UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICADE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 D L DE L E E Y DE E.F.P DE INGENIERIA CIVIL Integrantes: BARRIENTOS ESPILLCO, Ulises TOMAYLLA NUÑEZ, Efrain Emilio AUQUI GOMES, Saúl Basilio JORGE MOLINA, Washington GARCIA QUISPE, Yan Moises ARONES GONZALES, Jimmy Jaime L, BENDEZU PRADO Curso: Laboratorio de Mecánica de Fluidos I 09-11-2012 Ayacucho - Perú 1 II.b va a sumar a la curva a . Figura 3 La curva a . Presentar dos alternativas más de flujo con la finalidad de resolver problemas de carga y de gasto en la transportación de líquidos. esto puede ser porque la demanda de gasto o de carga del proceso sea excesivamente variable. MARCO TEORICO: Todos los conceptos y ecuaciones que se emplean en un sistema unitario de bombeo han sido tratados en la práctica de Eficiencia de bomba por lo que en la presente se han omitido. Caso a. en lugar de una. La siguiente matriz muestra los diferentes arreglos y situaciones en que se pueden operar los sistemas en serie y paralelos. El uso de dos o más bombas. Un sistema de bombeo en serie proporciona líquidos con cargas altas y gastos bajos (relativamente). 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. Entender el comportamiento de operación energética de dos bombas centrífugas operándolas como sistemas integrados en serie y paralelo al unificar las características unitarias de ambas. utilizando el mismo intervalo de gastos. Característica H. el costo de operación más bajo y la mayor flexibilidad en la operación ayuda a pagar la inversión inicial. Comparar y analizar los resultados obtenidos para explicar el comportamiento del sistema en caso de presentarse diferencias. se pueden presentar casos en que es necesario que el sistema esté integrado por pares motor bombas iguales o pares diferentes. aún cuando los costos iniciales pueden ser mayores. I.b en serie.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. De acuerdo con la necesidad.Q (carga vs gasto) para dos bombas iguales aclopadas a motores iguales. para esto se traza la característica de una de las bombas con cargas al doble. 2 . permite que cada una de ellas opere en su mejor región de eficiencia la mayor parte del tiempo de operación. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 BOMBEO EN SERIE Y PARALELO I.capacidad resultante. OBJETIVOS: Comparar los caudales entre bombas conectados en serie y bambas conectados en paralelo. La curva c .d es la curva carga total . La figura 3 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos bombas en serie. Proporcionar los criterios y métodos que permitan analizar y representar la operación de los sistemas en serie y paralelo. capacidad resultante se trazan líneas paralelas a la carga H partiendo del origen hasta terminar el perfil de la curva a . para esto se suman las cargas de bombas características entre sí.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS.c es la curva carga total . La curva a . La figura 6 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos curvas de bombas en paralelo.b. Caso c.Q para dos bombas diferentes acopladas a motores diferentes.b se va a sumar a la curva c . GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 Caso b.Q para dos bombas diferentes acopladas a motores diferentes. utilizando el mismo intervalo de cargas.d en serie. Figura 4 La curva a .Q para dos bombas iguales acopladas a motores iguales. Figura 5 La curva a .capacidad resultante. Caso d. para dar el correspondiente valor de gasto considerado. Característica H . Característica H . generándose la siguiente tabulación: Un sistema de bombeo en paralelo proporciona gastos grandes con cargas bajas (relativamente). 3 .b se va a sumar a la curva a . La figura 5 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos curvas características de bombas en paralelo. Característica H . Para obtener la curva carga total . La figura 4 muestra la curva resultante cuando se suman gráficamente dos bombas en serie. para esto se traza la característica de una de las bombas con gastos al doble.b en paralelo. La válvula de compuerta antes de la bomba de doble impulsor deberá permanecer totalmente cerrada. 3. SISTEMA EN PARALELOS Para cualquier lectura en la operación: 1. La válvula de globo después de la descarga de la bomba de un impulsor deberá permanecer totalmente cerrada.capacidad resultante. para el correspondiente valor de carga considerando. Todas las válvulas del haz de tubos deberán permanecer totalmente abiertas. Esta v álvula es la generadora de los cambios en todas las variables. La válvula de globo después de la descarga de la bomba de doble impulsor hace variar el gasto de cero al total de acuerdo al valor que se requiere en la experimentación.d en paralelo. Las válvulas de globo instaladas en el haz de tubos pueden ser variadas desde el cierre hasta la abertura total. Las válvulas de compuerta instaladas antes de la alimentación de cada bomba deberán permanecer abiertas. La válvula de globo que interconecta ambas bombas deberá permanecer totalmente abierta. La válvula de compuerta antes de la alimentación de la bomba de un impulsor deberá permanecer totalmente abierta. Todas las válvulas del haz de tubos deberán permanecer totalmente abiertas. La válvula de globo que interconecta la descarga de la bomba de un impulsor y la alimentación a la bomba de doble impulsor deberá permanecer totalmente abierta. