INFORME DE BOMBA DE LABORATORIO EN LA UPB

DETERMINACIÓN DE CAUDAL VOLUMÉTRICO Y REGISTRO DE CURVAS CARACTERISTICAS DE BOMBAS SIMPLES, SERIES Y PARALELAS.

Laboratorio de Hidráulica – Universidad Pontificia Bolivariana

(Sede Montería).

RESUMEN

Las bombas son los elementos destinados a elevar un fluido desde un nivel determinado a otro más alto, o bien, a convertir la energía mecánica en hidráulica.

Las bombas hidráulicas se pueden clasificar a su vez en bombas de desplazamiento positivo y Bombas dinámicas. Las primeras son útiles para gastos pequeños, presiones altas y líquidos tanto limpios como viscosos. Mientras que las bombas dinámicas funcionan para gastos grandes, presiones medianas y líquidos de todo tipo, excepto altamente viscosos.

Las bombas dinámicas se pueden dividir de igual forma en bombas en serie y en bombas en paralelo, estas dos serán el eje de estudio de este informe que se desarrolla posterior a la realización de una práctica en el laboratorio de hidráulica de las instalaciones de la Universidad Pontificia Bolivariana (Sede Montería), desarrollada con el fin de realizar el estudio del funcionamiento de un sistema de bombas operando individualmente, en serie y en paralelo.

INTRODUCCIÓN

Al seleccionar un tipo de bomba para una aplicación específica se deben considerar muchos factores, tales como: la naturaleza del fluido a bombear, capacidad requerida (caudal), condiciones de lado de succión, condiciones del lado de descarga, carga total sobre la bomba, tipo de fuente de potencia, limitaciones de espacio peso y posición, condiciones ambientales, costos de adquisición e instalación, costos de operación, etc.

Las necesidades de un sistema de bombeo para requerimientos de flujo en los procesos u operaciones industriales exigen que varíe la presión o el gasto, así como los requerimientos de succión y descarga; para ello se emplea el uso de bombas en serie o en paralelo y con ello aumentar la eficiencia de dicho sistema.

Cuando hablamos de bombas en serie, hacemos referencia a una asociación donde la impulsión de una bomba es la aspiración de la siguiente, por lo tanto pueden bombear el mismo caudal y la altura final es la suma de las alturas de cada una.

Si dos o más bombas idénticas se conectan en paralelo, la cabeza a través de cada bomba es igual y el caudal se distribuye por igual entre las bomba de tal manera que las impulsiones de todas las bombas desembocan en el mismo colector. Es importante estudiar los sistemas de tuberías con bombas, para poder observar la operación de bombas conectadas en paralelo y poder comparar las capacidades

Las bombas se incluyen en un sistema de tuberías para convertir energía mecánica (suministrada por un mecanismo impulsor) en energía hidráulica es decir donde aumenta la velocidad y presión del fluido. Esta energía adicional permite transmitir un fluido de un lugar a otro cuando no es factible que fluya por gravedad, elevarlo a cierta altura sobre la bomba o recircularlo en un sistema cerrado. En general, el efecto de una bomba en un sistema es incrementar la energía total en una cantidad H.

OBJETIVOS

Colocar en práctica los conocimientos adquiridos en clase.

Realizar el estudio del funcionamiento de un sistema de bombas operando como sistemas integrados en serie y en paralelo.

Realizar respectiva medición de las presiones de succión y descarga de dos bombas que se encuentran operando en serie y en paralelo.

Conocer el principio de operación de dos bombas conectadas en serie y en paralelo.

JUSTIFICACIÓN

Es de vital importancia familiarizarse con el funcionamiento, selección, elementos constructivos y problemas operativos de los equipos de transporte de fluidos la cual es una operación unitaria indispensable dentro de los procesos industriales.

En este tipo de mecanismo las características operativas son importantes para la selección y comportamiento operativo para cubrir las necesidades de un proceso, tal cual como lo es para una bomba que es un dispositivo que incrementa la energía mecánica del fluido para trasladarlo de un punto a otro que puede estar en condiciones diferentes de altura y presión.

