Manual de equipo bombas serie paralelo

IES A SARDIÑEIRA Departamento de Química

Manual de equipo: Banco hidráulico y bomba serie-paralelo 1.

Identificación do equipo Ficha técnica EQUIPO (Marca, modelo)

Especificacións técnicas ( I, P...)

Referencia comercial

Ubicación (laboratorio)

BANCO HIDRÁULICO F1-10

10 A, 230 V, 50 Hz

Armfield http://www.discoverarmfield.c o.uk/data/esp/f1/?js=enabled

Química industrial

BOMBA SERIE PARALEO F1-26

5 A, 230 V, 50 Hz

http://fichas.prodel.es/mecani ca%20de%20fluidos%20hidr aulica/f1.pdf

Química industrial

Imaxe do equipo

Profesorado responsable Alba Souto Rodríguez Jesús Serna Arnáiz

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Índice Rexenerar co cursor no índice e premendo F9 (actualizar campos)

1.

Identificación do equipo ...................................................................................................................... 1 Ficha técnica ........................................................................................................................................................................ 1 Imaxe do equipo................................................................................................................................................................... 1 Profesorado responsable .................................................................................................................................................... 1

2.

Obxectivo do equipo ............................................................................................................................ 3

3.

Partes compoñentes do equipo .......................................................................................................... 3

4.

Funcionamento..................................................................................................................................... 4

4.1 4.2

Calibración e posta a punto .............................................................................................. 4 Posta en funcionamento ................................................................................................... 5

5.

Operacións básicas de mantemento .................................................................................................. 5

6.

Cadro de avarías .................................................................................................................................. 5

7.

Servizos requiridos .............................................................................................................................. 6

8.

Exemplificación do funcionamento .................................................................................................... 6

9.

Anexo .................................................................................................................................................... 9

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2.

Obxectivo do equipo Demostración de la curva característica (altura manométrica-caudal) de una bomba centrífuga en solitario o, cuando se utiliza en combinación con la bomba del banco hidráulico, de las curvas características de dos bombas del mismo tipo conectadas en serie o en paralelo.

3.

Partes compoñentes do equipo 1.

BANCO HIDRÁULICO F1-10 DATOS TÉCNICOS valor

item Bomba:

tipo centrífugo carga hidrostática máx 21m H2O flujo máx. 1.35 litros/s

Potencia del motor:

0.37kW

Capacidad del sumidero:

250 litros

Depósito volumétrico de gran flujo: 40 litros

2.

Depósito volumétrico de bajo flujo:

6 litros

Altura de la superficie de trabajo:

1 metro sobre el nivel del suelo

BOMBA CENTRÍFUGA F1-26: SERIE/ PARALELO

PARTES QUE COMPONEN LOS EQUIPOS F1-10 Y F1-26

BANCO HIDRÁULICO F1-10 BOMBA F1-26

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4.

Funcionamento

4.1

Calibración e posta a punto PUESTA A PUNTO: El correcto funcionamiento del equipo se verifica conectando la bomba para que trabaje en solitario.

El equipo está preparado para su utilización y sólo es necesario realizar las conexiones entre la bomba, el colector y el banco hidráulico según la configuración seleccionada y conectar ambos equipos al suministro eléctrico.

Banco hidráulico: Antes de empezar a utilizar este equipo, es importante comprobar el funcionamiento del diferencial: 1- Conecte el equipo al suminstro eléctrico.

2- Arme el diferencial y pulse el botón TEST para comprobar que funciona correctamente, en cuyo caso el diferencial saltará.

Bomba F1-26: Antes de empezar a utilizar este equipo, es importante comprobar el funcionamiento del diferencial: 1- Coloque el interruptor en la posición ON. 2- Pulse el botón TEST. En este instante el diferencial deberá saltar. Si el diferencial no salta es señal de que el usuario no está protegido y el equipo se debe inspeccionar y reparar por un electricista.

