graficas Obtenidas

0.00 0.50 1.00 1.500

2

4

6

8

10

12

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f(x) = − 6.14478271509624 x² + 0.707776844710254 x + 12.9891041682914

Q vs H bomba simple

Q (lts/seg)

H to

tal (

m)

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.0002468

101214161820222426

f(x) = − 1.9400940889649 x² − 1.49044434501707 x + 24.2544238781932R² = 0.993244844221023

Q vs H bombas en Paralelo

Q (lts/Seg)

H to

al (m

)


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9. Desempeños de compresión.

Comente acerca de las gráficas obtenidas.

Se puede identificar claramente en las gráficas el aumento del caudal en el sistema en paralelo en relación con la bomba simple, la carga se mantiene constante en este caso, mientras que el caudal se aproxima a 2 veces que el aportado por una bomba simple.

¿Se obtuvo doble caudal con las bombas conectadas en paralelo?

Si se analiza detenidamente la gráfica se puede determinar que el caudal obtenido con un sistema en paralelo es 2.65 lps, mientras que con la bomba simple es de 1.25 lps, lo es equivalente a poco más del doble que teóricamente se esperaba.

De razones por algunas diferencias entre las cargas teóricas y las cargas obtenidas Uno de los factores es sin duda alguna el sistema de conexión de las bombas, una tubería de una bomba puede ser sistemáticamente de mayor longitud que la otra y por ende una de las dos está aportando mayor carga y caudal que la otra.

Esto también se debe a los errores en la calibración de la bomba( la carga a la que trabajan o las RPM a las que está sometida), para evitar que una bomba trabaje más que la otra se debe de procurar una buena conexión en paralelo con los mismos diámetro de tubería se succión y descarga, asimismo la misma marca de bomba y modelo, para evitar que una de las bombas succiones el caudal de la otra, o viceversa, y de esta forma evitar vacíos o turbulencia excesiva en la tubería.

¿Cuál es el efecto de la carga de succión en el desempeño de la bomba?

R= Cuando se bombean líquidos, nunca se debe permitir que la presión en cualquier punto dentro de la bomba caiga a menos de la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Siempre se debe tener suficiente energía disponible en la succión de la bomba para hacer que el líquido llegue al impulsor y contrarreste las pérdidas entre la boquilla de succión y la entrada al impulsor de la bomba. En este lugar, los álabes del impulsor aplican más energía al líquido

¿Cuál es el efecto del cambio en energía cinética del fluido si los diámetros de las tuberías de entrada y salida cambian de 25mm a 32mm?


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R= Al realizarse un aumento en el diámetro la velocidad de salida del caudal disminuye ocasionando así una disminución en la energía cinética y el caudal fluye con menor presión dando como resultado una altura inferior.

10. Conclusión.

1. Al estudiar los resultados obtenidos podemos definir que el sistema de bombas conectado en paralelo puede desempeñarse con un caudal doble de lo que lo haría un sistema simple lo cual incrementa sus posibilidades dentro del sistema ,aun considerando el hecho de que conlleva una carga proporcional al caudal obtenido obteniéndose una carga doble, cabe tomar en cuenta el hecho de que se hace uso de dos bombas en lugar de 1 por lo cual el sistema funcionara sin problemas con respecto a la carga que soporta cada bomba.

2. Al analizar los resultados calculados y el sistema de forma detenida cabe destacar que en una de las bombas podrían darse perdidas mayores que en la otra debido a las tuberías extra que el líquido deberá recorrer para llegar esto, sin embargo dicho efecto se puede compensar si se toma en cuenta dicha longitud de perdida dentro del sistema.


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11. Bibliografía

C. Pfleiderer: "Bombas Centrífugas y Turbo compresores"; Edit. Labor, España, 1960.

A. J. Stepanoff: "Centrifugal and Axial Flow Pumps"; Edit. Wiley & Sons, USA, 1957.

12. Anexos


Conexión de bomba en paralelo.


Conexión de tuberías en paralelo

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