Es así que con el fin de evaluar el comportamiento de las operaciones de bombas conectadas en serie o en paralelo, se realizan experimentos y practicas de laboratorio que se asemejan a la realidad, las cuales arrojan resultados que poseen márgenes de error que se asocian a los caudales que se toman y las condiciones de altura y presión.

MARCO TEÓRICO

Según el tipo de aplicación se usará uno u otro tipo de bomba. El proceso de transformación de energía se efectúa en dos etapas:

a) Aspiración: Al comunicarse la energía mecánica a la bomba, esta comienza a girar y con esto se genera una disminución de la presión en la entrada de la bomba como el depósito de fluido se encuentra sometido a presión atmosférica, entonces se encuentra una diferencia de resiones lo que provoca la succión y con ello el impulso hidráulico hacia la entrada.

b) Descarga: al entrar fluido en la bomba lo toma y lo traslada hasta la salida y asegura por la forma constructiva de rotación que el fluido no retroceda. Dado esto, el fluido no encontrara más alternativa que ingresar al sistema que es donde se encuentra el espacio disponible, consiguiendo así la descarga

BOMBAS CENTRIFUGAS

Llamadas así dado que la cabeza de presión es generada por acción centrífuga. El funcionamiento de las bombas centrifugas se basa en el principio de flujo; Las bombas centrífugas generan un caudal volumétrico uniforme, sin golpes de presión, por lo tanto son las más empleadas para el bombeo de fluidos.

El rodete está formado por una serie de aspas curvas ubicadas en ambos lados de los platos. El rodete gira dentro de la voluta como se muestra en la figura. El flujo entra a la bomba a través del centro u ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo transportan hacia afuera en dirección radial. La voluta generalmente tiene forma de caracol para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida.

CURVA CARACTERÍSTICA DE LAS BOMBAS

El comportamiento hidráulico de una bomba viene especificado en sus curvas características que representan una relación entre los distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otros parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la potencia requerida y la altura de aspiración, que están en función del tamaño, diseño y construcción de la bomba. Se representan gráficamente, colocando en el eje de abscisas los caudales y en el eje de ordenadas las alturas, rendimientos, potencias y alturas de aspiración.

Relaciones se presentan en la curva característica de la bomba:

El caudal volumétrico 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.

CONEXIÓN DE BOMBAS EN SERIE

Se dice que dos bombas funcionan en serie cuando la totalidad del líquido que sale de una bomba entra en la siguiente, como se representa en la figura:

Se puede observar que el caudal que circula por cada bomba es el mismo, mientras que la carga total recibida por el líquido es la suma de las cargas entregadas por las bombas:

QT = QA = QB HT = HA + HB A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener la curva característica para el funcionamiento en serie:

Esta curva característica se puede construir de forma teórica a partir de los valores de cada bomba funcionando individualmente o experimentalmente midiendo en la instalación el aumento de presión ocasionado por el funcionamiento de ambas bombas en serie.

CONEXIÓN DE BOMBAS EN PARALELO

Se dice que dos bombas funcionan en paralelo cuando el caudal total de líquido que circula en el sistema se divide en dos partes, entrando cada una de ellas a una bomba y luego se vuelven a unir; como se representa en la figura:

Se puede observar que el caudal total es la suma de los caudales que circulan por las bombas, efectuándose esta división de caudal de tal forma que la carga entregada por cada bomba sea la misma:

QT = QA + QB HT = HA = HB

A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener la curva característica para el funcionamiento en paralelo¬:

Esta curva característica se puede construir de forma teórica a partir de los valores de cada bomba funcionando individualmente o experimentalmente midiendo en la instalación el aumento de presión ocasionado por el funcionamiento de ambas bombas en paralelo

CAPACIDAD DE BOMBEO

Se basa en un principio sencillo: La presión ejercida sobre la superficie de un fluido se transmite con igual intensidad en todas las direcciones.

La capacidad total P de la bomba se obtiene a partir del caudal volumétrico V y de la presión diferencial alcanzada Δp entre el lado de presión y el de absorción de la bomba:

P=Δp∙V

PROCEDIMIENTO

Verificar que se cumplan todas las medidas de seguridad.

Conectar el sistema para trabajar solamente con la bomba simple. Variar el flujo y medir la diferencia de presión correspondiente.

Conectar

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