Bombas en serie y paralelo. Previo

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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, aun 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.

Objetivos.

• Comparar el funcionamiento del arreglo en serie con el de cada bomba independiente y evaluar la utilidad del arreglo.
• Comparar el funcionamiento de la conexión en paralelo con el de cada bomba independiente y evaluar la utilidad del arreglo.
• Realizar las operaciones necesarias para determinar las variables que nos permitan construir las curvas de los arreglos serie y paralelo.

GENERALIDADES

Dos bombas idénticas utilizadas en paralelo duplican aproximadamente el caudal manteniendo la misma carga. De la misma forma, cuando se conectan dos bombas idénticas en serie, el caudal es el mismo que para una sola bomba, pero se duplica aproximadamente la carga. Ésta puede ser una forma útil de producir altas cargas.

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El acoplamiento de dos o más bombas puede llevarse a cabo, bien en serie, bien en paralelo, según las necesidades. En serie, la tubería de impulsión de una bomba se constituye en la tubería de aspiración de la siguiente unidad, por lo que el caudal bombeado, QB, es el mismo para todas ellas, y la altura del conjunto es la suma de las alturas desarrolladas por las bombas individualmente. Cuando se acoplan dos o más bombas en paralelo, cada una de éstas aspira el fluido desde un tanque o depósito común, para reunir sus respectivos caudales impulsados en una tubería de impulsión común para ellas. En este tipo de acoplamiento, el caudal total del acoplamiento es la suma de los caudales individuales, y la altura total es constante e igual a la de cada una de las bombas individualmente. Las dos figuras siguientes resumen los esquemas de acoplamiento de bombas en serie y en paralelo, con sus respectivos comportamientos en cuanto al caudal total y la altura total del conjunto acoplado en bombas. B1 B2 B3 Bn serie QT = Qconjunto = Q = Q = Q =Λ

QT = Qconjunto = Q = Q = Q =Λ= Q HBT = HB1 + HB2 + HB3 +Λ+ HBn [pic 11]

Acoplamiento de bombas en serie.[pic 12]

 QT = Qconjunto = Q + Q + Q +Λ+ Q HBT = HB1 = HB2 = HB3 =Λ= HBn

Acoplamiento de bombas en paralelo.

Descripción de actividades realizadas

Para esta práctica, se trabajó con el sistema de bombeo  instalado en el LEM en un sistema con recirculación que maneja agua a diferentes flujos. Con ayuda de los instrumentos instalados en el sistema, obtuvimos información necesaria para hacer los cálculos solicitados.

1. Primero, se llenó el tanque del sistema.
2. Se purgo el sistema de bombeo
3. Se verificó que los manómetros bourdon se encontraran en ceros.
4. Se verificó los flujos que podían ser tomados  conforme al número vueltas que podían darse en la valvula, se comenzaron a calcular los caudales para obtener un promedio de estos y obtuviéramos el gasto de este flujo.
5. Con la valvula girada media vuelta, se encendió la bomba por  un minuto, se tomó la presión de succión y la presión de descarga, posterior a este minuto se volvió a apagar y se tomó la primera medición de caudal. Debido a que no funcionaba una de las bombas, solo se consideró el funcionamiento de una de ellas para proseguir con la práctica.
6. Una vez apuntado el primer caudal, Ps y Pd, se volvió a encender la bomba, se dejó encendida por un minuto, ya no tomamos la Ps y Pd debido a que fue la misma y se volvió a apagar, obtuvimos la segunda medición del caudal.
7. Hicimos esto 2 veces más con el fin de obtener 3 diferencias de caudales.
8. Dimos media vuelta más a la valvula y se repitió el mismo procedimiento.
9. Se trabajó de la misma manera dando de media en media vuelta la valvula hasta ser abierta completamente.

Presentación de resultados

Observaciones y análisis de resultados

• De los dos sistemas trabajados, se puede calcular el trabajo de la bomba por medio de un balance de energía mecánica, por lo cual partimos de la ecuación general:

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• La presión en el punto uno y dos es la misma debido a que los dos puntos se encuentran dentro del tanque, por lo tanto, la diferencia de presiones es igual a cero.
• La diferencia de alturas es igual a cero, debido a que el balance se realiza en el nivel de referencia y la tubería termina en el mismo nivel.
• La velocidad es la misma, debido a que el análisis del sistema se considera al mismo nivel de referencia, por lo tanto las velocidades se consideran con la misma dimensión.

Por lo tanto el balance de energía mecánica se reduce a la siguiente ecuación:

succion + descarga[pic 14][pic 15]

Dónde:

• H= Cabeza del sistema
• hL= Pérdidas por fricción en la línea

Los dos con unidades de [pic 16]

Densidad de H2O

T1=22ºC = 71.6ºF = 63.7291 [pic 17]

T2= 20ºC = 68ºF = 60.231 [pic 18]

 promedio = 61.979 [pic 19][pic 20]

Conversiones

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