CALIBRACIÓN DEL BANCO HIDRÁULICO: La calibración del banco hidráulico consiste en ajustar la escala de medida de volúmenes con el volumen contenido en el depósito. Esta calibración se realiza durante el montaje inicial del equipo de la siguiente manera: 1- Encienda el banco hidráulico F1-10.

2- Abra poco a poco la válvula de regulación de caudal y compruebe que el agua circula hasta el depósito volumétrico a través de la tubería flexible de alimentación.

3- Cuando la tubería esté cebada y el flujo de agua hasta el depósito volumétrico se haya estabilizado, suelte el mando de la válvula de desagüe para cerrar el orificio del fondo del depósito.

4- Deje que el depósito volumétrico se llene hasta que el agua retorne al tanque vertedero por el rebosadero.

5- Compruebe que el tubo del sensor de nivel está cebado sin burbujas de aire. (Repetir este paso hasta que no queden burbujas en el tubo).

6- Ajuste el nivel del agua en el depósito volumétrico hasta que la superficie quede enrasada con el peldaño en el interior del depósito. Si se extienden unas pocas gotas de agente humectante sobre el peldaño se obtendrá un nivel preciso.

7- Si es necesario, afloje los tornillos de fijación de los extremos de la escala del sensor de nivel y posicione la escala de modo que el menisco en el tubo quede a la misma altura que la línea negra de referencia marcada entre las escalas inferior y superior. De este modo se asegura que la escala está colocada correctamente para las medidas de volumen en cualquiera de los rangos.

Escala para grandes

Válvula de desagüe (bola sellante con peso)

caudales

Línea de referencia entre escalas Válvula de control

Pantalla amortiguadora Rebosadero

Escala para pequeños

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caudales

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4.2

Posta en funcionamento MEDIDA DEL CAUDAL VOLUMÉTRICO: El banco hidráulico incorpora un depósito para llevar a cabo medidas volumétricas que está escalonado para poder trabajar con caudales grandes o pequeños.

Un sensor de nivel, que consiste en un tubo manométrico con escala conectado a una toma en la base del depósito, proporciona una indicación instantánea del nivel de agua contenida en el depósito. La escala está dividida en dos partes correspondientes a los volúmenes por encima y por debajo del escalón en el depósito.

El depósito volumétrico se vacía levantando la válvula de desagüe, que permite que el agua vuelva al tanque vertedero.

Para llevar a cabo la medida de caudales volumétricos: 123-

Encienda el interruptor marcha- parada (ON-OFF) para que la bomba se ponga en funcionamiento.

Abra lentamente la válvula de control con el desagüe abierto y espere a que la bomba y las tuberías se ceben.

Cuando el flujo de agua a través del accesorio de pruebas sea estable, baje la válvula de desagüe para retener el agua en el depósito y cronometre el tiempo que tarda en llenarse de agua el depósito (para que las medidas sean más sencillas se puede medir el tiempo que tarda en llenar un volumen determinado, p.ej.: 20 L). El caudal será Q=V/t.

Los caudales pequeños se leen en la parte inferior de la escala, correspondiente al pequeño volumen existente debajo del escalón (6 L).

Los caudales mayores se leen en la parte superior de la escala correspondiente al depósito principal (40 L).

Para medir caudales muy pequeños se debe utilizar la probeta graduada en lugar del depósito, para mayor precisión.

Todas las medidas de volumen deben realizarse con la pantalla amortiguadora colocada.

NOTA: Para comprobar que el volumen que indica la escala es correcto se pueden llevar a cabo medidas paralelas de caudal con un recipiente de volumen conocido.

1- Determine el caudal para una apertura determinada de la válvula de control según lo descrito en el apartado Medida del caudal volumétrico.

2- Determine el caudal con la misma apertura de la válvula de control empleando un recipiente de volumen conocido (p. Ej.: 10 L) midiendo el tiempo que tarda en llenarse dicho volumen.

3- Compare los valores de caudal determinados por ambos métodos.

4- En el caso de que difieran ambos valores, determine el coeficiente de corrección para poder corregir las medidas realizadas con la escala del banco hidráulico.

