Aula 4 -Bombas seleção e exercicios

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Operações Unitárias:
Equipamentos rotativos
Prof: Murilo Amorim
Operações Unitárias - Bombas
Seleção do modelo da bomba
O seguintes dados devem estar disponíveis:
✓ Características do sistema de tubulações
✓ Diâmetros e acessórios da tubulação da sucção
✓ Diâmetros e acessórios da tubulação da descarga
✓ Altura estática (geométrica) de sucção (Zs)
✓ Altura estática (geométrica) de descarga (Zd)
✓ Características do processo
✓ Vazão, e possíveis necessidades de alterações (flexibilidade)
✓ Pressão do reservatório ou ponto de tomada de pressão na sucção (Ps)
✓ Pressão do reservatório ou ponto de tomada de pressão na descarga (Pd)
✓ Características do fluido bombeado na temperatura do bombeamento:
✓ Viscosidade
✓ Pressão de vapor
✓ Densidade
✓ Características: corrosivo, inflamável, tóxico, sólidos em suspensão.....
Operações Unitárias - Bombas
Seleção do modelo da bomba
Após a seleção do tipo da bomba, vem a seleção com modelo especifico de cada 
fabricante, visando todas as especificações técnicas (especificação completa, 
rotação, diâmetro do rotor, NPSH requerido, vazão mínima contínua, 
potência da bomba). 
Para tanto, é necessário consultar os “ábacos de cobertura” de um determinado 
fabricante (próximo slide), e posteriormente as curvas características disponíveis 
dos modelos das bombas em catálogos (oferta de fabricantes) 
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Curvas características
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Curvas características
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Curvas características
Mais um exemplo de aplicação de curvas características:
Supondo que a bomba que foi sugerida é da marca KSB, modelo 
Meganorm. O catálogo técnico apresenta como características dessa 
bomba três curvas, que são: 
• curva da altura manométrica; 
• curva de NPSH; 
• curva de potência consumida.
Quais as condições de operação esta bomba teria o melhor o melhor 
rendimento possível?
Num caso real, a solução de engenharia seria a determinação da altura 
manométrica a ser vencida (considerando o sistema com as alturas, 
curvas, e dispositivos existentes) e consultaríamos os catálogos para 
selecionar a bomba mais adequada ao “serviço”, levando em 
consideração o melhor rendimento possível para alcançar o objetivo 
do “serviço”, levando em consideração também o NPSHdisp do sistema 
e o NPNHreq (fornecido pelo fabricante)
No gráfico da primeira curva, considerando que o rendimento da 
bomba será de 60%, que é o melhor rendimento que a bomba 
sugerida pode ter, marcar os pontos de vazão (Q= 27m3 /h) e altura 
manométrica (H = 50m), traçar duas retas cujo ponto de cruzamento 
sobre a linha da curva do rotor indica que o diâmetro do rotor é de 
176 mm.
Curva da vazão versus altura manométrica (QxH)
No gráfico da segunda curva, marcar o ponto de vazão (Q=27m3/h) e 
traçar a reta que, ao cruzar com a curva existente, indica o NPSH de 
3,2m.
Isto indica que esta bomba só seria apropriada para ser utilizada para 
um NPSHdisp (sistema) acima de 3,2m, considerando a vazão de 
27m3/h. Abaixo desse valor, a bomba estaria propensa a operar 
“cavitando”
Curva da vazão versus NPSH (QxNPSH)
No gráfico da terceira curva, marcar o ponto de vazão (Q=27m3 /h) e 
traçar a reta que, ao cruzar com a curva do rotor, que tem o diâmetro 
176mm, determina a potência (PC) consumida de 8,5HP
8,5HP
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Projeto de seleção de bombas:
Normas de projeto e construção de bombas centrífugas:
API – 610: Aplicável a bombas para as industrias de processo: petróleo, 
petroquímica e fertilizantes 
Operações Unitárias - Bombas
Projeto de seleção de bombas:
EX: Bombas OMEL
Operações Unitárias - Bombas
Projeto de seleção de bombas:
Operações Unitárias - Bombas
Projeto de seleção de bombas:
Operações Unitárias - Bombas
Projeto de seleção de bombas:
Operações Unitárias - Bombas
Testes de desempenho de bombas
Operações Unitárias - Bombas
Testes de desempenho
Os testes de desempenho realizados em bombas centrífugas tem por objetivo a 
determinação das curvas características reais do equipamento, o que 
permitirá mediante a comparação com as curvas teóricas de catálogo, se a 
mesma atinge os resultados previamente estabelecidos em sua seleção, 
comprovando assim a qualidade do equipamento e o atendimento a 
necessidade do cliente.
Tolerâncias aceitáveis segundo critérios fixados pelo API 610
Operações Unitárias - Bombas
Testes de desempenho
Para cada um dos pontos selecionados para o teste, fazemos a leitura das 
seguintes grandezas: 
• Vazão (Q) 
• Pressão de Sucção (Ps) 
• Pressão de Descarga (Pd) 
• Rotação (N) 
• Voltagem (V) e ou Amperagem (I) 
• Fator de potencia da bomba
Conhecido os valores, é possível calcular para cada ponto a altura 
manométrica total (H), potencia (Pot.) e rendimento (η), além do teste de 
cavitação (NPSH) 
Operações Unitárias - Bombas
Projeto completo para seleção de uma bomba:
../BOMBAS/Projeto seleção de uma bomba de nafta - otimo.pdf
Operações Unitárias - Bombas
Resumo das Principias Equações nos Sistemas de Bombeamento 
Operações Unitárias - Bombas
Exercícios
Esquema de sistemas de bombeamento
Exercício 1
Solução
Exercício 1
Carga, altura manométrica ou Head 
Exercício 2
Solução:
Exercício 2
Exercício 2
Exercício 3
Solução:
Exercício 3
Exercício 3
Exercício 4
Selecione uma bomba para um sistema em que a vazão de água é de 1750gpm e 
a carga (altura manométrica) é de 120ft, determinando a potência desta bomba. 
