MANUAL DE BOMBAS CENTRIFUGAS (autorizado).pdf

8/16/2019 MANUAL DE BOMBAS CENTRIFUGAS (autorizado).pdf

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ING. JOSE RUBEN PEREZ GONZALEZ Página 1

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DECIUDAD SERDAN

MANUAL DE PRACTICAS DE BOMBASHIDRAULICAS

LABORATORIO DE MAQUINASHIDRAULICAS

ING. JOSE RUBEN PEREZ GONZALEZPROFESOR DE MAQUINAS DE FLUIDOS

INCOMPRESIBLES

DIVISION DE INGENIERIA MECANICA


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Manual de Prácticas

Ilustracion de un banco de pruebas de bombas centrifugas


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Ilustración práctica en un banco de pruebas con dos bombas centrifugas

I NTRODUCCIÓN

Al igual que una gran variedad de máquinas, como las maquinasherramienta, las bombas han desempeñado un papel muy importante en lavida del hombre.

Su uso y aplicación cada día cobran mayor importancia en todos loscampos industriales llenando cada vez más un sin número de necesidadesen los diferentes procesos de producción.

El bombeo de líquidos es cada vez más complejo debido por otro lado a losavances tecnológicos y por otro lado a las grandes concentraciones urbanasdel país.

En la transmisión de potencia y automatización, las bombas dedesplazamiento positivo juegan un papel importante en ese campo.

En el bombeo de líquidos puede presentarse, como un caso particular, el

bombeo del agua potable vital para el ser humano.


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El ingeniero mecánico en el desarrollo de su profesión frecuentemente seencuentra con este tipo de problemas, en donde hay que solucionar y darmantenimiento a las bombas rotodinamicas o de desplazamiento positivo.

Dada la importancia de estas máquinas en cualquier proceso industrial, enesta práctica aprenderemos a construir sus curvas características y aaplicar las leyes de semejanza para tener un análisis completo y secomentará acerca de la selección de estos equipos. Es importantemencionar que alrededor de tales máquinas se encuentran una serie deconceptos muy importantes que el alumno recordará tales como presionestotal, estática y dinámica, ecuación de la energía y conservación de lacantidad de movimiento y flujo incompresible, entre otros.

El funcionamiento de una bomba centrífuga puede analizarse sobre la basede la ecuación de la energía, tomando el caso simplificado en el cual elfluido de trabajo es incompresible, la ecuación puede escribirse como:

- mℎ= m −

Esta ecuación establece que el trabajo realizado sobre el fluido por la bomba, ignorando la energía cinética y la diferencia en nivel entre la

entrada y la salida de la bomba, es igual a la potencia de entrada menos pérdidas.

La potencia hidráulica (algunas veces llamada potencia en caballos deagua) de la bomba está dada por:

2 - mℎ2= m −

La eficiencia total de la bomba es:

1

.

2

.

W

W

Donde W1 es la potencia mecánica entregada a la bomba

El flujo volumétrico se calcula como:

= = en lt/seg


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EL OBJETIVO DE LAS PRACTICAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Que el alumno conozca la operación de bombas de flujo radial, así como

los criterios de selección para obtener soluciones óptimas de problemas alos que se puede enfrentar en su vida profesional.

Antes de entrar de lleno al aspecto práctico de las bombas hidráulicas,recordaremos los siguientes conceptos:

Maquina: Conjunto de mecanismos que sirven para transformar energía,siempre y cuando una de las energías puestas en juego sea energíamecánica; y que tenga movimiento relativo y armónico entre sus partes.

Por tanto maquina es un transformador de energía.

Las maquinas se clasifican en grupos: máquinas de fluido, maquinasherramienta, maquinas eléctricas, etc.

Las maquinas hidráulicas pertenecen a un grupo muy importante, que sellama máquinas de fluido.

