Este documento describe el funcionamiento de bombas en serie y en paralelo. Explica que las bombas en paralelo aumentan el caudal al sumar sus capacidades horizontalmente, mientras que las bombas en serie aumentan la altura al sumar sus cargas verticalmente. Luego presenta una parte experimental donde se grafican las curvas características de bombas individuales y del sistema, y se determina un punto de operación para bombas en serie.

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SISTEMA DE BOMBAS EN SERIE Y EN PARALELO
I. OBJETIVOS
 Entender el modo de operación en sistema de bombas ya sea en serie o en
paralelo.
II. FUNDAMENTO TEORICO
Se pueden arreglar dos o más bombas para la operación en paralelo o en serie para
lograr una amplia gama de requerimientos de la manera más económica. Si las bombas
están ampliamente separadas, como es el caso de dos o más bombas a intervalos
igualmente espaciados a lo largo de una tubería, se pueden generar serías condiciones
transitorias de presión por procedimientos inadecuados de arranque o de parada.
Operación Paralela
La operación en paralelo de dos o más bombas es un método común para llenar los
requisitos cuando varía la capacidad. Arrancando solo aquellas bombas que se
necesitan para cumplir la demanda, normalmente se pueden lograr la operación cerca
de la máxima eficiencia. Las características de carga-capacidad de las bombas no
necesitan ser idénticas, pero las características inestables pueden dar problema, a
menos que se pueda asegurar la operación sólo en la parte estable de la curva
característica. Las bombas múltiples en una estación sirven de repuesto para casos de
emergencia y para el tiempo de inactividad durante el mantenimiento y reparación.
La posibilidad de mover dos bombas con un solo motor siempre debe considerarse, ya
que normalmente es posible mover las bombas pequeñas a velocidades alrededor del
40% mayores que una sola bomba del doble de tal capacidad. El ahorro en costo de
motor de mayor velocidad puede desplazar fácilmente el incremento en costo de dos
bombas y dar flexibilidad adicional de operación.
La carga del sistema consiste de la carga estática Hs y la suma Ht de la carga por
fricción en la tubería y la perdida de carga en las válvulas y conexiones. Las curvas
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carga-capacidad de las diversas bombas se trazan en el mismo diagrama y sus
intersecciones con la curva de carga del sistema muestran posibles puntos de
operación. Añadiendo las capacidades de las diversas combinaciones de bombas para
tantos valores de la carga como sean necesarios, se trazan las curvas combinadas
carga-capacidad. La intersección de cualquier curva H-Q combinada con la curva de
carga del sistema, es un punto de operación. La figura muestra dos curvas de carga-capacidad
y la curva combinada. Los puntos 1, 2 y 3 son posibles condiciones de
operación.
La eficiencia total η de las bombas en paralelo esta dada por:
 
S H

   
 Q P
3960
Donde:
S = densidad relativa del fluido.
H = carga en pies.
ΣQ = suma de las capacidades de las bombas en gpm.
ΣP = potencia total suministrada a las bombas en HP.
Hr Hr
Qr Q Q

 
B B
1 2
B B
1 2
- Las bombas en paralelo aumentarán el Q
Las bombas en paralelo aumentarán el Q. Suma horizontal.
Para dos bombas idénticas, el Q máximo se duplicará. La H máxima será la misma.
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Ilustración
PU1: Bomba1
PU2: Bomba2
1+2: Bomba1 + Bomba2 en paralelo
Operación en Serie
Frecuentemente las bombas se operan en serie para proporcionar cargas mayores que
las de las bombas individuales. El procedimiento de planeación es similar al caso de las
bombas en paralelo. Las cargas de las bombas se suman, como se muestra, para
obtener la curva combinada carga-capacidad.
Hay dos puntos posibles de operación 1 y 2 como se muestra por las intersecciones
apropiadas con la curva carga-sistemas.
La eficiencia total de las bombas en serie esta dada por:
 
S H

   
 Q P
3960
Donde:
S = densidad relativa del fluido.
H = carga en pies.
ΣQ = suma de las capacidades de las bombas en gpm.
ΣP = potencia total suministrada a las bombas en HP.
Es importante notar que la presión de la caja del estopeño de la segunda bomba se
incrementa por la presión de descarga de la primera bomba. Esto puede requerir una
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caja especial de empaque para la segunda bomba con escape a la succión de la
primera bomba. La presión de succión mayor puede incrementar tanto el costo inicial
como los costos de mantenimiento de la segunda bomba.
Q Q
Hr Hr Hr

