1. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
U.N.A.M.
Facultad de Estudios Superiores de Aragón.
Laboratorio de Mecánica de Fluidos.
Práctica numero 8: “Bombas centrífugas en serie y paralelo.”
Alumno: Fernández Cano Veronico David Ricardo.
Número de cuenta: 41205778-6.
Fecha de realización: 08/03/2014.
Fecha de entrega: 22/04/2014.
Calificación:
Práctica número 8.
Bombas centrífugas en serie y paralelo.
OBJETIVO.
1. Conocer las principales características de la bombas centrifugas.
2. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
2. Determinar las curvas características de un sistema de bombeo operando individualmente en
serie y paralelo.
INTRODUCCIÓN.
Un sistema de bombeo en serie proporciona líquidos con cargas altas y gastos bajos (relativamente).
Se presentan varios casos de este sistema:
Característica H- Q (carga vs gasto) para dos bombas iguales acopladas a motores iguales.
La figura 3 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos bombas en serie.
Figura 3
La curva a - b va a sumar a la curva que se muestra en la segunda grafica de modo; de este modo
tenemos 2 bombas en serie, para esto se traza la característica de una de las bombas con cargas al
doble, utilizando el mismo intervalo de gastos. La curva c - d es la curva decarga total - capacidad
resultante.
Característica H - Q para dos bombas diferentes acopladas a motores diferentes.
La figura 4 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos bombas en serie.
Figura 4
La curva a - b se va a sumar a la curva c - d en serie, para esto se suman las cargas de bombas
características entre sí,para dar elcorrespondiente valor de gasto considerado. Para obtener la curva
carga total - capacidad resultante se trazan líneas paralelas (punteadas) a la carga H partiendo del
origen hasta terminar el perfil de la curva a – b.
Un sistema de bombeo en paralelo proporciona gastos grandes con cargas bajas, siempre y cuando
el caudal de como resultado a la atmosfera y no a un sistema de tuberías, en donde puede generarse
3. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
perdidas por fricción de acuerdo a la forma de la tubería, dispositivos que pueden generar perdidas
dentro de la tubería (como las válvulas) y al material con que este fabricada la misma.
Característica H - Q para dos bombas iguales acopladas a motores iguales.
La figura 5 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos curvas características de
bombas en paralelo.
Figura 5
La curva que se muestra en primer lugar de izquierda a derecha se va a sumar a la curva que a
parece en segundo lugar; la cual está en paralelo, para esto se traza la curva característica de una de
las bombas con gastos al doble, utilizando el mismo intervalo de cargas. La curva que aparece en
tercer lugar de izquierda a derecha,es la curva carga total - capacidad resultante.
Característica H - Q para dos bombas diferentes acopladas a motores diferentes.
La figura 6 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos curvas de bombas en
paralelo.
Figura 6
La curva a - b se va a sumar a la curva c - d en paralelo. Para esto se suman los gastos de cada
característica entre sí,para elcorrespondiente valor de carga considerando. La curva c - e - f es la
curva carga total - capacidad resultante; para obtenerla se trazan líneas paralelas al gasto Q
partiendo desde el eje Q=0,hasta terminar el perfil de la curva a – b.
4. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
DIBUJO DE PRÁCTICA.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.
Bomba operando individualmente.
1. Observe e identifique las partes que integran el sistema de bombeo en serie y en paralelo
del laboratorio.
2. Verifique la operación de apertura y cierre de válvulas.
3. Disponga un sistema para estudiar un sistema de bomba simple para la bomba 1.
4. Válvulas abiertas: 1, 6, 7, 9.
5. Válvulas cerradas:2, 3, 4, 5, 8.
6. La válvula 2 de descarga tendrá la función de regular el caudal.
7. Arranque la bomba #1 la segunda bomba debe permanecer sin operar.
8. Opere la válvula 2 para obtener un caudal pequeño y mídalo volumétricamente con el
rotámetro.
9. Anote en la tabla 5 de lecturas los valores de: presión de succión (vacuometro de Hg) en la
carga de la bomba; presión de descarga (manómetro de Hg) en la descarga de la bomba y
caudal medido (lt∙min).
10. Repítalos pasos desde el 8 aumentando el caudal progresivamente, obtenga al menos 10
lecturas.
Bombas operando en serie.