Máquinas de fluido: Son aquellas maquinas en que el fluido, proporciona

la energía que absorbe la máquina, o bien aquellas en que el fluido es elreceptor de energía. En toda máquina de fluido hay un intercambio entreenergía de fluido y energía mecánica. Las máquinas de fluido se clasificanen máquinas hidráulicas y maquinas térmicas.

Maquina hidráulica. Es aquella en que el fluido que intercambia suenergía no varía sensiblemente de densidad en su paso a través de lamáquina, por lo cual en el diseño y estudio de la misma se hace la hipótesisde que el volumen es constante.

Maquina térmica. Es aquella en que el fluido a su paso a través de lamaquina varia sensiblemente, de densidad y volumen especifico, el cual enel diseño y estudio de la maquina ya no puede suponerse constantes.


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MAQUINAS HIDRAULICAS

BOMBAS

Definición. Bomba es una maquina hidráulica que absorbe energíamecánica y restituye energía hidráulica al líquido que la atraviesa.

Campo de aplicación. Las bombas se emplean para impulsar toda clase delíquidos: agua, aceites de lubricación, combustibles, ácidos, líquidosalimenticios, cerveza, leche, yogurt, etc. (Estas últimas constituyen elgrupo de las bombas sanitarias, las cuales son muy importantes). Tambiénse emplean las bombas para líquidos espesos con sólidos en suspensióncomo pastas de papel, melazas, fangos, desperdicios, etc.

EVALUACION DEL LABORATORIO

La cali f icación de cada práctica se obtiene en la forma siguiente:

1. El alumno debe estar presente en la sesión práctica.

2. El alumno debe entregar el reporte con la solución del contenido de

la práctica en archivo virtual y engargolado, cumpliendo con lossiguientes requisitos:

Debe elaborarse en hojas blancas tamaño carta. Debe estar escrito en forma legible y sin faltas de ortografía (en

procesador).

Si se requieren gráficos, diagramas o dibujos, estos debenrealizarse con cuidado en procesador electrónico

Si se requieren cálculos, deben incluirse las operaciones y losresultados en procesador; estos deben darse con laaproximación de tres decimales.

3. El alumno debe presentar el examen correspondiente.

Es requisito indispensable cumplir con los tres puntos anteriores, de locontrario la calificación se convertirá en cero.


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La calificación del laboratorio se obtiene promediando la calificación detodas las prácticas aprobadas. Para acreditar el laboratorio se requiere deuna calificación mínima de 70%.

CONTENIDO DEL REPORTE

La forma de entregar el reporte a partir de la fecha de realización en un

transcurso de quince días debe reunir el siguiente contenido:

1)

Nombre del Instituto.2)

Nombre de la asignatura.3)

Talleres de Ingeniería Mecánica.4) División: Maquinas Hidráulicas

5)

En la parte inferior, datos de; alumno, profesor, grupo y fecha deentrega.

6) Un dibujo representativo referido a la materia en la portada.

Todos los puntos mencionados son exclusivos para la portada

Lo que se debe reportar es

a) Introducción teórica b)

Tabla de datos

c)

Cálculosd) Graficase) Tabla de resultadosf)

Conclusionesg) Bibliografía

INDICE DE PRÁCTICAS

PRACTICA No. 1: CONOCIMIENTO DEL BANCO DE PRUEBAS

PRACTICA No. 2: OPERACIÓN DE BOMBAS TRABAJANDOINDEPENDIENTEMENTE

PRACTICA No. 3: BOMBAS EN SERIE

PRACTICA No. 4: BOMBAS EN PARALELO


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BIBLIOGRAFIA

1.- MECANICA DE FLUIDOSAUTOR: FRANK M. WHITEED. MCGRAW-HILL

2.- MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICASAUTOR: CLAUDIO MATAIXED. HARLA

3.- SEMINARIO DE TURBOMAQUINAS HIDRAULICASESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ESIME)DEL IPN

4.- MAGISTER TECHNOLOGY

5.- BOMBAS, SELECCIÓN, USO Y MANTENIMIENTOAUTOR. KENNETH J.ED. MCGRAW-HILL

PRACTICA No. 1

CONOCIMIENTO DEL BANCO DE PRUEBAS OBJETIVO. Al término de esta práctica, el alumno será capaz de identificarfísicamente el banco de pruebas y sus componentes, y tendrá los conocimientos del

funcionamiento de cada una de ellas (En particular, para poder comprenderposteri ormente la operación en conjun to y las características generales de operación).