Bomba Peerless abaixo 
Exercício 4
Exercício 4
Exercício 4
Exercício 4
Exercício 5
Fig 3.9 e Fig 3.12 nos próximos slides
Função polinomial de grau 2
Exercício 5
Fig 3.9
Exercício 5
Exercício 5
Solução
Exercício 5
Resultado da nova curva com rotor de 
201mm que passa pelo ponto de operação
Exercício 6
Exercício 7
Exercício 7
Exercício 7
Exercício 7
Exercício 7
Exercício 7
Exercício 8
Exercício 8
Solução
Exercício 9
Exercício 9
Exercício 10
A Fig. mostra o sistema empregado no teste de uma bomba centrifuga com rotação 
nominal de 1750 rpm. O líquido é água a 80o F, os diâmetros dos tubos de aspiração e 
descarga são de 6 polegadas. Os dados medidos durante um teste são apresentados no 
quadro. 
O motor é de 460V trifásico, com fator de potência de 0,875 e rendimento igual a 90%. 
Determinar a altura manométrica e o rendimento de uma bomba para uma vazão de 1000 
gpm. 
A distancia do centro da bomba ao centro do vacuômetro é igual a 1,0 pé e a distância do 
centro da bomba ao centro do manômetro é igual a 3,0 pé.
Determinar a altura manométrica, rendimento e potência da bomba para uma vazão de 
1000GPM. 
Exercício 10
Solução: resolvemos o problema para uma vazão de 1000 gpm. O mesmo processo pode ser 
repetido para as outras vazões
Exercício 10
Exercício 11
Exercício 12
Exercício 12
Exercício 12
Exercício 12
Exercício 12
Exercício 12
Exercício 13
Exercício 13 Dados:
Exercício 13
Comprimento equivalente dos acessórios
Dados:
Exercício 13
Solução
Exercício 13
Solução
Exercício 13
Solução
NPSH
Variação de NPSH com a Rotação 
Exercício 14
Exercício 14
Curva característica 
bomba exemplo
Exercício 14
Exercício 14
Exercício 14
Exercício 14
Exercício 14
Exercício 15
O sistema de bombeamento da Figura abaixo trabalha com a bomba de 2 HP de 
3500 rpm e diâmetro do rotor 138mm (5 7/16”) representada na Figura do slide 
seguinte. O ponto de funcionamento é uma vazão de 100 litros/min com o NPSH 
req fornecido pelo fabricante de 0,92m. 
O nível de água no tanque é 2,0m acima do centro do eixo da bomba (ha). 
A tubulação de aspiração (sucção) tem um diâmetro de 40mm. 
O reservatório é um tanque fechado com pressão absoluta igual a 80kPa contendo 
água a temperatura de 500C. 
A Pressão relativa dentro do tanque é de 8,25m
Perda de carga total da tubulação e acessórios (hLa): 1,38m
Determine o O NPSH disponível para osistema. Compare o NPSH disponível com o 
NPSH requerido e verifique se o sistema cavita. 
Exercício 15
Exercício 15
Solução
0,92m
Exercício 16
O sistema da figura trabalha em operação de 
fluxo contínuo com vazão igual a 85m3/h. A 
perda de carga da tubulação e acessórios na 
aspiração (sucção) é igual a 5m. A perda de 
carga da tubulação e acessórios de recalque 
(descarga) é igual a 7,5m. Considere hvel=0. 
Com auxílio da curva da bomba fornecida:
A) Selecione o diâmetro do rotor da bomba 
apropriado para o sistema
B) Determine o NPSH do sistema 
considerando a temperatura máxima da 
água igual a 600C. Verifique se a bomba 
cavita. 
C) Calcule a potência de acionamento da 
bomba nas condições de operação 
considerando o rendimento especificado 
pelo fabricante. 
Obs. Considere a pressão atmosférica padrão. 
Para 600C a massa específica da água igual a 
984 kg/m3
Exercício 16
Solução
Exercício 16
Solução
A) Altura manométrica do sistema: H= 37,5 + 5 + 7,5 = 50m
Com Q=85 m3/h e H=50m, selecionamos a bomba centrífuga de 178 mm (figura do exercício) 
B) NPSH do sistema considerando a temperatura máxima da água igual a 600C. 
C) potência de acionamento da bomba nas condições de operação considerando o 
rendimento especificado pelo fabricante
TABELAS UTEIS 
TABELAS:
Comprimento equivalente de válvulas e conexões tubo de aço (m)
TABELAS:
Coeficiente em perda de carga em singularidade (k) ou (c)
TABELAS:
Coeficiente em perda de carga em singularidade (k) ou (c)
TABELAS:
Cinemática de alguns fluidos
TABELAS:
Rugosidade de tubos
TABELAS:
Valores de coeficiente de atrito (f) para tubos conduzido água
TABELAS:
Valores de coeficiente de atrito (f) para tubos conduzido água
TABELAS: