bombas serie y paralelo
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Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
I. RESUMEN
En el presente informe se estudia el paso del flujo en un sistema que consiste de dos bombas las cuales estarán conectadas por tuberías mediante válvulas. Esto se realiza con el fin de conocer el funcionamiento de bombas simples, en serie y en paralelo.
En la práctica se utiliza el equipo Armfield FM21 SERIES/PARALLEL PUMPS, que está constituido por un sistema de 2 bombas centrífugas, las cuales operan individualmente o con arreglos en serie o paralelo. Para ello se inicia la práctica con las bombas a una velocidad de 60 RPM y posteriormente a 80 RPM. Para cada velocidad se toman datos de diferentes caídas de presión en el medidor de orificio y en cada bomba, tanto individualmente como conectadas en serie y en paralelo.
Luego de realizar los cálculos se obtuvo para la bomba N° 1 a 60 RPM eficiencias entre 5 y 11 % mientras que a 80 RPM, entre 15% y 21%. Para las bombas conectadas en serie a 60 RPM se obtuvo eficiencias entre 14% y 29.4%, a su vez a 80 RPM se obtuvo eficiencias entre 37.6% y 64.9%. Por último, para las bombas conectadas en paralelo a 60 RPM, la eficiencia varía entre 8.2% y 9.6% a diferencia que a 80 RPM en donde las eficiencias fluctúan entre 18.4 % y 20.4%.
Por tanto de la experiencia se concluye que cuando se instala dos bombas iguales en paralelo la eficiencia es menor que cuando se trabaja con dos bombas iguales en serie. Además se pudo demostrar que el caudal aumenta para bombas conectadas en paralelo y cuando se instalan en serie el caudal se mantiene.
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II. INTRODUCCIÓN
En los procesos industriales existen requerimientos de flujo en los que es necesario utilizar un sistema de bombeo con más de una bomba; esto puede ser ya que la demanda de caudal o de carga del proceso sea excesivamente variable.
El uso de dos o más bombas, en lugar de solo usar una, permite que cada una de ellas opere con su eficiencia más alta la mayor parte del tiempo de operación.
Cuando la necesidad de operación sea la de tener alta carga a caudal constante es necesario utilizar un sistema en serie, no es necesario que las bombas conectadas en serie sean iguales.
Si la demanda en el proceso es la de tener un alto caudal con una carga constante (aunque no necesariamente) se debe utilizar un arreglo en paralelo.
El objetivo de la siguiente práctica es determinar las curvas características de un sistema de bombeo operando individualmente, en serie y en paralelo
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ESQUEMA DE EQUIPO:
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III. TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS
Tabla N°1: Tabla de densidad del agua a diferentes temperaturas
T(°C) ρ(Kg/m3)24.0 997.3325.0 997.0826.0 996.8227.0 996.5528.0 996.2729.0 995.9830.0 995.68
*Apéndice II del texto “problemas de flujo de fluidos” de Valiente Barderas, pág. 654
Tabla N°2: Constantes usadas en los cálculos
Cd 0.61D 0.024 m
A1 , A 3(entrada)
0.000285 m2
A2, A4 (salida) 0.000285 m2
Z1, Z3(entrada) 0 mZ2, Z4(salida) 0.088 m
*Constantes obtenidas de Manual de Equipo Armfield FM21.