ANTECEDENTES TEORICOS

BANCO DE PRUEBAS

Se llama banco de pruebas donde se llevan los ensayos de las bombas y la

obtención de sus curvas características en un laboratorio. FUNCIONES

El ensayo elemental de una bomba es aquel en que, manteniéndoseconstante el número de revoluciones “n” se varia el caudal Q y se obtieneexperimentalmente las curvas H1 = f 1Q; Pa = f 2Q y ηtot = f 3Q. Estascurvas y en particular la curva H1 = f 1Q, se llaman curvas características.

ENSAYO COMPLETO DE UNA BOMBA

Es un conjunto de ensayos elementales, caracterizado cada uno por un

numero de revoluciones distinto: consta de varias (cinco a ocho) curvas H –


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Q y de varias de ηtot – Q. Al conjunto de todas las curvas se denominacurvas en concha.

ELEMENTOS ESENCIALES DE UN BANCO DE ENSAYO DE BOMBAS

Grupo de accionamiento a velocidad variable. En los laboratorios deHidráulica se utiliza para ello el motor de corriente continua, motor decorriente alterna con transmisión hidráulica o mecánica, o un motor decombustión interna. Medidor de par. Los procedimientos más utilizados en el motor de C.C.,

basculante, en que se mide (con balanza) el par de reacción.Contrarrevoluciones. Para medir η con el par y las r.p.m., se calcula Pa. Manómetro y vacuòmetro. A la salida y entrada de la bomba para medir ladiferencia de presiones necesarias para el cálculo de H.Medidor de caudal. Los procedimientos más utilizados son: tanques

gravimétricos (medición de caudal por peso), tanques volumétricos(medición de caudal por volumen), Venturi, toberas, diafragmas yrotámetros, etc.

OTROS TIPOS DE ENSAYOS EN LA INDUSTRIA

Los constructores de máquinas hidráulicas que desarrollan nuevos tipos delaboratorios de ensayo de modelos, en particular el costo de una turbinahidráulica de gran potencia absorben los gastos de construcción y

experimentación de un modelo cuyo ensayo corrobora o ratifica el diseño. En los ensayos de máquinas hidráulicas la fuerza preponderante es laviscosidad.

Los ensayos a velocidades tan elevadas en el laboratorio serian costosos y

prácticamente irrealizables.

En los ensayos de turbinas hidráulicas se tropieza con la dificultad de

ensayar la turbina modelo bajo el salto requerido por la igualdad del

número de Reynolds en el modelo y prototipo.

En los ensayos de máquinas hidráulicas se hace la hipótesis que la

semejanza geométrica implica la semejanza mecánica.

En el ensayo de turbinas se ha utilizado la siguiente formula con buenos

resultados.

ηtot = η [−−

ℰ.34 ]

: η = Rendimiento total del prototipo

ηT =


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= ,

ℰ = ,

En el ensayo de bombas se ha utilizado la siguiente formula con buenosresultados.

= 1 ( 1 ́ )́2

DESARROLLO

MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR- Banco de pruebas de bombas centrífugas.- Extensión eléctrica.- Accesorios del banco de bombas.

SECUENCIA DE OPERACIONES

Atender a la explicación del profesor, sobre el banco de pruebas sus componentes yfuncionamiento.

CUESTIONARIO

Obtenga la siguiente información:

1.