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 Figura 6 La curva a . generándose la siguiente tabulación: TÉCNICAS DE OPERACIÓN A.e .b. 4. Para esto se suman los gastos de cada característica entre sí. 3. La expresión que relaciona la potencia producida con la energía que se extrae del flujo y el caudal que circula por el sistema es: 4 .b se va a sumar a la curva c . La curva c . Sistema en Serie Para cualquier lectura en la operación: 1. 5. 5.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. 4. 2. 6.f es la curva carga total . Las válvulas de globo instaladas en las descargas de cada bomba deberán permanecer totalmente abiertas. B. para obtener se trazan líneas paralelas al gasto Q partiendo del punto a hasta terminar el perfil de la curva a . 2. son dispositivos que entregan energía al fluido. es decir. que producen una disminución local de presión por debajo de la presión atmosférica. son aquellas que entregan energía al fluido mediante una hélice.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. H está dada por: donde h es el rendimiento de la bomba (con un valor entre 0 y 1). GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 Las bombas por otra parte. Cada bomba o turbina tiene una combinación de los valores de los parámetros que determinan su funcionamiento que hacen que éste sea óptimo. Existen diferentes tipos de bombas que utilizan distintos fenómenos para entregar energía a un fluido en movimiento. Bombas centrífugas. En esta experiencia. con el objeto de impulsar cuando no es posible hacerlo vía métodos gravitacionales. . Así. las que. Entre los diferentes tipos existen por ejemplo: . 5 . las bombas entregan Bernoulli al fluido. generando en el sistema un gradiente de presiones que impulsa el movimiento del fluido. que su rendimiento sea máximo. son conceptualmente similares. La relación descrita previamente para la potencia es válida para bombas. éstas utilizan el fenómeno impermanente del golpe de ariete para aumentar la presión en un determinado punto de la tubería y mediante éste se produce la elevación del líquido. es decir. como se mencionó anteriormente.Bombas de vacío. Conceptualmente el funcionamiento de las bombas centrífugas es opuesto al de las turbinas.Bombas de golpe de ariete. existen para estudiarse dos tipos de turbinas y una bomba centrífuga. donde ahora P es la potencia de la bomba y H la altura de elevación o el Bernoulli entregado por la bomba al flujo. para un caudal determinado. que no necesariamente corresponde al punto en que la bomba funciona normalmente. TUBERÍAS EN SERIE En el esquema de la figura se interpreta el problema. el rendimiento y el torque de la hélice. con tuberías de distintos materiales y diámetros. en función de las revoluciones de la misma. Para las turbinas. el Comportamiento del rendimiento y de la altura de elevación en función del Caudal elevado. que viene dado por las condiciones hidráulicas del sistema. donde los ramales se reencuentran. la curva de rendimiento tiene un máximo que representa el punto óptimo de funcionamiento. TUBERÍAS EN PARALELO El esquema de la figura posibilita analizar las variables intervinientes. Como es de esperar.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. La otra condición de borde es que la suma de las pérdidas de energía iguala a la energía disponible. lo que implica como condiciones de borde que el caudal es el mismo en los tramos que. Evidentemente a partir del nudo 2. En la misma puede apreciarse una serie de n ramales en serie. derivaciones en ruta. En la misma puede apreciarse como a un nudo 1 arriba un caudal Q que partir de esa sección se bifurca en n ramales en paralelo. en el caso mas general. cada uno eventualmente con tuberías de distintos materiales. las curvas características de éstas relacionan. se grafican la potencia producida. la curva del rendimiento tiene un máximo que define el torque óptimo que debe ejercer el motor para que la generación eléctrica sea máxima. por hipótesis de partida. diámetros y longitudes. 6 . Al igual que en el caso de las bombas. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 Para determinar el funcionamiento óptimo es necesario analizar ciertas curvas: En el caso de las bombas. el cual depende de la curva de carga del sistema hidráulico donde se instala. el caudal suma resulta ser el original al no existir. dada por la diferencia de cotas entre nivel de ingreso aguas arriba y nivel de llegada aguas abajo. pueden ser de distintas longitudes. como se verá más adelante. Cronómetro. III. EQUIPOS: Bombas centrifuga de 0. para el cálculo. 