1. Observe e identifique las partes que integran el sistema en serie y paralelo del laboratorio.
2. Verifique la operación de apertura y cierre de válvulas.
5. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
3. Disponga el sistema para estudiar un sistema en serie.
4. Válvulas abiertas: 1, 3,4, 5, 7, 9.
5. Válvulas cerradas:2, 6, 8.
6. La válvula 5 de descarga de la bomba 2 tendrá la función de regular el caudal.
7. Arranque las 2 bombas simultáneamente.
8. Opere la válvula 5de descarga para obtener un caudal pequeño y mídalo volumétricamente
con el rotámetro.
9. Anote en la tabla 6 de lecturas los valores de: presión de succión (vacuometro de Hg) en la
carga de la bomba 1; presión de descarga (manómetro Hg/𝑐𝑚2) en la descarga de la bomba
1; presión de succión (vacuometro cm de Hg) en la carga de la bomba 2; presión de
descarga (manómetro Hg/𝑐𝑚2) en la descarga de la bomba 2 y caudal medido (lt∙min).
10. Repita los pasos desde el paso 8 aumentando el caudal progresivamente, obtenga al menos
10 lecturas.
Bombas operando en paralelo.
1. Observe e identifique las partes que integran el sistema de bombeo serie y paralelo del
laboratorio.
2. Verifique la operación de apertura y cierre de válvulas.
3. Disponga del sistema para estudiar un sistema en paralelo.
4. Válvulas abiertas: 1, 2, 4, 5, 6, 9.
5. Válvulas cerradas:3, 7, 8.
6. La válvula 7 tendrá la función de regular el caudal.
7. Arranque las dos bombas.
8. Opere la válvula 7 para obtener un caudal pequeño y mídalo volumétricamente.
9. Anote en la tabla 7 de lecturas los valores de: presión de succión (vacuometro cm de Hg) en
la carga de la bomba 1; presión de descarga (manómetro Hg/𝑐𝑚2) en la descarga de la
bomba 1; presión de succión (vacuometro cm de Hg) en la carga de la bomba 2; presión de
descarga (manómetro Hg/𝑐𝑚2) en la descarga de la bomba 2 y caudal medido (lt∙min).
10. Repita los pasos desde el paso 8aumentando el caudal progresivamente, obtenga al menos
10 lecturas
TABLAS DE LECTURAS.
Tabla 5 de lecturas para una sola bomba.
Lectura Q [m^3/seg] Psuc [Pa] Pdes [Pa] V [Volt] I [Amp]
1 0 13133.8 145500 125 3.2
20. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
Curva característica de la bomba única.
Curvas características del sistema en serie.
Curva característica total del sistema en serie.
21. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
Curvas características del sistema en paralelo.
Curva característica total del sistema en paralelo.
22. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
CUESTIONARIO.
1) ¿Cómo es la correlación entre la presión de bombeo requerida y el caudal?
Depende del sistema de bombeo que se instale,en el sistema con 2 bombas idénticas en serie, el
caudal sigue siendo el mismo que con una sola bomba pero la presión de salida se duplica, cuando
se conectan en paralelo el gasto total es el doble de una sola bomba.
2) ¿Porque es usual trabajar sistemas de bombeo serie y paralelo con bombas iguales?
Se economiza al almacenar refacciones para ambasbombas ya que tienen losmismos
componentes.
3) ¿Para la remoción de grandes flujos volumétricos de agua, que sistema de bombeo es
requerido?
El sistema paralelo debido a que el gasto es mayory puede remover mayores volúmenes en menos
tiempo.
4) ¿Dónde se emplean los sistemas serie?
Cuando se requiere que el flujo de descarga tenga presiones requeridas en largos tendidos de
manguera para que pueda llegar a una mayor altura sin necesidad de subir el motor a elevadas
revoluciones que causaría aumento de la temperatura y fatiga del motor. Un ejemplo de aplicación
se da para bombear agua a incendios que están a una altura elevada como en edificios de varios
pisos.
5) ¿Qué características tienen los sistemas serie?
El caudal de la primera bomba se dirige hacia la segunda bomba y así sucesivamente dependiendo
de cuantas bombasse coloque en el sistema. En caso de que sean 2 bombascon diferentes caudales
se debe colocar la bomba de menorcaudal al final,ya que de lo contrario la segunda
bombaimpulsara mayor caudal del que aspira.