Datos de la instrumentación del banco de pruebas2. Instrumentación eléctrica.3. Datos de placa de motores y bombas del banco de pruebas.4. Utilizando la simbología correspondiente, realice un plano en vista de planta e

isométrico del banco de pruebas, sistema de tuberías y componentes adicionales,represente mediante una tabla los símbolos escribiendo correctamente su nombre.

Nota: Para entregar resultados, todo el análisis mediante cálculos se realizaran enunidades del Sistema Internacional (SI).


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PRACTICA No. 2: OPERACION DE BOMBAS TRABAJANDOINDEPENDIENTEMENTE

OBJETIVO: Obtener las curvas de comportamiento de una bombacentrifuga de flujo radial.

ANTECEDENTES TEORICOS

En una bomba centrifuga, el líquido es forzado a entrar por la presiónatmosférica u otra presión, a un conjunto de aspas o alabes rotatorias quecontribuye un impulsor que descarga el líquido a una presión superior y auna velocidad más alta en su periferia. La mayor parte de la energía de

velocidad convertida en energía de presión por medio de una voluta o porun conjunto de aspas difusoras estacionarias que rodean la periferia delimpulsor. A las bombas con impulsor de caracol se les llama bombas devoluta; a las que tienen aspas de difusión se les llama bombas de difusor. Aestas últimas se les llamo bombas – turbina; pero este nombre se aplica enla actualidad específicamente a las bombas verticales de difusor para pozos

profundos, llamándoseles bombas - turbinas verticales.

Los elementos esenciales de una bomba centrifuga son 1) el elementorotatorio de que consta el eje y el impulsor, y 2) el elemento estacionario,que consta de la carcasa, la caja prensa estopas y los cojinetes.

Las bombas centrifugas se dividen en otras categorías, varias de las cualesse refieren al impulsor. Primero los impulsores se clasifican de acuerdo a ladirección del flujo mayor, en relación con el eje de rotación. Las bombascentrifugas pueden tener: a) impulsores de flujo radial, b) impulsores deflujo axial, c) impulsores de flujo mixto, los cuales combinan los principiosde flujo axial y radial. Además, los impulsores se clasifican de acuerdo con

la distancia de posición de flujo en: 1) de succión simple, con una solaadmisión en un lado, y 2) de succión doble, en el que el agua fluye alimpulsor simétricamente desde ambos lados. De acuerdo con suconstrucción mecánica, son de las siguientes categorías: 1) cerrados concubiertas o paredes laterales que cubren las vías del agua, 2) abiertos concubiertas, 3) semiabiertos o semicerrados.Si la bomba desarrolla su carga o elevación por un solo impulsor se lellama bomba de una etapa. Cuando se usan dos o más impulsores operadosen serie a la unidad se llama bomba de etapas múltiples, por el diseño

mecánico de la carcasa, se clasifican además en axialmente partida oradialmente partida; el eje de rotación es el que determina que la bomba sea


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de eje horizontal, de eje vertical u ocasionalmente de eje inclinado. Por logeneral a estas unidades se les llama simplemente unidades horizontales overticales.De acuerdo con la ubicación de la succión, las bombas centrifugas son

clasificadas: 1) de succión por el fondo, y 2) de succión por la partesuperior. Algunas bombas operan con líquido conducido a la unidad portubería. Otras bombas por lo general las de tipo vertical, se sumergen en suabastecimiento de succión. Por tanto las bombas verticales se llaman deltipo pozo seco o húmedo.