5.

Operacións básicas de mantemento BANCO HIDRÁULICO F1-10: 1. Debe desconectarse el banco hidráulico de la corriente eléctrica cuando no se esté utilizando, así como durante las operaciones de mantenimiento.

2. Se debe limpiar con frecuencia todas las superficies del banco con un detergente suave o un producto de limpieza compatible con plásticos.

3. El agua del tanque se debe renovar con regularidad.

4. Después de su uso hay que retirar todos los accesorios del banco, limpiarlos y vaciar el agua almacenada.

5. Si no se va a utilizar el banco hidráulico durante un largo periodo de tiempo, se debe vaciar completamente el tanque por la llave de drenaje situada en la pared frontal Se puede utilizar una esponja para eliminar el resto de agua del canal de flujo y del depósito volumétrico.

BOMBA CENTRÍFUGA F1-26: 1. Este equipo no requiere de mantenimiento salvo asegurarse de drenar todo el agua de la bomba centrífuga y de las tuberías limítrofes en lo periodos de tiempo en los que no se esté usando.

2. Debe desconectarse de la corriente eléctrica cuando no se esté utilizando.

6.

Cadro de avarías No procede.

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7.

Servizos requiridos BANCO HIDRÁULICO F1-10: Suministro eléctrico: C220/240V, monofásico, 50Hz Suministro de agua: Es necesario un suministro de agua intermitente de agua para llenar el tanque (250 l de capacidad). No es necesaria la conexión al suministro de agua mientras se está utilizando el banco.

Drenaje: Se necesita una conexión temporal a un desagüe para vaciar el tanque después de usar el banco hidráulico.

BOMBA CENTRÍFUGA F1-26: Suministro eléctrico: 220/230 V, monofásico, 50Hz Suministro de agua: las tuberías de entrada y salida se conectan directamente al banco hidráulico F1-10. NO hay que hacer conexiones externas a suministros de agua ni a desagües.

8.

Exemplificación do funcionamento Se dispone de tres configuraciones de funcionamiento: bomba en solitario, dos bombas en serie y dos bombas en paralelo.

Para poder poner en marcha cada una de estas configuraciones hay que modificar la disposición de los tubos flexibles según se describe a continuación.

EXPERIMENTO 1: CONFIGURACIÓN DE BOMBA EN SOLITARIO: Montaje: 1.

2.

Conecte mediante un tubo flexible la entrada de la bomba F1-26 (conexión lateral) con la llave de drenaje del banco hidráulico, que debe permanecer completamente abierta durante todo el experimento.

Conecte la salida de la bomba (conexión superior) con el colector de descarga del banco hidráulico.

Válvula de control de caudal

Manómetro de salida, ho Manómetro de entrada, hi

Llave de drenaje

Procedimiento experimental: 1.

2.

3.

4.

5.

Abra la llave de drenaje del banco hidráulico Cierre la válvula de control de caudal en el colector de descarga.

Encienda la bomba F1-26.

Abra poco a poco la válvula de control de descarga hasta que esté abierta del todo y deje que el sistema se cebe completamente.

Obtenga un conjunto de lecturas para un rango de valores de la altura. Para medir las alturas manométricas de entrada y salida se emplean los manómetros de entrada hi y de salida ho de la bomba F1-26.

6. Varíe la altura mediante la válvula de control de descarga e incluya los datos para caudal nulo con la válvula completamente cerrada.

7. Para cada valor de altura realice medidas de volumen cronometradas para obtener el caudal (Q=V/t) según el procedimiento descrito en el apartado 4.2.

DETERMINACIÓN DE PÉRDIDAS DE SUCCIÓN EN EL RENDIMIENTO DE LA BOMBA: 8. Repita el procedimiento anterior con la válvula de descarga completamente abierta, pero tomando lecturas con distintas posiciones de la llave de drenaje desde completamente abierta a completamente cerrada.