6) ¿Qué características tienen los sistemas paralelos?
A partir del tanque que suministra el flujo inicial se hacen divisiones en el conducto y en esas
divisiones se instalan lasbombas en paralelo.En caso de que las bombassean diferentes, cada una
de las diferentes formas en que se distribuyen lasbombas arroja un comportamiento técnico-
económico diferente, existiendo una única combinación que da como resultado un mínimo costo de
operación. Para cada combinación las bombas son accionadas a una determinada velocidad y por
tanto cada motor debe ser alimentado con el voltaje requerido.
7) ¿Cómo están constituidas las bombas sumergibles?
Se fabrican a partir de fundición en ejecución estándar con hierro o bien a ejecucionesespeciales
con acero inoxidable, bronces,etc.El motor esta encapsulado,y totalmente sumergible forma,junto
con la sección hidráulica,un equipo de construcción compacta. El eje del motor de acero
23. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
inoxidable se apoya sobre rodamientos de bolas con lubricación permanente.
CONCLUSIONES.
Es importante tener en cuenta para esta práctica la apertura y cierre de las válvulas para colocar las
tuberías y las bombas en forma correcta de acuerdo alsistema que se requiere para así evitar la
cavitación, (la cual se puede llegar a presentar cuando una bomba intenta absorber más caudal del
que le es proporcionado) y otros accidentes con el caudal a la hora de iniciar las operaciones.
De los resultados se puede observar que la potencia agregada y la potencia de freno aumentan
aproximadamente en un 50% si se compara la operación de una sola bomba con la del sistema en
serie, y la potencia agregada aumenta aun mas en el sistema en paralelo aunque la de freno se
mantiene sin mucha variedad en los 2 sistemas. Cuando se comparan las eficiencias de bomba se ve
que el sistema más eficiente es el paralelo llegando a sobrepasar el 100% considerado. La altura
dinámica es mayor en el sistema en paralelo, que está casial doble que la altura que alcanzo la
operación de una sola bomba; y el sistema en serie esta aproximadamente con una altura al 50%
más que la operación de una sola bomba. De esto se puede concluir que el sistema más socorrido
sea el paralelo, salvo para ciertas aplicaciones prácticas,en las que se requiere transportar el caudal
a cierta altura; tiene más eficiencia que el sistema en serie siempre y cuando las bombas sean
iguales.
En cuanto a las graficas las de las curvas del sistema en serie resultan a primera vista extrañas
porque los ajustes toman diferentes direcciones pero esto se deba a que mientras en una bomba la
altura dinámica disminuye en la otra aumenta mientras el caudal permanece constante,como lo
muestran las tablas de resultados. De esto concluyo que el sistema dispuesto que la bomba 2
adiciona mayor energía al sistema, ya sea por cuestiones de mantenimiento o por cuestiones de que
el sistema dispuesto no fue el adecuado. En cuanto a las otras curvas de acuerdo a lo que aparece en
el manual están dentro de lo normal.
BIBLIOGRAFÍA.
Dayly J. W. Dinámica de los Fluidos, Trillas. México, 1997, 511 págs. ISBNQA903D322d.
Fox R. W. Introducción a la Mecánica de Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. México, 1989, 575 págs.
ISBN9684517318
Frank M. White. Editorial Mc. Graw Hill. Mecánica de FluidosMéxico, 2004, 757 págs.
ISBN8448140761
Hansen A. G. Mecánica de Fluidos. Editorial. Limusa. México, 1982, 757 págs. ISBN9681801822
Hughes W. F. Dinámica de los Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. (Serie Schaum). México, 1999, 365
págs. ISBN0070311188
24. LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
John J. Bertin. Mecánica de los Fluidos para Ingenieros. Trillas. México, 1986, 650 págs. ISBN968-
880-071-6
Joseph B. Franzini, E. John Finnemore. Mecánica de Fluidos con Aplicaciones en Ingeniería.
Editorial Mc Graw Hill. 9ª. Edición. España,1999, 503 págs. ISBN844812474X
Merle C. Potter,David C. Wiggert. Mecánica de Fluidos. 3a. Edición Thomson. México, 2002, 769
págs. ISBN9706862056
Victor L. Streeter Mecánica de Fluidos Editorial Mc Graw Hill.3ª. Edición. Colombia, 2001, 741
págs. ISBN968-451-841-2