El rendimiento de una bomba centrifuga generalmente se describe comoresultado de sus características de: 1) régimen de flujo o capacidad Q(metros cúbicos/hora); 2) incremento de energía contenida en el fluido

bombeado, o carga H (mca); 3) potencia de entrada o consumo P; 4)eficiencia η la razón entre el trabajo útil desarrollado y la potencia de

entrada; 5) velocidad de rotación en r.p.m.Ya que todos los parámetros indicados son mutuamente interdependientes,se acostumbra representar el rendimiento de una bomba centrifuga pormedio de curvas características. Cuando sea posible dentro de ciertoslímites, el diseño de bombas puede regular la forma de estas curvas para

ajustarse a las necesidades de una aplicación particular que es una funciónde la capacidad de diseño, carga y velocidad; por lo tanto una unidad de

producción normalizada se determina por experimentación y no está sujetaa modificación. Puesto que el rendimiento real de una bomba centrifuga sedetermina en gran parte por medios experimentales, es muy deseableutilizar los resultados de ensayos pasados como base para predecir elrendimiento de diseños futuros.

El propósito de una bomba centrifuga en cualquier sistema de manejo defluido, y ya que es una maquina dinámica, la bomba depende por completode los cambios en las relaciones de velocidad para proporcionar la energía.Las posibilidades de aplicación de una ya construida de distintos gastos yalturas de elevación pueden establecerse determinando sus curvascaracterísticas que darán valor para cada gasto Q, los valores de H, η yBHP. Se emplea muy a menudo el agua para construir mediante pruebassucesivas las curvas de funcionamiento de las bombas. Con el empleo deestas curvas es posible determinar la carga total y la capacidad.

Para trazar esta curva se procederá de la siguiente manera:


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1. El gasto Q se determinara por medio de recipientes de medición,vertederos, u orificios calibrados.

2. La altura total de elevación H, fijándose la altura de succión pormedio de un vacuòmetro y la altura de descarga por medio de un

manómetro.3. La potencia por medio de un dinamómetro o por la potencia que

alcanza el motor eléctrico de accionamiento tomando enconsideración su rendimiento.

4. El número de revoluciones por minuto se obtiene por medio de untacómetro o por medio de un contador de revoluciones.

5. El rendimiento se obtiene despejando η de la fórmula de la potencia.La curva muestra la relación entre la capacidad de la bomba y, a lacarga total se llama curva de carga – capacidad. Con frecuencia seclasifican las bombas basándose en las formas de su curva de carga – capacidad.

La curva e ficiencia – capacidad muestra la relación entre la capacidad y laeficiencia pero comúnmente se le llama curva de eficiencia. La figurailustra la instalación de una bomba centrifuga

Instalación de una bomba centrifuga


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DESARROLLO

MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

- Banco de pruebas de bombas centrífugas.- Extensión eléctrica.

-

Accesorios del banco de bombas.- Cronometro- Tacómetro o contador de revoluciones

SECUENCI A DE OPERACIONES

Bajo la supervisión del profesor, utilice el equipo de bombeo y proceda como sigue:

TABLA DE DATOSQ

(ℓ/seg) ϸman

(kg/cm2

)

(r.p.m.)

Р

(Watts)

I

(Amp)

Tiempo

t (seg)

Fluido

Agua a20 oC

Para construir las curvas características de la bomba se realiza el siguiente procedimiento para un solo valor de velocidad angular del motor de la bomba:

1. Verifique que el tanque de las bombas tiene suficiente agua.

2. Se abre completamente la válvula de descarga.

3. Encienda la bomba.

4. Abra lentamente la válvula de succión.

5.

Esperar cinco minutos a que las condiciones del sistema sean estables.6. Se toman las siguientes mediciones:

Presión de succión, kg/cm2. Presión de descarga, en kg/cm2. Velocidad de la bomba rpm. Lectura de flujo (volumen, tiempo).

7. Esperar un minuto sin modificar las condiciones de operación del sistema yvolver a tomar las mediciones del punto (6). Repetir este pasó hasta que se

tengan, por lo menos, cinco mediciones.


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8. De los valores medidos para cada parámetro indicado en el punto (6), seobtiene el promedio. Este promedio es el valor que se utilizará para realizarlos cálculos necesarios.

