UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LICENCIATURA LICENCIATURA EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
INFORME DE LABORATORIO 3: FUNCIONAMIENTO DE UN ARREGLO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS IGUALES EN SERIE
PRESENTA: , ROLANDO LIN, DEREK 3-735-133 LUQUE, MARIO SING, !ATINDER 3-733-1""3 SOLÍS, ELVIN #-7$#-%%&%
MATERIA: TUR'OMAQUINARIA (3#5%)
PROFESOR: TOMAS CENTELLA
INSTRUCTOR: DANIEL NAVARRO
GRUPO: 1IE-%5% (')
FECA DE REALI*ACIÓN: % DE MA+O DE %&1
FECA DE ENTREGA: # DE MA+O DE %&1
Marco Teórico
Dos o más bombas pueden acoplarse en serie o en paralelo, dependiendo de las necesidades. En serie, la tubería de impulsión de una bomba se constituye en la tubería de aspiración de la siguiente unidad. Si tomamos esto como un sistema sin perdidas, se puede observar rápidamente que el caudal es el mismo para ambas bombas. Adicionalmente, la carga total del sistema se vuelva la suma algebraica de la carga individual que puede llevar cada bomba. En la figura 1 se muestra un sistema de bombas conectadas en serie:
Ilustración 1: Sistema de Bombas en Serie
Para el aprovechamiento máximo de la capacidad de caudal de ambas bombas, se recomienda ulizar dos bombas iguales cuando se conectan en este po de arreglo. Las siguientes ecuaciones son necesarias para analizar un sistema de bombas en serie. Q T =QB 1=Q B 2 H T = H 1+ H 2 Adicionalmente, para calcular los caudales y cargas de las mediciones experimentales, se deben ulizar las mismas ecuaciones que se ulizaron para el laboratorio 2. stas ecuaciones se presentan a connuaci!n"
r=
C 2 π
∆ V π r ( H final H final ) 2
=
Q=
h=
∆ V t
Pout − P ¿ ρg
−
roce!i"ie#$o Para realiar la e!periencia de laboratorio ", se realiaron pasos similares a los de la e!periencia #. $a e!periencia comenó con una breve e!plicación teórica %unto con los detalles de seguridad personal y de equipos. Antes de comenar a realiar las medidas e!perimentales, se veri&ico el nivel de agua en el tanque ' y ", se realió el cebado de las tres bombas, y se de%ó &luir agua por cada sistema por unos segundos asegurándonos de que todo el sistema estuviera lleno de agua. Para el nivel de los tanques, se aseguró que el nivel de altura del agua en el tanque " estuviera por encima del nivel de las bombas. Primero, se conectaron las bombas ' y # en serie, abriendo y cerrando las válvulas adecuadas. De esta manera, se encontraba acoplada la salida de la bomba ' a la entrada de la bomba #. (omo primer paso, se cerró la válvula del sistema completo, lo que representa carga má!ima para el sistema. En este paso, se mide la presión de entrada y salida del sistema y se veri&ica que el caudal sea ). Para los siguientes pasos, se veri&ica que el agua en el tanque ' este a una altura inicial aceptable, se a%usta la válvula del sistema para modi&icar la carga y se abren la válvula adecuada para que &luya agua desde el tanque ' *asta el tanque ".
Ilustración 2: Sistema de bombas del laboratorio. Imagen tomada de la guía de laboratorio 3
+na ve que *aya &luido el agua por un tiempo determinado, se mide la altura &inal en el tanque '. Estos valores de altura inicial y &inal son tabulados para poder calcular el valor del caudal en cada medición. Adicionalmente, se tabulan las presiones de entrada y salida tambin. Estas mediciones nos permiten calcular la carga y realiar las grá&icas necesarias. +na ve se terminan de realiar todas las mediciones necesarias con la bomba ' y # en serie, se repiten los mismos pasos para la bomba ', # y " en serie. -inalmente, se realia una veri&icación y limpiea de todos los equipos utiliados.