Cálculo de la altura manométrica total (bomba en solitario): H = Hd + (ho –hi) (m.c.a) Donde Hd es la corrección de altura de referencia (distancia vertical entre manómetros calculada a partir de los factores de corrección de altura manométrica, hd, de los manómetros usados. Ver valores en Anexo A1): Hd = hd (salida) - hd (entrada) (m)

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EXPERIMENTO 2: CONFIGURACIÓN DE BOMBAS EN SERIE: Montaje: 1.

2.

Conecte la entrada de la bomba F1-26 (conexión lateral) con el conector de salida del banco hidráulico empleando el adaptador roscado.

Conecte la salida de la bomba (conexión superior) con el colector de descarga del banco hidráulico.

Colector de descarga del banco hidráulico

Válvula de control de caudal Conector de salida del banco hidráulico Manómetro de salida, ho Válvula de control del banco hidráulico

Interruptor de la bomba del banco hidráulico Llave de drenaje

Procedimiento experimental: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Cierre la llave de drenaje del banco hidráulico Cierre la válvula de control de caudal en el colector de descarga.

Encienda la bomba del banco hidráulico.

Abra completamente la válvula de control del banco hidráulico.

Encienda la bomba F1-26.

Abra completamente la válvula de control de descarga y espere a que el sistema se cebe completamente.

Obtenga un conjunto de lecturas para un rango de valores de la altura. Para medir la altura manométrica de salida se utiliza el manómetro de salida ho de la bomba F1-26. La entrada de la bomba del banco hidráulico se supone que está a presión atmosférica, modificada por el factor de corrección de altura manométrica para tener en cuenta la diferencia de alturas entre el nivel del tanque y la entrada de la bomba del banco hidráulico (ver ANEXO:Datos técnicos).

Anote las alturas de entrada y salida.

Varíe la altura mediante la válvula de control de descarga e incluya los datos para caudal nulo con la válvula completamente cerrada.

Para cada valor de altura realice medidas de volumen cronometradas para obtener el caudal (Q=V/t) según el procedimiento descrito en el apartado 4.2.

Cálculo de la altura manométrica total (bombas en serie): H = Hd + ho

(m.c.a)

Donde Hd es la corrección de altura de referencia (distancia vertical entre manómetros calculada a partir de los factores de corrección de altura manométrica, hd, de los manómetros usados. Ver valores en Anexo A1): Hd = hd (salida) - hd (entrada)

(m)

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EXPERIMENTO 3: CONFIGURACIÓN DE BOMBAS EN PARALELO: Montaje: 1.

2.

3.

4.

Conecte la entrada de la bomba F1-26 (conexión lateral) con la llave de drenaje del banco hidráulico, que debe permanecer completamente abierta durante todo el experimento.

Conecte la salida de la bomba (conexión superior) con el acoplamiento en T. Conecte la salida de la bomba del banco hidráulico con el acoplamiento en T empleando el adaptador roscado.

Conecte la salida libre del acoplamiento en T con el colector de descarga.

Colector de descarga del banco hidráulico

Manómetro de salida, hm

Válvula de control de caudal

Interruptor de la bomba del banco hidráulico

Conector de salida del banco hidráulico

Válvula de control del banco hidráulico Manómetro de entrada, hi

Llave de drenaje

Procedimiento experimental: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Abra la llave de drenaje del banco hidráulico.

Cierre la válvula de control del banco hidráulico.

Cierre la válvula de control de caudal del colector de descarga.

Encienda la bomba del banco hidráulico.

Abra completamente la válvula de control del banco hidráulico.

Encienda la bomba F1-26.

Abra completamente la válvula de control de descarga y deje que el sistema se cebe completamente.

Obtenga un conjunto de lecturas para un rango de valores de la altura. Para medir las alturas manométricas de entrada y salida se emplea el manómetro de entrada hi de la bomba F1-26 y el manómetro del colector de descarga hm.

Varíe la altura mediante la válvula de control de descarga e incluya los datos para caudal nulo con la válvula completamente cerrada.