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Tabla N°3: Bomba 1 a 60 RPM
Intensidad (A)
MEDIDOR DEORIFICIO
SISTEMA
ΔP° (cmHg) ΔP1 (cmHg)1.400 4 22.3
1.300 3.2 26
1.200 2.8 29.1
1.050 2.5 31.2
0.950 1.8 37.2
0.900 1.3 39.5
Tabla N°4: Bomba 2 a 60 RPM
Intensidad (A)
MEDIDOR DE ORIFICIO SISTEMAΔP° (cmHg) ΔP2 (cmHg)
1.9 4.4 19.3
1.8 3.8 21.7
1.6 3.1 25.3
1.4 2.2 31.3
1.5 1.4 42.9
1.3 0.7 51.3
Tabla N°5: Bomba 1 y Bomba 2 en serie a 60 RPM
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Intensidad(A)
MEDIDOR DE ORIFICIO SISTEMA
Bomba 1
Bomba 2 ΔP° (cmHg) ΔP1 (cmHg) ΔP2 (cmHg)
1.6 1.700 3.700 19.7000000 17.600
1.5 1.600 2.700 28.6000000 28.000
1.4 1.400 2.100 34.6000000 34.000
1.4 1.400 1.500 39.90000 39.700
1.2 1.300 1.000 47.00000 45.800
1.2 1.300 0.600 52.10000 51.600
Tabla N°6: Bomba 1 y Bomba 2 en paralelo a 60 RPM
Intensidad(A)
MEDIDOR DE ORIFICIO SISTEMA
Bomba 1
Bomba 2 ΔP° (cmHg) ΔP1 (cmHg) ΔP2 (cmHg)
1.6 1.600 14.400 28.20000 25.800
1.45 1.550 9.500 34.80000 32.900
1.35 1.450 6.700 40.80000 39.500
1.2 1.350 3.000 49.00000 48.200
1.2 1.300 2.000 52.80000 52.200
1.15 1.300 1.000 56.00000 56.000
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Tabla N°7: Bomba 1 a 80 RPM
Intensidad (A)
MEDIDOR DE ORIFICIO
SISTEMA
ΔP° (cmHg) ΔP2 (cmHg)1.50 8.5 45.0
1.50 6.7 49.8
1.40 5 53.0
1.35 3.6 57.6
1.20 2 61.7
1.15 1 64.4
1.00 0.5 66.0
Tabla N°8: Bomba 2 a 80 RPM
Intensidad (A)
MEDIDORDE ORIFICIO
SISTEMA
ΔP° (cmHg) ΔP2 (cmHg)1.50 9 38.3
1.50 8 39.2
1.45 7.1 41.8
1.30 6 45.9
1.30 5 47.8
1.20 4 52.2
1.20 2 59.8
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Tabla N°9: Bomba 1 y Bomba 2 en serie a 80 RPM
Intensidad(A)
MEDIDOR DE ORIFICIO
SISTEMA
Bomba 1
Bomba 2 ΔP° (cmHg) ΔP1 (cmHg) ΔP2 (cmHg)
1.50 1.5 10 41.8 34.5
1.30 1.5 9 42.8 36.2
1.40 1.4 7 48 42.0
1.30 1.3 6 51.8 46.8
1.20 1.2 4.9 55 51.0
1.20 1.1 3 59 55.5
Tabla N°10: Bomba 1 y Bomba 2 en paralelo a 60 RPM
Intensidad(A)
MEDIDOR DE ORIFICIO SISTEMA
Bomba 1 Bomba 2
ΔP° (cmHg) ΔP1 (cmHg) ΔP2 (cmHg)
1.40 1.30 26.2 51.5 46.0
1.50 1.30 22 53.5 49.5
1.40 1.30 17 56 52.0
1.20 1.35 12 59.5 57.0
1.20 1.10 6 63.5 62.0
1.10 0.90 1.2 67 66.5
0.9 0.80 0 78 79.5
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TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
Tabla N°11: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 1 a 60 RPM
Caudal (m3/s) H (m) I (A) Potencia (W)
Potencia Real (W)
Eficiencia (%)
0.00090 3.127 1.400 27.608 308.0 9.0
0.00081 3.633 1.300 28.682 286.0 10.0
0.00076 4.056 1.200 29.951 264.0 11.3
0.00071 4.342 1.050 30.299 231.0 13.1
0.00061 5.159 0.950 30.550 209.0 14.6
0.00051 5.472 0.900 27.540 198.0 13.9
Tabla N°12: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 2 a 60 RPM
Caudal (m3/s) H (m) I (A) Potencia (W)
Potencia Real (W)
Eficiencia (%)
0.0009466 2.719 1.9 25.173 418.0 6.0
0.0008797 3.046 1.8 26.208 396.0 6.6
0.0007946 3.537 1.6 27.485 352.0 7.8
0.0006694 4.354 1.4 28.509 308.0 9.3
0.0005340 5.936 1.5 31.000 330.0 9.4
0.0003776 7.082 1.3 26.152 286.0 9.1
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Tabla N°13: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 1 y la Bomba 2 en serie a 60 RPM
Caudal (m3/s)
H1 (m) H2 (m) H1 + H2 (m) I (A) Potencia (W)
Potencia Real (W)
Eficiencia (%)
0.0008682 2.774 2.488 5.262 1.65 44.668 363.0 12.3
0.0007417 3.989 3.907 7.895 1.55 57.248 341.0 16.8
0.0006542 4.807 4.725 9.532 1.40 60.954 308.0 19.8
