Acoplamiento de bombas en serie y paralelo
- 2. BOMBAS EN PARALELO En instalaciones importantes en las que se prevé una significativa fluctuación de caudal, por ejemplo una comunidad de regantes o una ciudad, resulta interesante repartir la demanda máxima de caudal entre varias bombas iguales acopladas en paralelo, descargando a la vez en un colector común conectado a la tubería de impulsión. Figura 7.20. Conexión de tres bombas en paralelo A medida que aumenta la demanda de caudal en la red, irían entrando una a una en funcionamiento. Lo normal es que la puesta en marcha y la parada de las sucesivas bombas se haya automáticamente.
- 3. BOMBAS IGUALES: La curva característica H-Q de n bombas iguales acopladas en paralelo se multiplica por n el caudal correspondiente a una de ellas: Si la curva característica de cada bomba es: H = a + c · Q2 Al acoplar las bombas en paralelo, el caudal total Q demandado se reparte por igual entre ellas. La expresión matemática de las curvas resultantes serían: H = a + c · · Supongamos 2 bombas iguales en paralelo, la curva I es la característica común a cada una de las bombas, figura7.21. La característica del conjunto, curva II, se obtiene multiplicando por dos para cada altura manométrica, las abcisas correspondientes a la primera curva.
- 4. La curva C es la característica de la tubería, en la que se ha tenido en cuenta la altura geométrica a la que se encuentra el depósito, y cuya intersección con la curva característica conjunta II, da el punto de funcionamiento B del conjunto bombas-tubería de impulsión. Cada bomba funcionará con un caudal Qb/2 y una misma altura manométrica HmB En el caso de una sola bomba, el punto de funcionamiento estaría en A, y el caudal bombeado sería, Qa>Qb/2 y por tanto HmB>HmA Para n bombas iguales acopladas en paralelo la construcción sería idéntica. Figura 7.21. Acoplamiento de bombas idénticas en paralelo En resumen: Q = Q1 + Q2 H = H1 = H2
- 5. BOMBAS DIFERENTES Lo más frecuente y deseable es que las bombas a acoplar sean iguales, aunque es frecuente instalar bombas auxiliares más pequeñas para mantener en carga la red cuando no hay demanda y para cubrir pequeños caudales. Cuando trabajan a la vez: Q = Q1 + Q2 Despejando Q de la ecuación característica H = H (Q) arriba indicados, se obtiene para cada bomba: Q1 = Q1 (H) Q2 = Q2 (H) Con lo que la curva característica conjunta será: Q1 (H) + Q2 (H) = Q En la figura 7.22 se muestra las curves de 2 bombas diferentes, A y B y de la combinación de las bombas en paralelo, C. Figura 7.22. Acoplamiento de dos bombas diferentes en paralelo
- 6. BOMBAS EN SERIE Cuando 2 ó más bombas se acoplan en serie, figura 7.23, el caudal va sufriendo sucesivamente una relevación, de altura cuando están distantes y de presión cuando está una inmediatamente después de la otra. Es poco frecuente encontrar instalaciones con bombas diferentes acopladas en serie. El acoplamiento en serie resulta de interés cuando hay que suministrar alturas elevadas y existe limitación de diámetros (por ejemplo, bombas en pozo profundo); son las bombas multicelulares, figura 7.24. Figura 7.24. Bomba multicelular constituida por 4 rodetes iguales (impulsores) acoplados en serie
- 7. Si las curvas características de una bomba son: H = a + c · Q2 Las curvas características resultantes de n bombas iguales montadas en serie serían: H = n · (a + c · Q2 ) Dos o más bombas están acopladas en serie, cuando el tubo de impulsión de una de ellas, está unido al de aspiración de la siguiente, y así sucesivamente. Las diferentes bombas tendrán el mismo caudal, mientras que la altura manométrica resultante será la suma de las alturas manométricas correspondientes a cada bomba, es decir: H = HA + HB Q = QA = QB Para determinar el punto de funcionamiento conjunto, hay que determinar la curva característica conjunta de las bombas en serie, y hallar su intersección con la curva característica de la conducción.
- 8. Para ello se dibujan sobre un mismo gráfico, figura 7.25, las curvas características de las bombas individuales; a continuación se traza, para un caudal cualquiera QA, la vertical correspondiente, y sobre ella se llevan las alturas manométricas correspondientes a cada bomba, que se sumarán, obteniéndose así la altura manométrica total del conjunto para dicho caudal QA y así sucesivamente para los demás caudales, dando esto lugar a la curva característica conjunta. Para conseguir el punto de funcionamiento, hay que actuar siempre dentro de la zona de rendimientos óptimos, y procurar que en dicha zona se produzca la intersección de las curvas características de la tubería y del conjunto de las bombas.
- 9. NOTA : Si se pretende obtener un aumento de la altura manométrica, manteniendo sensiblemente el caudal constante, el acoplamiento en serie permite obtener, con un rendimiento del orden del de una sola bomba, que la característica de la tubería de impulsión vuelva a cortar a la característica conjunta de las bombas en serie, no lejos de la vertical que pasa por el caudal bombeado por una sola bomba qA. Hay que tener presente también que, así como en el acoplamiento en paralelo no se presentan dificultades, en el acoplamiento en serie es preciso tener en cuenta que la presión de aspiración de una bomba cualquiera, se corresponde con la presión de impulsión de la bomba precedente.