9. Calcular la eficiencia de la máquina para los valores medidos. A

continuación se presentan las siguientes expresiones matemáticas que pueden ser de utilidad para realizar este cálculo.

descatm sal

succatment

sal sal

ent ent

ent sal

P P P

P P P

D

Q

A

QV V

D

Q

A

QV V

P P V V QW

22

21

2

1

2

2

2

´4´

´4´

22'

5

2

3

22

1

2

0

2

100

'

/

2

ND

W

ND

Q

D N

gH

W

W

Q

W H

tiempoVolumenQ

T

H

T

Donde:

W f = [W]

N = [rpm]

Q = [litros / segundo]

Hvent = [mmHg]

Q’ = [m3/ segundo]

HT = [mH2O]

= eficiencia


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10. Modificar la apertura de la válvula de descarga. Repetir los incisos (6) a (9).Repetir por lo menos seis veces hasta que el gasto sea igual a cero (cuando laválvula esté completamente cerrada).

CUESTIONARIO

1. Investigue las aplicaciones de las bombas en todo su desarrollo industrial.2. Calcular la eficiencia de la bomba3. Calcule el NPSHD para la bomba

4. Calcular. HE

5. Calcular Q Aforar : = 6. Incluya en el informe las características de la bomba, de los manómetros, de las

tuberías y conexiones en general, además del esquema general del aparato.7. Realice en vista de planta el sistema hidráulico utilizando la simbología.

correspondiente, identifique la trayectoria del fluido remarcando con color.8. Anexe todas las tablas (de preferencia del manual Crane) de datos utilizadas

en cálculos.


PRACTICA No. 3: OPERCION DE BOMBAS EN SERIE

OBJETIVO: Determinar las curvas características de un sistema de dos bombascentrifugas operando en serie.

CONSIDERACIONES TEORICAS

Para condiciones de servicio de gran capacidad, y alta velocidad o medianacolumna de elevación que requieren de un arreglo en serie pueden,

conectarse dos bombas en un solo paso de doble succión en serie en unamisma placa de soporte con una sola unidad motriz. Esa clase deadaptación es muy común en aplicaciones de abastecimiento de agua paraalturas de elevación de 75 a 120 metros. Una adaptación en doble extensiónde flecha del motor en medio, moviéndose dos bombas conectadas en seriecon tuberías.

En un segundo tipo se usa un motor normal que tenga una flecha con doble

extensión. Este último arreglo puede ser limitado, lo suficiente porque laflecha de la bomba inmediata al motor debe ser fuerte para transmitir el


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caballaje total de bombeo. Si la presión generada total por esa unidad enserie, es relativamente alta, la cubierta de la segunda bomba puede requerirrefuerzo de caballaje o nervios.

Cuando un determinado volumen de líquido debe ser entregado a un sistema donde se requiere producir una carga total de descarga muy alta,

pueden agruparse bombas en serie, es decir, reside en el de conectar la

descarga de la primera, con la succión de la segunda bomba. Lacaracterística de un agrupamiento en serie consiste en el hecho de que la

carga total de descarga ( ) del grupo, es igual a la suma de las cargastotales de descarga particulares de cada una de las bombas. Cuando dos

bombas centrifugas de las mismas características de diseño se conectan en

serie, la carga total de descarga de una de las bombas se multiplica pordos cuyo producto será el valor del sistema.

Si las descargas totales de descarga son diferentes, de cualquier manera,

estas cargas se sumaran; pero es de gran importancia que las dos bombas

sean de la misma capacidad, es decir que puedan manejar la misma

cantidad de líquido en la unidad d tiempo. La figura ilustra las curvas

características de dos bombas operando en serie.

