Curva Característica de Bomba Centrífuga

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Departamento de Engenharia Química Data: out/21 
TQ 083 – Fenômenos de Transporte Experimental I 
Experimento: CURVA CARACTERÍSTICA DE BOMBA CENTRÍFUGA 
 
Aluna: Rafaela Kamogawa GRR20186383 
 
 Ao realizar o experimento da curva característica de bomba centrífuga, realizou-
se as medidas de ℎ0, ℎ1e ℎ2, como esquematizado na FIGURA 1. As medidas encontradas e 
dados necessários para o experimento estão expressados na TABELA 1. 
 
Figura 1 – Sistema estudado no experimento 
 
Tabela 1 – Dados constantes 
ℎ0(m) ℎ1(m) ℎ3(m) D(m) 𝜌𝐻2𝑂(kg/m³) 𝜌𝐻𝑔(kg/m³) g(m/s²) 
0,38 1,22 0 0,0405 1000 13545 9,81 
 
Além disso, foi realizado o experimento para 8 vazões diferentes da bomba, 
obtendo para cada vazão ℎ2, ℎ𝐻𝑔, ℎ𝑣𝑒𝑛𝑡 e a potência registrado no Wattímetro, registrados na 
TABELA 2. 
Tabela 2 – Dados obtidos com diferentes vazões 
 
 
 
 
 
 
 
ℎ2(m) ℎ𝐻𝑔(m) ℎ𝑉𝑒𝑛𝑡(m) Watím(W) 
0,779 0,64 0,155 960 
0,85 0,75 0,158 925 
0,897 0,816 0,113 900 
0,94 0,878 0,095 860 
1,02 0,995 0,053 770 
1,055 1,055 0,037 705 
1,097 1,127 0,013 590 
1,110 1,135 0,009 485 
Com isso, é possível calcular o que foi solicitado a partir do experimento. A 
seguir estão demonstradas as maneiras como cada variável foi obtido, e logo em seguida, 
na TABELA 3, os valores obtidos de todas as variáveis. 
1. Variação de pressão calculada por Venturi foi obtida através da equação 
1: 
 ∆𝑃𝑉𝑒𝑛 = (𝜌𝐻𝑔 − 𝜌𝐻2𝑂)𝑔ℎ𝑉𝑒𝑛 (eq 1) 
 
2. Vazão medida por Venturi, equação 2: 
 
 𝑤 = 0,02211√∆𝑃𝑉𝑒𝑛 (eq 2) 
 
 
3. Velocidade de escoamento no ponto 2 (v2), equação 3: 
 𝑣2 =
𝑤
𝜌𝐻2𝑂 (
𝜋𝐷²
4 )
 
(eq 3) 
 
 
4. Pressão manométrica no ponto 2, equação 4: 
 𝑃2 = 𝑔[𝜌𝐻2𝑂(ℎ1 − ℎ2 + ℎ3) + 𝜌𝐻𝑔ℎ𝐻𝑔] (eq 4) 
 
 
5. Energia cinética, equação 5: 
 
𝐸𝑐 =
𝑣2
2
2𝑔
 
(eq 5) 
 
6. Energia potencial, equação 6: 
 𝐸𝑝𝑜𝑡 =
𝑔
𝑔
∆𝑧 (eq 6) 
 
7. Energia de pressão, equação 7: 
 
𝐸𝑝 =
𝑃2
𝜌𝐻2𝑂𝑔
 
(eq 7) 
 
 
8. Head da bomba, equação 8: 
 𝐻 = 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝𝑜𝑡 + 𝐸𝑝 (eq 8) 
 
 
 
 
 
9. Potência transferida, equação 9: 
 𝑃𝑜𝑡 = 𝑤𝐻𝑔 (eq 9) 
 
 
10. Eficiência da bomba, equação 10: 
 
𝜂 =
𝑃𝑜𝑡
𝑃𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎
 
(eq 10) 
 
Sendo 𝑃𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎 = 𝑊𝑎𝑡í𝑚 ∗
220
380
 
 
Tabela 3 – Variáveis obtidas no experimento 
 
 
A partir dos dados obtidos no experimento é possível construir um gráfico do 
Head da bomba em função de cada vazão e comparar com resultados teóricos. 
 
Gráfico 1 – Head da bomba em função da vazão experimental 
 
 
 
 
 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 50 100 150 200
H
ea
d
(m
)
Vazão(l/min)
Vazão X Head
Gráfico 2 – Head da bomba em função da vazão teórico 
 
 
Ao comparar o resultado obtido no experimento com os dados fornecidos pelo 
fabricante da bomba, é possível verificar que para vazões menores o resultado 
experimental é semelhante ao do teórico, porém, com o aumento da vazão, a queda da 
curva experimental é mais acentuada, o que provoca um pequeno aumento no erro dos 
dados experimentais. 
Esses erros, provavelmente estejam relacionados com a coleta de dados durante 
o experimento, ocasionando uma pequena discrepância com os dados obtidos. Além 
disso, ao se calcular o head da bomba, não foi considerada a perda de carga envolvida no 
processo, que advém da própria tubulação e acessórios presentes, como válvulas e 
cotovelos, o que pode ter ocasionado essa diferença. 
Já para a eficiência da bomba, obtivemos o Gráfico 3: 
 
Gráfico 3 – Eficiência da bomba em função da vazão 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 50 100 150 200
Ef
ic
iê
m
ci
a 
d
a 
b
o
m
b
a
Vazão(l/min)
Vazão X Eficiência
É possível visualizar no gráfico que a eficiência da bomba aumenta de acordo 
com o aumento da vazão até certo ponto, aproximadamente 0,6, a partir disso a eficiência 
começa a cair, é possível concluir que o motivo dessa queda é a dependência da potência 
transmitida e potência corrigida para realizar seu cálculo. Para valores intermediários, a 
diferença entre potências é pequena, o que resulta em altos valores de eficiência.