0.0005529 5.530 5.502 11.032 1.40 59.623 308.0 19.4
0.0004515 6.500 6.336 12.836 1.25 56.634 275.0 20.6
0.0003497 7.195 7.127 14.323 1.25 48.951 275.0 17.8
Tabla N°14: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 1 y la Bomba 2 en paralelo a 60 RPM
Caudal (m3/s)H1
(m)H2 (m)
Hprom (m) I (A) Potencia (W) Potencia Real (W) Eficiencia (%)
0.0017130 3.934 3.607 3.770 3.20 63.136 704.0 9.0
0.0013915 4.835 4.576 4.706 3.00 63.996 660.0 9.7
0.0011686 5.654 5.477 5.565 2.80 63.559 616.0 10.3
0.0007820 6.773 6.663 6.718 2.55 51.340 561.0 9.2
0.0006385 7.291 7.209 7.250 2.50 45.239 550.0 8.2
0.0004515 7.730 7.730 7.730 2.45 34.100 539.0 6.3
Tabla N°15: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 1 a 80 RPM
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Caudal (m3/s) H (m) I (A) Potencia (W) Potencia Real (W) Eficiencia (%)
0.00131607 6.22516913 1.50 80.0898629 330 24.2696554
0.00116861 6.8817109 1.50 78.5940533 330 23.8163798
0.00100952 7.31825457 1.40 72.2018585 308 23.4421619
0.00085661 7.9457861 1.35 66.5187351 297 22.3968805
0.00063857 8.50755203 1.20 53.07774 264 20.1052045
0.00045154 8.87599272 1.15 39.1570304 253 15.4770871
0.00031929 9.09432795 1.00 28.3692872 220 12.8951305
Tabla N°16: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 2 a 80 RPM
Caudal (m3/s) H (m) I (A) Potencia (W) Potencia Real (W) Eficiencia (%)
0.00135422 5.31141284 1.50 70.3150429 330 21.3075888
0.00127695 5.43565998 1.50 67.834892 330 20.5560279
0.00120316 5.7920077 1.45 68.0849489 319 21.3432442
0.00110604 6.35149171 1.30 68.6347682 286 23.9981707
0.00100967 6.61076478 1.30 65.2123 286 22.8015035
0.00090307 7.21118665 1.20 63.625256 264 24.1004758
0.00063857 8.24827896 1.20 51.460162 264 19.4924856
Tabla N°17: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 1 y la Bomba 2 en serie a 80 RPM
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Caudal (m3/s) H1 (m) H2 (m) H1 + H2 (m)
I (A)
Potencia (W)
Potencia Real (W)
Eficiencia (%)
0.00142 5.7903 4.79448 10.5848382
1.50
147.68 330 44.75
0.00135 5.9267 5.026400
10.9531719
1.40
144.98 308 47.07
0.00119 6.63805
5.819299
12.4573563
1.40
145.40 308 47.20
0.00110 7.1566 6.474305
13.6309081
1.30
147.29 286 51.50
0.00099 7.595 7.049518
14.6450389
1.20
142.99 264 54.16
0.00078 8.1415 7.66377 15.8052921
1.15
120.75 253 47.72
Tabla N°18: Caudales, Carga Hidráulica y Potencia para la Bomba 1 y la Bomba 2 en paralelo a 80 RPM
Caudal (m3/s) H1 (m) H2 (m) Hprom (m) I (A) Potencia (W) Potencia Real (W) Eficiencia (%)
0.00231124 7.12 6.37 6.74 2.70 152.21 594.00 25.62
0.0021179 7.39 6.84 7.12 2.80 147.24 616.00 23.90
0.00186201 7.73 7.19 7.46 2.70 135.65 594.00 22.84
0.00156441 8.21 7.87 8.04 2.55 122.84 561.00 21.90
0.0011062 8.76 8.55 8.65 2.30 93.50 506.00 18.48
0.00049471 9.23 9.17 9.20 2.00 44.45 440.00 10.10
0 10.74 10.94 10.84 1.70 0.00 374.00 0.00
IV. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
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-En las gráficas N°1 y N°4 es posible concluir que a medida que aumenta el caudal, la carga total de la bomba disminuye. Es decir, la bomba puede elevar el fluido a una mayor altura siempre y cuando esta tenga un flujo bajo. Al mismo tiempo, de las gráficas N°1 y N°4, se puede apreciar que ninguna de las dos siguen la tendencia que por teoría es curva; esto se pudo deber a una mala medición de las caídas de presión en los manómetros.