H

1

3

Q

Curvas características de dos bombas operando en serie

Ho

Ho

1 2

4

A

B


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DESARROLLO


- Banco de pruebas de bombas centrífugas.-

Extensión eléctrica.- Accesorios del banco de bombas.- Cronometro- Tacómetro o contador de revoluciones


Bajo la supervisión del profesor, utilice el equipo de bombeo y proceda como sigue:Se debe poner en marcha la instalación, cebando las bombas si es preciso. Para la tomade datos se debe variar la posición de la válvula de membrana insertada en la tubería deimpulsión; para hacer el ensayo en el rango mayor posible, una toma de datos debe sercon la válvula totalmente abierta, y otra con la válvula totalmente cerrada.

TABLA DE DATOSZ0 = Z1 = Z2 = Z3 = Z4 =

Q(ℓ/seg)

ϸs 1 (bar)

ϸd 1 (bar)

ϸd 2 (bar)

Δ ϸ (bar)

Рabs 1 (Watts)

Рabs 2 (Watts)

,2 (r.p.m.)

η (%) Lecturast(seg)

Para construir las curvas características del sistema de bombas en serie se realiza elsiguiente procedimiento:


2.

Se abre completamente la válvula de descarga.



5. Esperar cinco minutos a que las condiciones del sistema sean estables.

6. Se toman las siguientes mediciones:

Presión de succión, kg/cm2.

Presión de descarga, en kg/cm2. Velocidad de la bomba rpm.


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Lectura de flujo (volumen, tiempo).

7. Esperar un minuto sin modificar las condiciones de operación del sistema yvolver a tomar las mediciones del punto (6). Repetir este pasó hasta que se

tengan, por lo menos, cinco mediciones.

8. De los valores medidos para cada parámetro indicado en el punto (6), se obtieneel promedio. Este promedio es el valor que se utilizará para realizar los cálculosnecesarios.

9. Calcular la eficiencia de la máquina para los valores medidos.

10. Mediante el manejo de las válvulas de succión y la de control ajuste las bombasa arreglo en serie. Repita el procedimiento del 6 al 10.

CUESTIONARIO

Conteste correctamente las siguientes preguntas referidas a muchas causas probables decualquier tipo de mal funcionamiento de las bombas, dificultan y requieren muchotiempo para el diagnóstico, a menudo se pueden reducir con un estudio cuidadoso de lascurvas de rendimiento.

1. La carga cae con rapidez con un aumento en el caudal pero la carga de corte casino cambia. ¿Por qué?

2. La bomba produce carga baja y consume menos potencia en toda su gama de

funcionamiento, pero no varía su eficiencia. ¿Cuál es la causa?3. El gasto durante la prueba es menor que el nominal en una cantidad constante con

cualquier carga dada. ¿Por qué? 4. La carga, capacidad, eficiencia y potencia son bajos en toda la curva. ¿Cuáles son

las causas? 5. Carga y eficiencia reducidas sin cambio en la potencia. ¿A qué causas se deben? 6. Curva de carga y capacidad correcta pero la baja, eficiencia aumenta el consumo

de potencia. ¿A qué causas se debe? 7. La curva se interrumpe antes de lo especificado. ¿A qué se debe?8. Durante una prueba de NPSH, la línea de carga y la NPSH se detienen en forma

abrupta en vez de seguir hasta el punto de corte. ¿Por qué? 9.

La carga empieza a caer en forma gradual cuando se reduce e1 NPSH en vez decaer en forma abrupta. ¿Qué causas principales nos indica la curva?

10. Los requisitos de NPSH son más altos con todos los caudales. ¿Por qué causas? 11. Describa los efectos de operar dos bombas en serie.



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PRACTICA No. 4: OPERACIÓN DE BOMBAS EN PARALELO

OBJETIVO. Determinar las curvas características de comportamiento de unsistema de bombas operando en paralelo.

CONSIDERACIONES TEORICAS

Así como las características de la curva Carga - Capacidad (H - Q) deflujo de una bomba se representa por una curva que indica la reducciónde carga al incrementar el flujo, los requerimientos de carga-flujo delsistema al que sirve la bomba pueden ser representados por una curva

que muestre las necesidades de aumento de flujo, los requerimientos;esto es una curva de Carga – Sistema.

