INTRODUCCIÓN:
Se dispone de dos bombas centrífugas
idénticas. Conectadas entre sí por medio de un sistema de tubería, Los grifos
de cierre incorporados permiten la operación de las bombas en serie y en
paralelo. Los manómetros indican la presión correspondiente en todos los puntos
importantes del sistema de tubería. En conjunción con un dispositivo de medición
de caudal volumétrico, se pueden registrar las curvas características de las
bombas.
La instalación casi no requiere mantenimiento. Gracias a la robusta
estructura, al igual que a los instrumentos de medición perfectamente visibles
y al material didáctico previamente preparado. La instalación es ideal para su aplicación en las clases como equipo de
demostración y para la realización de experimentos por parte de los estudiantes.
MARCO TEÓRICO:
Bombas centrifugas:
EI funcionamiento de las bombas centrifugas se basa en el principio del flujo.
Un medio de bombeo (agua) se pone en movimiento por medio del accionamiento de
una rueda de paletas (1), con paletas curvadas, que gira dentro de una carcasa
de forma helicoidal (2). El agua se acelera debido a la fuerza centrífuga y se
dirige a la tubería bajo presión (3). EI agua así proyectada produce una sobrepresión
negativa (depresión) en la boquilla de absorción (4) y el agua fluye a través
de la tubería de absorción conectada. Según la naturaleza de la presión
diferencial que se debe vencer, se emplean bombas centrifugas de una o de varias
etapas. Las bombas centrífugas generan un caudal volumétrico uniforme, sin
golpes de presión, por lo tanto, son las más empleadas para el bombeo de
fluidos.
Curva característica de las bombas centrífugas:
El caudal volumétrico bombeado depende de la presión que la bomba deba ejercer dentro de una red de tuberías.
Si el valor de presión necesario es elevado, el caudal volumétrico que se presente será bajo.
Con un bajo valor de presión de la bomba, el caudal volumétrico que se presenta es elevado.
Si el valor de presión necesario es elevado, el caudal volumétrico que se presente será bajo.
Con un bajo valor de presión de la bomba, el caudal volumétrico que se presenta es elevado.
Estas relaciones se representan en la curva característica
de la bomba, en donde la presión diferencial entre el lado de absorción y el de
presión de la bomba ∆p se traza en función del caudal volumétrico V.
Conexión en serie de las bombas centrífugas.
Las presiones de las bombas se suman, el caudal volumétrico no se
modifica. La curva de la bomba se vuelve más empinada.
es válido: ∆Ptot = ∆P1 + ∆P2
En donde, ∆Pi-es la presión diferencial de la bomba i.
Conexión en paralelo de las bombas centrífugas:
Los caudales volumétricos de las bombas se suman, la presión alcanzable de las bombas permanece igual.
O expresado de otra manera: Con igual presión diferencial ∆p se puede bombear un mayor caudal volumétrico V.
Es válido: Qtot = Q1 + Q2
Capacidad de bombeo.
La capacidad total P de la bomba se obtiene a partir del caudal volumétrico V y de la presión diferencial alcanzada ∆p entre el lado de presión y el de absorción de la bomba:
Conexión en paralelo de las bombas centrífugas:
Los caudales volumétricos de las bombas se suman, la presión alcanzable de las bombas permanece igual.
O expresado de otra manera: Con igual presión diferencial ∆p se puede bombear un mayor caudal volumétrico V.
Es válido: Qtot = Q1 + Q2
Capacidad de bombeo.
La capacidad total P de la bomba se obtiene a partir del caudal volumétrico V y de la presión diferencial alcanzada ∆p entre el lado de presión y el de absorción de la bomba:
P = ∆p*Q.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO:
Para el
desarrollo de esta práctica se utilizará el banco de hidrodinámica HM-50.
DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA
Determinación del caudal volumétrico:
La determinación del caudal volumétrico V es necesaria para la realización
de todos los experimentos. Esto se puede realizar por medio del recipiente
volumétrico del módulo básico HM 150.
Para ello se recomienda medir el tiempo de llenado t necesario para el
ascenso del nivel del agua de 20 a 30 litros (volumen W= 10 litros).