7 .5 HP de potencia. En el caso de bombas con curva característica inestable (pendiente positiva en alguna zona) conviene prestar especial cuidado. y sobre todo en paralelo. BOMBAS EN PARALELO Para colocar bombas en serie. Cuando varias bombas se colocan en serie. mejor aún si son idénticas. es conveniente que sean similares. BOMBAS EN SERIE De la misma forma. se pueden sustituir.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. Probeta. varias bombas en paralelo darán una curva característica conjunta en la que se suman los caudales para cada altura. o cuando se requieren características muy variables. Tuberias con instalaciones en serie y paralelo. para evitar que alguna de ellas trabaje en una zona poco adecuada. Esto puede resultar útil como sistema de regulación. por otra bomba hipotética que genere una altura suma de las individuales para cada caudal. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO En ocasiones se utilizan varias bombas trabajando en serie o en paralelo sobre el mismo circuito. Se instala las bombas en serie y se discurre agua por la tubería instalada abriendo la válvula de ingreso. Se instala las bombas en paralelo y se discurre agua por la tubería instalada abriendo la válvula de ingreso. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 Flexómetro.. Eje de acero inoxidable. disponibilidad de repuestos y partes en todo el país. Servicio Continuo.grafito. Se mide la diferencia de alturas de nivel de agua en los tubos piezométricos instalados antes y después de cada bomba. 8 . CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS: Cuerpo de Bomba monoblock de fundición gris. obteniendo una de las mayores eficiencias del mercado en su rango de aplicación. con cuerpo aletado de aluminio extrudado. PROCEDIMIENTO : Se discurre agua mediante una bomba instalada a un sistema de tuberías Se mide la diferencia de alturas de nivel de agua en los tubos piezométricos instalados antes y después de la bomba. Diseño de cuerpo de bomba. Se mide el caudal a la salida de la tubería (volumen y tiempo). Se mide el caudal a la salida de la tubería (volumen y tiempo). Motor desmontable sin desconectar de cañerías Motor blindado 100% IP 54. impulsor y motor de muy altor rendimiento. Impulsor de noryl con carga de fibra de vidrio Sello mecánico cerámica . Totalmente reparable. BOMBAS CENTRIFUGA DE 0. Se mide la diferencia de alturas de nivel de agua en los tubos piezométricos instalados antes y después de cada bomba. IV. Funcionamiento muy silencioso.5 HP DE POTENCIA.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. 25 2.65 0.62313 BOMBAS EN PARALELO: 9 .48 Caudal = Vol / tiempo 0.6016 0.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 BOMBAS EN SERIE: N° 01 02 03 Vol.74 3.15 Tiempo 4 3. Acumulado 2.60 2.6178 Caudal promedio = 0. 1429 1. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 N° 01 02 03 Vol.Calcular los caudales para cada caso y compararlos.. Acumulado 2. Caudal para bombas en serie es: Caudal para bombas en paralelo es: Hay mayor presencia de caudal en bombas en paralelo. o o Caudal mayor 10 .Graficar h versus Caudales.19 2.1310 Caudal promedio = 1. CUESTIONARIO 1.1416 1. 2. La h piezometrica no fue realizado en este presente laboratorio por lo cual no se ara ninguna grafica de h versus Caudales.45 1.. OBSERVACIÓN EN PARALELO Se puede observar que el caudal total es la suma de los caudales que circulan por las bombas.90 Tiempo (s) 2.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS.80 1. VI.5 2.1385 V.68 Caudal = Vol / tiempo (m3/seg) 1. htm 11 .yimg. BIBLIOGRAFÍA: http://xa. Para proyectos de hidráulica ambos sistemas son factibles pero dependerá mucho del tipo de proyecto que hagas y uso que le des a las bombas.mx/IQ/iq/practica6n. Mecánica de fluidos.com/kq/groups/25187691/121737060/name/MT06-BOMBAS+EN+SERIE+Y+PARALELO. La forma de paraleló solo te servirá para cortas distancias debido a su forma. http://depa.F: Mc Graw Hill. GEOLOGÍA Y CIVIL ESCUELA : INGENIERÌA CIVIL ASIGNATURA : MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PRIMERA PRÁCTICA DOMICILIARIA FECHA : NOVIEMBRE-2012 EN SERIE Se puede observar que el caudal que circula por cada bomba es el mismo. o o El caudal es menor VII. VIII. México D.pdfW STREETER Víctor.unam.fquim. 1979.UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÒBAL DE HUAMANGA FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS. CONCLUSIONES Llegamos a las conclusión de la forma de paralelo genera mas caudal de salida que la de serie. Como lo mencionamos en el anterior la forma de serie te puede servir para llevar agua en grandes distancias poniendo una bomba cada cierto lugar.