-En las Gráficas N°2 y N° 5, tanto para 60 RPM y 80 RPM, la carga total de la bomba en serie es mayor que las cargas totales de las bombas por separado. Se podría estimar que la carga total para la bomba en serie es la sumatoria de las cargas totales de las bombas por separado.
-En las Gráficas N°3 y N°6 se observan que los caudales para las bombas conectadas en paralelo, tanto a 60 RPM y 80 RPM, aumentan su caudal, pero se mantiene constante la carga total de las bombas cuando se encontraban por separado. Se estima que el flujo total de las bombas conectadas en paralelo es aproximadamente la suma del flujo que pasa por cada una de las bombas.
-La Grafica N° 7 y N°8 comparan las bombas a diferentes RPM, de las cuales se concluye que las bombas a mayor RPM nos generan una mayor carga total y caudal.
-En la Grafica N°9 y N°10 se muestra que la potencia suministrada a la bomba a diferentes RPM, es decir a diferentes velocidades, es mayor cuando hay menor velocidad.
-De la gráfica N°11 y N° 12 se observa que la mayor eficiencia es ocasionada cuando se le suministra a la bomba más RPM. De la gráfica N° 11 también se puede observar que para la bomba 1 a 80 RPM, la eficiencia de la bomba disminuye al ir aumentando el caudal; sin embargo se aprecia un punto de eficiencia máxima. En las demás curvas no se puede apreciar esta tendencia debido a que no se tomaron los datos suficientes para apreciar con mayor claridad las gráficas.
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V. CONCLUSIONES
- Cuando se instala dos bombas iguales en paralelo se aumenta caudal y cuando se instala en serie se aumenta la altura.
- Cuando la bomba genere mayores RPM habrá mayor caudal y se podrá elevar el fluido a alturas mayores. Es decir; las RPM son directamente proporcional al caudal y carga total que genere la bomba.
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VI. RECOMENDACIONES
1. Tener cuidado al manipular la válvula de control del caudal, ya que este hace que varié el nivel
del mercurio en el manómetro pudiendo este derramarse en el tanque acrílico del equipo.
2. Medir la temperatura del agua en cada corrida ya que esta eleva su temperatura
constantemente por el trabajo que se realiza con las bombas. Se recomienda cambiar el agua
cada cierto tiempo para mantener una temperatura adecuada.
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VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. VALIENTE BARDERAS , ANTONIO , “ Problemas de Flujo de Fluidos ” , 2da edición
Ed. Limusa S.A., México 2008, Pág. 424, 425, 654.
2. Manual de Equipo Armfield FM21.
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APÉNDICE1.-EJEMPLO DE CÁLCULO
Se realiza los cálculos para la primera corrida de la bomba 1 a 60 RPM.