Anote los valores de altura de entrada y salida para cada posición de la válvula. Se supone que las alturas de entrada son similares en ambas bombas, por lo que se miden en el manómetro de entrada de la bomba F1-26. La altura de salida se mide en el manómetro del colector de descarga.

Los caudales pequeños (por debajo de 1,4 L/s), se deben calcular por medida cronometrada de volúmenes en el depósito volumétrico.

Para caudales mayores (a partir de 1,4 L/s), será necesario utilizar la placa de orificio. En este caso: - Quite la bola de cierre y el peso del depósito.

- Coloque la placa en el orificio de desagüe.

- Espere a que se estabilice el nivel del agua en el depósito para cada posición de la válvula de control (puede tardar varios minutos).

- Lea el valor en el sensor de nivel del banco en la escala superior. Este valor en litros se utiliza para obtener el caudal real en la siguiente tabla:

Tabla de referencia de caudales: Lectura escala (litros)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Caudal (l/s)

1,41

1,44

1,48

1,51

1,54

1,57

1,60

1,63

1,66

1,69

1,72

1,75

1,78

1,81

1,84

1,86

1,89

1,92

1,94

1,97

2,00

Lectura escala (litros)

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

Caudal (l/s)

2,02

2,05

2,07

2,09

2,12

2,14

2,16

2,19

2,21

2,23

2,25

2,27

2,29

2,31

2,33

2,35

2,37

2,39

2,40

2,42

Cálculo de la altura manométrica total (bombas en paralelo): H = Hd + (hm –hi) (m.c.a) Donde Hd es la corrección de altura de referencia (distancia vertical entre manómetros calculada a partir de los factores de corrección de altura manométrica, hd, de los manómetros usados. Ver valores en Anexo A1): Hd = hd (salida) - hd (entrada) (m)

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9.

Anexo A1. DATOS TÉCNICOS: FACTORES DE CORRECCIÓN DE ALTURA MANOMÉTRICA: - Manómetro del colector: hd= 0,960 m - Manómetro de entrada de la bomba F1-26: hd= 0,020 m - Manómetro de salida de la bomba F1-26: hd= 0,170 m - Entrada de la bomba del banco: hd= 0,240 m

A2. MODELO DE TABLA DE RECOGIDA DE DATOS: Volumen H2O V (m3)

Tiempo de recogida t (s)

Altura de entrada 0 ó hi (m.c.a)

Corrección de altura de entrada hd (m)

Altura de salida ho ó hm (m.c.a)

Corrección de altura de salida hd (m)

Corrección de altura de referencia Hd (m)

Potencia de entrada de la bomba Wi (W)

CAUDAL Q (m3/s)

ALTURA MANOMÉTRICA H (m.c.a.)

A3. EJEMPLOS DE CURVAS CARACTERÍSTICAS ALTURA / CAUDAL: A)

BOMBA EN SOLITARIO

Curva típica de una bomba en soliltario.

B)

BOMBAS EN SERIE

En los casos en que la altura de una sola bomba no sea suficiente para una instalación se pueden combinar bombas en serie para obtener un incremento en la altura manométrica con el mismo caudal de una bomba en solitario.

C)

BOMBAS EN PARALELO

En los casos en los que una sola bomba no sea suficiente para una instalación se pueden combinar bombas en paralelo para obtener un incremento en el caudal con la misma altura de una bomba en solitario.

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A4. CURVA CARACTERÍSTICA DE LA BOMBA CENTRÍFUGA CP130:

A5. SUGERENCIA DE CUESTIONES PARA EL ALUMNO: 1.

2.

3.

Comente las gráficas obtenidas. ¿Se obtiene el doble de altura manométrica para dos bombas en serie? ¿Obtenemso el doble de caudal para dos bombas en paralelo? Explique las causas de las diferencias observadas entre la altura manométrica teórica y experimental. ¿Cuál es el efecto de la altura manométrica de entrada (succión) en el rendimiento de la bomba? ¿Cuál es el efecto del cambio de la energía cinética del fluido so los diámetros de las tuberías de entrada y salida cambian de 25 mm a 32 mm?

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