 
B B
1 2
T B B
1 2
Las bombas en serie aumentarán la altura
Las bombas en serie aumentarán la altura (H). Suma vertical.
Para dos bombas idénticas, la H máxima se duplicará. La Q máxima seguirá siendo la
máxima.
Ilustración
1: Bomba1
2: Bomba2
1+2: Bomba1 + Bomba2 en serie
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III. PARTE EXPERIEMENTAL
 MATERIALES Y EQUIPOS:
- Cronómetro
- Centímetro
- Probeta
- Banco de bombas
 PROCEDIMIENTO Y CALCULOS:
 Ecuación de balance:
퐻푚 =
푃2−푃1
훾
+
푉2
2 − 푉1
2
2푔
+ 푍2 − 푍1
→ 퐻푚 =
푃2−푃1
훾
 Hallando el 퐶퐷 = 푄푟
푄푡
= 8.1967×10−4
8.4033×10 −4 = 0.9754
1) Curva característica de las bombas:
Bomba 1 = Bomba 2
Q (m3/s) P1 (KPa) P2 (KPa) Hb(m)
0 6 199.955 21.0372
6.7736*10-4 12 124.11 13.9029
7.3893*10-4 12 117.215 13.1986
8.1966*10-4 16 110.32 12.9029
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Graficando la curva característica de la bomba:
Hm (m)
CURVA CARACTERISTICA H-Q
2) Sistema de bombas en serie:
Q (m3/s)
Q (m3/s) HmB1 (m) HmB2 (m) Hm=2 HmB1 (m)
0 21.0372 21.0372 42.0744
0.0003 17.5 17.5 35
0.0005 15.59 15.59 31.18
0.0007 13.6 13.6 27.2
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Hm (m)
3) Curva de operación:
CURVA CARACTERISTICA H-Q
Q (m3/s)
Luego los accesorios que consideraremos en el sistema son:
푍2 − 푍1 = 0.1푚
휈 = 1.02 × 10−6푚2 /푠
Entonces hacemos un balance al sistema para hallar nuestra curva de operación:
퐻푚 = 푍2 − 푍1 + 퐻푟푝 + 퐻푟푠
Despreciando las perdidas primarias debido a que las longitudes de las tuberías son
muy pequeñas y se consideran despreciables.
퐻푚 = 푍2 − 푍1 + 푘
푣 2
2푔
퐻푚 = 푍2 − 푍1 +
8푄2
휋 2푔
Σ 푘1
퐷1
(
4 +
Σ 푘2
퐷2
4 +
Σ 푘3
퐷3
4 )
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Luego los accesorios que consideraremos en el sistema son:
Diámetro Accesorio K
3/2 pulg Válvula de pie con alcachofa 15
0.0381m 2 Codo corto 90º 2x0.75
Unión universal 0.04
3 Tes. 3*1.8
Válvula de compuerta 0.17
Reductor 3/2 - 1/2 0.075
K  22.19
1/2 pulg Unión simple 0.04
0.0127m 2Válvula check 2x2.5
Expansor 1/2 - 3/2 0.12
Expansor 1/2 - 3/4 0.06
Unión universal 0.04
K  5.26
3/4 pulg Válvula de pie con alcachofa 15
0.01905m 2 Codo corto 90º 2x0.75
Unión universal 0.04
3 Tes. 3x1.8
Válvula de compuerta 0.17
Reductor 3/4 - 1/2 0.06
K  22.17
Calculando la Curva de Operación:
Q (m3/s) Hm (m)
0 0.1
0.0001 0.4148
0.0002 1.3594
0.0004 5.1377
0.0006 11.4350
0.0008 20.2511
0.0010 31.5862
0.0012 45.4401
0.0014 61.8130
0.0016 80.7047
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Hm (m)
De la gráfica:
Q = 0.00088 L/s
Hm = 25m
IV. CONCLUSIONES
 La curva de operación y las curvas características nos permiten predecir un
mejor funcionamiento del sistema a diseñar.
 Las bombas que se conectan en serie se necesita una carga mayor pero
esto no ocurrió debido a que hubo algún error de medición o yo estoy mal.
 Las bombas que se conectan en paralelo se necesita un caudal mayor.
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 Es mejor la eficiencia si se conectan dos bombas semejantes a si se tratara
de bombas diferentes.
V. RECOMENDACIONES
- En la tubería de aspiración es importante el uso de la válvula de pie con
alcachofa.
- En la tubería de impulsión el elemento más importante es la válvula de check.
VI. BIBLIOGRAFIA
- MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO Díaz Córdoba Zoila
- MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO, Perry Mc Graw Hill, sexta edición.
- INTRODUCCION A LA MECANICA DE FLUIDOS. Fernández Larrañaga Bonifacio.
2da. Edición. Alfa omega Grupo Editorial. México 1999.
- MECANICA DE FLUIDOS, Irving H. Shames, 3ra Edición, McGraw-Hill, Colombia
1995
- http://www.Wikipedia.com
- http://www.monografias.com
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