Datos obtenidos en el laboratorio:
∆P orificio 4 cmHg∆P bomba 22.3 cmHg
∆ Porificio=4cmHg x 101325 Pa76cmHg
=5332.895Pa=5332.895N /m2
∆ Pbomba=22.3cmHg x 101325Pa76 cmHg
=29730.888 Pa=29730.888N /m2
I. CÁLCULO DEL CAUDAL
De las formulas obtenidas del manual del equipo:
Qv=Cd×π ×d
2×√2× Rho×d p04×Rho
Dónde Cd y d fueron obtenidos del manual del equipo y Rho fue obtenido del libro VALIENTE BARDERAS , ANTONIO , “ Problemas de Flujo de Fluidos ”- Apéndice II:
Cd: orificio de coeficiente de descarga 0.610d : orificio del diámetro de la placa 0.024m
Rho: Densidad del agua a 28°C 996.27Kg
m3
d p0 : caída de presión en la placa perforada 5332.895N /m2
Q=0.61 x π x (0.024m)2 x √2 x996.27 Kgm3 x 5332.895
Nm2
4 x 996.27Kg
m3
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Qv=9.025E-04m3
s
II. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD EN LA TUBERÍA A LA ENTRADA Y SALIDA DE LA BOMBA
V=Qv
A
Donde A fue obtenido del manual de la bomba y es equivalente a:
A: Área transversal de la bomba en la entrada y salida 0.000285m2
Qv: Caudal 9.025E-04m3
s
Reemplazando:
V entrada=9.025E-04
m3
s0.000285m2
=3.167ms
V salida=9.025E-04
m3
s0.000285m2
=3.167 ms
III. CALCULO DE LA CARGA TOTAL
De la fórmula para la carga total:
H=(Z2−Z1 )+ dpRho×g
+V 22−V 1
2
2×g
Donde Z1 y Z2 fueron obtenidos del manual del equipo:
Z2: Altura de la salida la bomba 0.088m
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Z1: Altura de la entrada la bomba 0mdp: caída de presión en la bomba 29730.888N /m2
V2: Velocidad en la tubería a la salida de la bomba 3.323ms
V1: Velocidad en la tubería a la entrada de la bomba 3.323ms
Reemplazando:
H= (0.088−0 )m+ 29730.888N /m2
996.27Kgm3 ×9.81
ms2
+(3.323m
s)2
−(3.323 ms
)2
2×9.81ms2
H=3.127m
IV. CÁLCULO DE LA POTENCIA UTIL
De los datos obtenidos anteriormente se calcula la potencia útil mediante la siguiente formula:
P=Rho×g×Q v×H
P=996.27 Kgm3 ×9.81
ms2×9.47×10−4 m
3
s×3.127m
P=27.608W
V. CALCULO DE LA POTENCIA SUMINISTRADA
P=V ×I ×cosθ
De donde se conoce:
V: voltaje 220 VI: Corriente (obtenido en laboratorio) 1.45 Acosθ 1
NOTA: El valor de cosθ se considera 1 ya que en el manual del equipo no se especifica.
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Reemplazando:
P=220V ×1.400 A×1
P=308.0W
VI. CALCULO DE LA EFICIENCIA DE LA BOMBA
n=PUTIL
PENTREGADA
De los datos obtenidos anteriormente:
n=27.608308.0
x100%
n=9.0%
- Primera corrida para la bomba en serie a 60 RPM
Datos obtenidos en el laboratorio:
∆P orificio 3.700 cmHg 4932.928 N/m2
∆P bomba 1 19.70 cmHg 26264.507 N/m2
∆P bomba 2 17.60 cmHg 23464.737 N/m2
Con las mismas formulas usadas anteriormente para las bombas por separado:
I. CÁLCULO DEL CAUDAL
Qv=Cd×π ×d
2×√2× Rho×d p04×Rho
Q=0.61 x π x (0.024m)2 x √2 x997.330 Kgm3 x 4932.928 Nm2
4 x 997.330Kg
m3
20
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
Qv=0.00087m3
s
II. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD EN LA TUBERÍA A LA ENTRADA Y SALIDA DE LA BOMBA
V=Qv
ADonde A es el área transversal de la bomba en la entrada y salida obtenido del manual de la bomba.
