Para alimentar agua a un proceso industrial, se utiliza un sistema de suministro hidroneumático. El sistema de

bombeo toma el líquido desde un depósito abierto a la atmosfera y lo suministra a un tanque cilíndrico de 6 m

de diámetro de sección transversal que se va llenando y presurizando, como se muestra en la figura 1. Se

programa un presostato para que active el sistema de bombeo y cierre la válvula de salida del tanque cuando la

presión manométrica del aire en el interior del tanque este en 2 bar (pmin). A esta presión el aire en el tanque

ocupa 2 m de altura. A medida que sube el nivel del agua en el tanque el aire se comprime de forma isoterma.

Cuando se alcanzan 4 bar de presión manométrica en el aire del tanque (pmax), el presostato apaga el sistema de

bombeo y abre la válvula de salida, para un suministro regulado hacia el proceso de 10 L/s. El sistema de

bombeo está conformado por bombas con rodetes de 137 mm. La figura 2 muestra la curva de las bombas. Si la

duración del ciclo (tiempo entre arranques del sistema de bombeo) se especifica en 1 hora aprox.

1. Determine el número de bombas requerido y su configuración. (valores promedio de HwB y QB)

2. Caudal mínimo y máximo desarrollado por el sistema de bombeo. (Epanet)

3. Potencia mínima y máxima consumida por el sistema de bombeo. (Epanet)

4. Si se reemplaza el sistema de bombeo del numeral 1, por dos bombas en paralelo, semejantes a la

unidad del catalogo, Determine el diámetro exterior de su rodete, y las rpm a las que han de girar

estas bombas. (valores promedio de HwB y QB)

5. Si se reemplaza el sistema de bombeo del numeral 1, por dos bombas en serie, semejantes a la

unidad del catalogo, Determine el diámetro exterior de su rodete, y las rpm a las que han de girar

estas bombas. (valores promedio de HwB y QB)

Tubería en acero comercial cedula 40.

Tramo de Tubería Longitud total [m]* Diámetro Nominal (in)

1-2 15 4

3-4 30 3½

*Ya contabiliza accesorios

patm = 1 bar.

Figura 1

Figura 2

2

Z4 min =15 m

Z = 0 m

Z1 = 5 m

3

Tablero

Eléctrico

1

Sistema de

Bombeo

4

2 m

Agua

20 °C

Al proceso

presostato

Equivalencia entre el tanque presurizado (real) y el tanque de simulación (abierto)

Control basado en reglas para tres líneas en paralelo con dos bombas en serie en cada línea

RULE 1

IF TANK 4 LEVEL BELOW 1

THEN PUMP B11 STATUS IS OPEN

AND PUMP B12 STATUS IS OPEN

AND PUMP B21 STATUS IS OPEN

AND PUMP B22 STATUS IS OPEN

AND PUMP B31 STATUS IS OPEN

AND PUMP B32 STATUS IS OPEN

RULE 2

IF TANK 4 LEVEL ABOVE 22.62

THEN PUMP B11 STATUS IS CLOSED

AND PUMP B12 STATUS IS CLOSED

AND PUMP B21 STATUS IS CLOSED

AND PUMP B22 STATUS IS CLOSED

AND PUMP B31 STATUS IS CLOSED

AND PUMP B32 STATUS IS CLOSED

Z = 0

Z4min Z4max

p4min

p4max

ΔVolllen

H4min H4max

ΔVolllen

Tanque presurizado

Tanque simulación

RULE 3

IF PUMP B11 STATUS IS OPEN

THEN VALVE 5 SETTING IS 0

RULE 4

IF PUMP B11 STATUS IS CLOSED

THEN VALVE 5 SETTING IS 10