bombas en serie y paralelo

NOMENCLATURA

Símbolo Nombre de la variable Unidad Dimensión
Qexp Caudal experimental m3/s L t-1
Qnom Caudal nominal m3/s L t-1

H
Carga de la bomba
m

L

∆P/ρg Carga de presión pulg H2O L
ΔZ Energía potencial m L
(ΔU2 )/2g Energía cinética m L
d Diámetros Pulg- m L

 
DATOS EXPERIMENTALES
La recolección de datos se realizó a partir de los diferentes funcionamientos de lasbombas A y B, las cuales trabajaron de forma individual, en serie y paralelo. Para cada uno de estos procedimientos se realizó la variación de caudal, tomando así la diferencia de presión para cada toma de caudal.
Todas las experiencias fueron realizadas con una bomba centrífuga trabajando a 3450 RPM, con agua como fluido indicando una viscosidad de 1cpo y una densidad de 1000 kg/m3
Tabla 1.Datos de la variación de caudal y diferencia de presión para la bomba centrífuga “A” modelo MAR 2, trabajando de forma individual.
Caudal, Q
(m3/h) Carga de presión, ∆P/ρg
(pulg de H2O)
7,610 344
7,352 355
6,895 394
6,468 417
5,667 470
4,923 509
4,238 544
3,552 572
2,754 604
2,409 610
0 610


Tabla 2. Datos de la variación de caudal y diferencia de presión para la bomba centrifuga“B” modelo MAR 2, trabajando de forma individual.
Caudal, Q
(m3/h) Carga de presión, ∆P/ρg
(pulg de H2O)
7,393 277
6,723 333
6,073 389
5,707 416
5,152 458
4,318 498
4,025 524
3,629 543
3,135 566
2,474 596
0 604

 
Tabla 3. Datos de la variación de caudal y diferencia de presión para las bombas centrifugas A-B modelo MAR 2, funcionando en serie.
Caudal, Q
(m3/h) Carga depresión, ∆P/ρg
(pulg de H2O)
Bomba A Bomba B
7,027 381 276
6,744 397 323
6,232 433 434
5,649 469 477
4,977 506 517
4,284 540 549
3,868 559 570
3,312 582 595
2,823 600 604
2,131 610 604
0 610 604

 
Tabla 4. Datos de la variación de caudal y diferencia de presión para las bombas centrifugas A-B modelo MAR 2, funcionando en paralelo.
Caudal, Q
(m3/h) Cargade presión, ∆P/ρg
(pulg de H2O)
Bomba A Bomba B
12,519 392 391
11,168 444 443
10,540 463 461
9,897 483 481
9,157 506 503
8,617 520 517
8,025 537 534
7,160 556 554
6,276 576 573
4,990 603 598
3,823 610 604
0 610 604


 
MÉTODO DE CÁLCULO

Los ejemplos de cálculos se realizaron para la primera variación de caudal y la diferencia de presión para cadauno de los funcionamientos de las bombas centrifugas A y B.

Cálculo del número de Reynolds
Este se realiza para verificar el régimen de flujo del sistema y así conocer el valor del coeficiente α, Para ello se utiliza el caudal mínimo y el diámetro mayor de la tubería, ya que para los caudales posteriores se mantendrá el mismo régimen (ver tabla 1)
Re=(ρ*U*d)/μ

Cálculo de la velocidad(U)
U=Q/A=Q/(π/4*D^2 )
U=(2,409 m^3⁄h)/(π/4*〖(0,0254m)〗^2 )=4754,22 m^3⁄h

Conversión de la velocidad (U) a metros cúbicos por segundo
U=4754,22m^3/h*(1 h)/(3600 s)=1,32 m^3/s




Entonces:
Re=(1000 kg⁄m^3 *1,32 m^3⁄s*0,0254m)/(1*〖10〗^(-3) kg⁄(m*s))
Re=33528

Este resultado indica que el régimen de flujo a lo largo del sistema es turbulento. Arrojando como valor de α 1.

Cálculode la carga experimental de la bomba (H) :
La carga de la bomba (H), es el aporte energético que la bomba le da al fluido. Entre más grande sea la carga de la bomba el fluido posee más energía para circular por la tubería.



Aplicando Bernoulli entre los puntos 1 y 2 de la bomba tenemos que:
P1/(ρ*g)+Z1+α 〖U1〗^2/2g+H=P2/(ρ*g)+Z2+α 〖U2〗^2/2g+Δhf

Despejando carga, H:H=((P2-P1))/(ρ*g)+(Z2-Z1)+α (〖U2〗^2-〖U1〗^2)/2g-Δhf

 
Despreciando la pérdida de carga por fricción (Δhf) en la tubería y ΔZ= 0,18 m, ya que es mínimo con respecto a los otros términos de la ecuación. Nos queda que:

H=ΔP/(ρ*g)+α (〖U2〗^2-〖U1〗^2)/2g
Dónde:
∆P/(ρ*g)=carga de presión.
〖∆U〗^2/(2*g)=energía cinética.
α= Coeficiente del régimen de flujo=1
La energía cinética de la bomba queda expresada...