Reemplazando:
V entrada=0.00087
m3
s0.000285m2=6.01
ms
V salida=0.00087
m3
s0.000285m2=6.01
ms
III. CALCULO DE LA CARGA TOTAL
De la fórmula para la carga total:
H 1=(Z2−Z1 )+ dp1Rho× g
+V 22−V 1
2
2×g
H 2=(Z2−Z1 )+ dp2Rho×g
+V 22−V 1
2
2×g
Donde dp1 y dp2 es la caída de presión para la bomba 1 y 2 respectivamente. H1 y H2 son las cargas totales para la bomba 1 y 2 respectivamente.
21
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
H 1=(0.088−0 )m+ 26264.507N /m2
997.330Kgm3
×9.81ms2
+(3.58 m
s)2
−(3.58ms)2
2×9.81ms2
=2.774m
H 2=(0.088−0 )m+ 23464.737N /m2
997.330Kgm3 ×9.81
ms2
+(3.58 m
s)2
−(3.58ms)2
2×9.81ms2
=2.488m
Luego:
Cargatot al=H 1+H 2=2.774m+2.488m=5.262m
IV. CÁLCULO DE LA POTENCIA UTIL
De los datos obtenidos anteriormente se calcula la potencia útil mediante la siguiente formula:
P=Rho×g×Q v×H
P=997.330 Kgm3 ×9.81
ms2×0.00087
m3
s×5.262m
P=44.668W
V. CALCULO DE LA POTENCIA SUMINISTRADA
P=V ×I ×cosθ
De donde I=¿ Es el promedio de las Intensidad de corriente en la bomba 1 y de la bomba 2.
P=220V ×1.65 A×1=363.0W
VI. CALCULO DE LA EFICIENCIA DE LA BOMBA
n=PUTIL
PENTREGADA
22
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
n=44.668363.0
x 100%=12.3%
- Primera corrida para la bomba en paralelo a 60 RPM
Datos obtenidos en el laboratorio:
∆P orificio 14.4 cmHg 19198.4 N/m2
∆P bomba 1 28.2 cmHg 37596.9 N/m2
∆P bomba 2 25.8 cmHg 34397.2 N/m2
Con las mismas formulas usadas anteriormente para las bombas por separado:
I. CÁLCULO DEL CAUDAL
Qv=Cd×π×d
2×√2× Rho×d p04×Rho
Q=0.61 x π x (0.024m)2 x √2 x996.820 Kgm3 x19198.4 N
m2
4 x 996.820Kg
m3
Qv=0.0017m3
s
II. CÁLCULO DE LA VELOCIDAD EN LA TUBERÍA A LA ENTRADA Y SALIDA DE LA BOMBA
V=Qv
ADonde A es el área transversal de la bomba en la entrada y salida obtenido del manual de la bomba.
23
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
Reemplazando:
V entrada=0.0017
m3
s0.000285m2=6.01
ms
V salida=0.0017
m3
s0.000285m2=6.01
ms
III. CALCULO DE LA CARGA TOTAL
De la fórmula para la carga total:
H 1=(Z2−Z1 )+ dp1Rho× g
+V 22−V 1
2
2×g
H 2=(Z2−Z1 )+ dp2Rho×g
+V 22−V 1
2
2×g
Donde dp1 y dp2 es la caída de presión para la bomba 1 y 2 respectivamente. H1 y H2 son las cargas totales para la bomba 1 y 2 respectivamente.
H 1=(0.088−0 )m+ 37596.9/m 2
996.820Kgm3
×9.81ms2
+(6.01 m
s)2
−(6.01 ms)2
2×9.81ms2
=3.934m
H 2=(0.088−0 )m+ 34397.2N /m2
996.820Kgm3 ×9.81
ms2
+(6.01 m
s)2
−(6.01ms)2
2×9.81ms2
=3.607m
24
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
Luego:
Carg atotal=H 1+H 22
=3.934m+3.607m2
=3.770m
IV. CÁLCULO DE LA POTENCIA UTIL
De los datos obtenidos anteriormente se calcula la potencia útil mediante la siguiente formula:
P=Rho×g×Q v×H
P=996.820 Kgm3 ×9.81
ms2×0.0017
m3
s×3.770m
P=63.136W
V. CALCULO DE LA POTENCIA SUMINISTRADA
P=V ×I ×cosθ
De donde I=¿ Es la suma de la Intensidad de corriente en la bomba 1 y de la bomba 2.