El caudal volumétrico se obtiene por medio de Q = ∆V/t
Puesta en servicio
- Colocar la instalación sobre el Banco Básico para Hidrodinámica HM 150,
- Establecer el abastecimiento de agua:
- ya sea por medio del grifo de admisión del módulo básico HM 150 conectado a la boquilla de admisión (3)
- O conectando una toma de agua potable a la boquilla de admisión (3)
- Insertar el tubo de salida (19), incluido en el suministro, en la boquilla de salida (12) y conducirlo al recipiente de colección del módulo básico HM 150.
- Insertar el vertedor del rebosadero de emergencia en el depósito de
reserva del módulo básico HM 150.
Conexión en serie:
- Posicione el grifo de cierre del flujo paralelo.
- Conectar ambas bombas (9,10) por medio del interruptor principal de la caja de distribución (11).
- ajustar el caudal volumétrico deseado Q por medio del grifo de salida (8), asegurar un flujo de agua continuo en el depósito de almacenamiento
- Registro de los valores
de medida:
Pabsorción1 en el lado de absorción de la bomba 1 (13)
Ppresión1 en el lado de presión de la bomba 1(14)
Pabsorción2 en el lado de absorción de la bomba 2 (15)
Ppresión2 en el lado de presión de la bomba 2(16) caudal volumétrico Q
- Repetir el proceso con diferentes caudales volumétricos Q
Conexión en paralelo:
- Conectar ambas bombas (9,10) por medio del interruptor principal de la caja de distribución (11).
- ajustar el caudal volumétrico deseado Q por medio del grifo de salida (8), asegurar un flujo de agua continuo en el depósito de almacenamiento
- Registro de los valores
de medida:
Pabsorción1 en el lado de absorción de la bomba 1 (13)
Ppresión1 en el lado de presión de la bomba 1(14)
Pabsorción2 en el lado de absorción de la bomba 2 (15)
Ppresión2 en el lado de presión de la bomba 2(16) Psalida en la salida (17) caudal volumétrico Q
- Repetir el proceso con diferentes caudales volumétricos Q
Conexión de bomba individual
Ejecución del experimento
- Posicionar el grifo de cierre de acuerdo con la empuñadura paralela a la tubería
- Válvula abierta,
empuñadura perpendicular a la tubería
- Válvula cerrada
- Conectar la bomba 1 (9) por medio del interruptor principal de la caja de distribución (11), ¡la bomba 2 debe permanecer desconectada!
- Ajustar el caudal volumétrico deseado V por medio del grifo de salida (8), asegurar un flujo de agua continuo en el depósito de almacenamiento
- Registro de
los valores de medida:
Pabsorción en el lado de absorción de la bomba (13)
Ppresión,
en el lado de presión de La bomba (14) caudal volumétrico V
Repetir el proceso
con diferentes caudales volumétricos Q.
ANÁLISIS DE DATOS
En
el siguiente archivo de excel se pueden ver las tablas de los datos
obtenidos durante el laboratorio. Además se pueden visualizar las
grafícas de presión vs. caudal de la bomba 1, la bomba 2, las bombas unidas en serie y las bombas unidas en paralelo.
(para poder visualizar mejor, descargar el archivo).
De los datos obtenidos podemos concluir que si las bombas son conectadas en serie, la presión final es equivalente a la suma de las presiones de las dos bombas. Si las bombas son conectadas en paralelo, tenemos un gradual aumento en el caudal del sistema.
CONCLUSIONES:
Se conoce el procedimiento a seguir para la conección correcta de las bombas ya sea para utilizarlas en serie o en paralelo.
Además se determina el comportamiento del fluido después de pasar por determinada configuración de las bombas, pudiendo así deternimar las curvas de comportamiento de las bombas centrífugas.
Se hicieron mediciones de las bombas por separado y se encontró que los datos de presión y de caudal varían significativamente de una bomba a la otra, siendo estas de la misma referencia.
Además se encuentran algunos errores causados por los elementos de medición como los son los manómetros, ya que tienen una resolución muy amplia para medir con exactitud los datos que se deben tomar a lo largo de la práctica.