El flujo al cual operara la bomba en este sistema es aquel en el cual lacurva de carga flujo de la bomba, intercepta la curva de Carga-Sistema. Cada curva de Carga-Sistema consta de:a) Una carga estática total (que en algunos casos puede ser cero).

b) Perdidas por fricción. La carga estática total = + son la elevación en laterminación y origen del sistema, respectivamente, y

son las

presiones manométricas en los mismos puntos, en el caso especial deun sistema de agua potable, en donde = = 0, esto es, la presiónatmosférica, se debe recordar que la recuperación del sifón no puedeexceder de 1 atm (34 pies, menos la presión de vapor al nivel delmar) y esa recuperación no ocurrirá si la pierna del sifón se rompe.Las pérdidas por fricción son: la suma de las pérdidas en la línea, perdidas en los accesorios y cambios en la energía de velocidad a

través del sistema.

En los sistemas de bombeo complejos, como en la operación deabastecimientos municipales de agua, la carga estática total y loscomponentes de pérdidas por fricción pueden ser variables, por ejemplo,el primero por cambios en los niveles del recipiente y el último por lacombinación particular de líneas en las que se les da servicio encualquier momento dado. Esto da como resultado los límites superioresy menores de los requerimientos Carga-Sistema, la intersección de esascurvas límites con la curva de Carga-Flujo de la bomba definirá elintervalo de flujo sobre el que se requiere que la bomba opere. Ya que la

capacidad en que operara la bomba corresponde a la intersección de lacurva Carga-Sistema con la curva de Carga-Flujo de la bomba,


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cualquier cambio en la capacidad de la bomba solo puede obtenerse

variando una u otra de estas dos curvas.

OERACION EN PARALELO

Se dice que una o varias bombas operan en paralelo cuando todas las

succiones son independientes y la curva de gasto de operación del

conjunto se obtiene sumando los gastos correspondientes a todas las

bombas siendo la curva resultante una curva de gastos muy amplia y de

pendiente suave. El análisis grafico obtenido para las bombas

centrifugas pueden adaptarse a las bombas rotatorias, reciprocantes,

periféricas y especiales. La figura representa las curvas características

de un sistema de bombas operando en paralelo.

H

Q

Curvas características de dos bombas centrifugas operando en paralelo

Ho

Curva del conjunto

Curva de carga del sistema

A B

1 2 3


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DESARROLLO


- Banco de pruebas de bombas centrífugas.- Extensión eléctrica.

-

Accesorios del banco de bombas.- Cronometro- Tacómetro o contador de revoluciones


Bajo la supervisión del profesor, utilice el equipo de bombeo y proceda como sigue:Se debe poner en marcha la instalación, cebando las bombas si es preciso. Para la tomade datos se debe variar la posición de la válvula de membrana insertada en la tubería deimpulsión; para hacer el ensayo en el rango mayor posible, una toma de datos debe ser

con la válvula totalmente abierta, y otra con la válvula totalmente cerrada.

TABLA DE DATOSZ0 = Z1 = Z2 = Z2´ = Z2´´ =

Z3 = Z3´ = Z3´´ = Z4 =Q

(ℓ/seg) ϸs 1 (bar)

ϸd 1 (bar)

ϸd 2 (bar)

Δ ϸ (bar)

Рabs 1 (Watts)

Рabs 2 (Watts)

,2 (r.p.m.)

η (%) Lecturast(seg)

Para construir las curvas características del sistema de bombas en paralelo se realiza elsiguiente procedimiento:


2. Se abre completamente la válvula de descarga.



5. Esperar cinco minutos a que las condiciones del sistema sean estables.

6. Se toman las siguientes mediciones:

Presión de succión, kg/cm2. Presión de descarga, en kg/cm2.

Velocidad de la bomba rpm.


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