P=220V ×3.20 A×1=704.0W
VI. CALCULO DE LA EFICIENCIA DE LA BOMBA
n=PUTIL
PENTREGADA
n=63.136704.0
x100%=9.0%
25
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
26
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
II. GRÁFICAS:
1. GRÁFICA N°1: Carga total vs. Caudal de la bomba 1 , bomba 2 en serie y paralelo a 60 RPM
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.0013 0.0015 0.00170.0002.0004.0006.0008.000
10.00012.00014.00016.000
GRAFICA N°1: CARGA TOTAL VS CAUDAL 60RPM
bomba 1 60RPM bomba 2 60RPMbombas paralelo60RPM bombas serie 60RPM
Caudal(m3/s)
Carg
a to
tal(m
)
2. GRÁFICA N°2: Carga total vs. Caudal de la bomba 1 , bomba 2 en serie y paralelo a 80 RPM
0 0.0005 0.001 0.0015 0.0024
6
8
10
12
14
16
GRAFICA N°2: CARGA TOTAL VS CAUDAL 80RPM
bomba 1 80RPM bomba2 80RPMbombas serie 80RPM bombas paralelo 80RPM
Caudal(m3/s)
Carg
a to
tal(m
)
27
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Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
3. GRÁFICA N°3: Carga total vs. Caudal de la bomba 1 a 60 Y 80 RPM
3.000E-04 5.000E-04 7.000E-04 9.000E-04 1.100E-03 1.300E-032.0003.0004.0005.0006.0007.0008.0009.000
10.000
GRAFICA N°3: CARGA TOTAL vs CAUDAL
bomba 1 60 RPM bomba 1 80RPM
Caudal(m3/s)
Carg
a to
tal(m
)
4. GRÁFICA N°4: Carga total vs. Caudal de la bomba 2 a 60 y 80 RPM
0.0003 0.0006 0.0009 0.00122.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
GRAFICA N°4: CARGA TOTAL VS CAUDAL
Bomba 2 a 60 RPM Bomba 2 a 80RPM
Caudal(m3/s)
Carg
a to
tal(m
)
28
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
5. GRÁFICA N°5: Carga total vs. Caudal de las bombas en serie a 60 y 80 RPM
0.0003 0.0006 0.0009 0.0012 0.00154.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
GRAFICA N°5: CARGA TOTAL VS CAUDAL
bombas serie 60RPM bombas serie 80RPM
Caudal(m3/s)
Carg
a to
tal(m
)
6. GRÁFICA N°6: Carga total vs. Caudal de las bombas en paralelo a 60 y 80 RPM
0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.00250.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
GRAFICA N°6: CARGA TOTAL VS CAUDAL
bombas paralelo 60RPM bombas paralelo 80RPM
Caudal(m3/s)
Carg
a to
tal(m
)
29
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
7. GRÁFICA N°7: Potencia Consumida vs Caudal de la bomba 1, bomba 2 en serie y paralelo a 60 RPM
3.000E-04 5.000E-04 7.000E-04 9.000E-04 1.100E-03 1.300E-03 1.500E-03 1.700E-03150.0
250.0
350.0
450.0
550.0
650.0
750.0
GRAFICA N°7: Potencia Consumida vs Caudal 60RPM
bomba 1 60 RPM bomba 2 60RPMbombas serie 60RPM bombas paralelo 60 RPM
Caudal(m3/s)
Pote
ncia
(W)
8. GRÁFICA N°8: Potencia Consumida vs Caudal de la bomba 1, bomba 2 en serie y paralelo a 80 RPM
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025200250300350400450500550600650
GRAFICA N°8: Potencia Consumida vs Caudal 80RPM
bomba 1 80RPM bomba 2 80RPMbombas serie 80RPM bombas paralelo 80 RPM
Caudal(m3/s)
Pote
ncia
(W)
30
Laboratorio de Ingeniería Química I
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Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
9. GRÁFICA N°9: Potencia Consumida vs. Caudal de la Bomba 1 a 60 RPM y 80 RPM
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.0013150.0