Re%u&$a!o%: 1' Ta(&a% ) gr*fica% co# &a i#for"ació# o($e#i!a+ ,ara !o% ) $re% (o"(a% e# %erie+ re%,ec$i-a"e#$e
Tabla 1: Datos E xperimentales. Bomba 1 2 en S erie
Tabla 2: !alores de "audal "arga experimental. Bomba 1 2 en Serie
#ra$ca 1: "audal % "arga. Bomba 1 2 en Serie. &Experimental'
Tabla 3: Datos Experimentales. Bomba 1( 2 3 en Serie
Tabla ): "audal "arga Experimental. Bomba 1( 2 3 en Serie
#ra$ca 2: "audal % "arga. Bomba 1( 2 3 en Serie. &Experimental'
.' Co",aració# !e &a% gr*fica% co# e& &a(ora$orio a#$erior' Su,o#ie#!o /ue &a% $re% (o"(a% %o# %e"e0a#$e%+ $o"a#!o co"o refere#cia &a (o"(a . !e& &a(ora$orio a#$erior+ %e o(%er-a &a %iguie#$e gr*fica:
+m- vs L/min*# )# (# $# '# &# 2# %# #
#
$ bomba % +m-
%#
%$ bomba %02 +m-
2#
2$
&#
bomba %020& +m-
3' Gr*fica !e &a% !o% (o"(a% e# %erie a ,ar$ir !e& a#*&i%i% 2 !e &a gr*fica !e u#a %o&a (o"(a ) co",aració# co# &a gr*fica e4,eri"e#$a&' Su,o#ie#!o /ue &a% (o"(a% $ie#e# &a% "i%"a% e%,ecificacio#e% $e#e"o%+ ara . (o"(a% e# %erie: Q T =QB 1=Q B 2 H T = H 1+ H 2
E#$o#ce% %5:
H 1= H 2
Te#e"o%:
H T =2 H 1
H T = H 1+ H 2= H 1+ H 1=2 H 1
+m- vs L/min(# $# '# &# 2# %# #
#
$
%#
%$
bomb a %02 ca l cu la da +m-
2#
2$
&#
b omba %02 me di da +m-
Grafica de dos bombas en serie, calculada y medida Se observa que los daros tanto para la bomba medida como la calculada son bastante seme%antes
ara 3 (o"(a% e# %erie:
Siguiendo con el procedimiento anterior, Este mismo principio se cumple para tres bombas en serie: H T =3 H 1
+m- vs L/min*# )# (# $# '# &# 2# %# #
#
$
%#
%$
b omb a %020& ca l cu l ad a +m -
2#
2$
&#
b omb a %020& me di da +m-
Grafica de tres bombas en serie, calculada y medida Aquí se puede apreciar que los datos calculados de las " bomba en serie son mayores que los medidos.
No$a: se tomó como re&erencia la bomba # porque presentaba me%or comportamiento y estaba en medio de las grá&icas de las bombas '" en el laboratorio anterior.
Co#c&u%ió# /ediante este e!perimento realiado en laboratorio, en la e!periencia de bombas en serie, se pudo observar claramente que barias bombas acopladas en serie se mantiene el mismo caudal pero la carga aumenta, este resultado va de acuerdo con la teoría de bombas,
Refere#cia% Bi(&iogr*fica% '. Pro&esores 0rlando Aguilar y Daniel 1avarro. 2uía de $aboratorio ": -uncionamiento De +n Arreglo De 3ombas (entrí&ugas 4guales En Serie. 5urbomáquinas 6"78#9. +niversidad 5ecnológica de Panamá. #. amiro ;. /arbello Pere. -uncionamiento de 3ombas otodinamicas. Escuela de 2eociencias y /edio Ambiente. +niversidad 1acional de (olombia. ". (engel, o*n. 6#)'#9. /ecánica de &luidos: -undamentos y Aplicaciones, #da edición, /c2ra?@ill, /!ico. . B*ite, -ranC. 6#))"9. /ecánica de &luidos, 8 ta edición, /c2ra?@ill, Espaa.