170.0
190.0
210.0
230.0
250.0
270.0
290.0
310.0
330.0
350.0
GRAFICA N°9: Potencia Consumida vs Caudal
Bomba 1 a 60 RPM Bomba 1 a 80 RPM
Caudal (m3/s)
Pote
ncia
(W)
10. GRÁFICA N°10: Potencia Consumida vs. Caudal de la Bomba 2 a 60 RPM y 80 RPM
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.0013250.0
270.0
290.0
310.0
330.0
350.0
370.0
390.0
410.0
430.0
GRAFICA N°10: Potencia Consumida vs Caudal
bomba 2 60RPM bomba 2 80RPMCaudal (m3/s)
Pote
ncia
(W)
31
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
11. GRÁFICA N°11: Potencia Consumida vs Caudal de las Bombas en serie a 60 RPM y 80 RPM
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.0013 0.0015230.0
250.0
270.0
290.0
310.0
330.0
350.0
370.0
GRAFICA N°11: Potencia Consumida vs Caudal
bombas serie 60RPM bombas serie 80RPM
Caudal(m3/s)
Pote
ncia
(W)
12. GRÁFICA N°12: Potencia Consumida vs Caudal de las Bomba en paralelo a 60 RPM y 80 RPM
0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025300.0
350.0
400.0
450.0
500.0
550.0
600.0
650.0
700.0
GRAFICA N°12: Potencia Consumida vs Caudal
bombas paralelo 60RPM bombas paralelo 80RPM
Caudal(m3/s)
Pote
ncia
(W)
32
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
13. GRÁFICA N°13: Eficiencia vs. Caudal de la Bomba 1, Bomba 2 en serie y paralelo a 60 RPM
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.0013 0.0015 0.00175.07.09.0
11.013.015.017.019.021.0
GRAFICA N°13: Eficiencia vs Caudal 60RPM
bomba 1 60 RPM bomba 2 60 RPMbombas serie 60RPM bombas paralelo 60RPM
caudal (m3/s)
Efici
enci
a (%
)
14. GRÁFICA N°14: Eficiencia vs. Caudal de la Bomba 1, Bomba 2 en serie y paralelo a80 RPM
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.00250
10
20
30
40
50
60
GRAFICA N°14: Eficiencia vs Caudal 80RPM
bomba 1 80RPM bomba 2 80RPMbombas serie 80RPM bombas paralelo 80RPM
caudal(m3/s)
Efici
enci
a (%
)
15. GRÁFICA N°15: Eficiencia vs. Caudal de la Bomba 1 a 60 y 80 RPM
33
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.00137.0
9.0
11.0
13.0
15.0
17.0
19.0
21.0
23.0
25.0
GRAFICA N°15: Eficiencia vs Caudal
Bomba 1 a 60 RPM Bomba 1 a 80 RPM
Caudal (m3/s)
Eficie
ncia
(%)
16. GRÁFICA N°16: Eficiencia vs. Caudal de la Bomba 2 a 60 y 80 RPM
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.00135.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
GRAFICA N°16: Eficiencia vs Caudal
Bomba 2 a 60 RPM Bomba 2 a 80 RPM
Caudal (m3/s)
Eficie
ncia
(%)
17. GRÁFICA N°17: Eficiencia vs. Caudal de las Bombas en serie a 60 y 80 RPM
34
Laboratorio de Ingeniería Química I
Bombas en Serie y Paralelo – Equipo Didáctico
Ing. Ricardo Lama Ramírez, PhD
0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 0.0011 0.0013 0.001510.0
20.0
30.0
40.0
50.0
GRAFICA N°17: Eficiencia vs Caudal
bombas serie 60RPM bombas serie 80RPM
Caudal(m3/s)
Efici
enci
a (%
)
18. GRÁFICA N°18: Eficiencia vs. Caudal de las Bombas en paralelo a 60 y 80 RPM
0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.00250.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
GRAFICA N°18: Eficiencia vs Caudal
bombas paralelo 60RPM bombas paralelo 80RPM
Caudal(m3/s)
Eficie
ncia
(%)
35