curvas caracteristicas

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
ENGENHARIA MECÂNICA COM ÊNFASE EM MECATRÔNICA
CURVAS CARACTERÍSTICAS
Bárbara de Oliveira Tavares
Cristiano Athayde Braga Diniz
Hairton Júnior José da Silveira
Melissa Ferreira Ricoy
Professora: Ana Angélica Machado Maximo
Belo Horizonte
Maio/2015
Objetivo
Obter as curvas características da bomba e construir o diagrama topográfico.
Procedimento experimental
Para se desenvolver o projeto do rotor de uma bomba centrífuga tomam-se como base as condições de operação, ou seja, a vazão (Q) e a altura manométrica (Hman), em que a máquina irá trabalhar; a rotação de acionamento (n) e todas as dimensões do rotor são determinadas para que ela possa ter o seu melhor desempenho. No entanto, a bomba poderá ser solicitada a operar em condições diversas às do projeto e, para tanto, realizam-se testes e fazem-se as curvas características correspondentes, que verificam todas as possibilidades de funcionando da bomba dentro de um determinado campo de aplicação.
A partir da rotação de acionamento da bomba, que altera a abertura do registro de recalque, coletam-se dados que permitem registrar as seguintes curvas:
Curva Hman = f(Q): Variação da altura manométrica em função da vazão para a rotação constante;
Curva N = f(Q): Variação da potência necessária ao acionamento em função da vazão para a rotação constante;
Curva η = f(Q): Variação do rendimento em função da vazão para a rotação constante.
Os pontos de mesmo rendimento podem ser anotados nas curvas de H = f(Q), de forma a se obter o traçado da curva de isorrendimento. Os diagramas topográficos, também chamados de diagramas de isoeficiência de uma bomba, formados por estas curvas, constituem, assim, o mais completo retrato do desempenho da bomba, pois espelham o seu comportamento em todas as condições de serviço em que a mesma pode operar.
Para o experimento utilizou-se uma bancada conforme a figura 1:
	
Figura 1: Vista de frente da bancada de teste da bomba
O teste foi feito definindo-se uma rotação desejada para o motor e verificando-se no painel digital os dados de força (F) em N, Pressão (M) em Bar, rotação (n) em rpm e vazão (Q’) em m3/min. Em seguida abriu-se um pouco o registro, corrigiu-se a rotação para o valor inicial, e fez-se novamente a leitura dos dados. Esta operação foi repetida dez vezes para cada uma das quatro rotações que foram definidas.
O rendimento total, calculado para cada vazão, é dado pela fórmula:
Sendo: 
Onde:
Dados Obtidos
	Rotação
	Peso
	Força no Eixo
	Potência no Eixo
	Manômetro
	Altura Manométrica
	Vazão Recalcada
	Vazão Recalcada
	Potência Útil
	Rendimento Total
	n
	P
	F
	Nef
	M
	Hman
	Q'
	Q
	N (absorv)
	ŋt
	rpm
	kg
	N
	kgfm/s
	Bar
	m
	m³/min
	m³/s
	kgfm/s
	%
	1000
	1,40
	13,7340
	23,457672
	0,252
	2,5704
	0,00
	0,0000000
	0,00000
	0,000000
	
	2,32
	22,7592
	38,872714
	0,264
	2,6928
	0,02
	0,0003333
	0,89611
	0,023052
	
	2,20
	21,5820
	36,862056
	0,253
	2,5806
	0,03
	0,0005000
	1,28816
	0,034945
	
	2,80
	27,4680
	46,915344
	0,235
	2,3970
	0,04
	0,0006667
	1,59535
	0,034005
	
	3,00
	29,4300
	50,266440
	0,213
	2,1726
	0,05
	0,0008333
	1,80750
	0,035958
	
	3,10
	30,4110
	51,941988
	0,200
	2,0400
	0,06
	0,0010000
	2,03662
	0,039210
	
	3,35
	32,8635
	56,130858
	0,157
	1,6014
	0,07
	0,0011667
	1,86520
	0,033230
	
	3,48
	34,1388
	58,309070
	0,152
	1,5504
	0,08
	0,0013333
	2,06377
	0,035394
	
	3,50
	34,3350
	58,644180
	0,108
	1,1016
	0,09
	0,0015000
	1,64966
	0,028130
	
	3,72
	36,4932
	62,330386
	0,062
	0,6324
	0,10
	0,0016667
	1,05225
	0,016882
	1500
	2,85
	27,9585
	47,753118
	0,600
	6,1200
	0,00
	0,0000000
	0,00000
	0,000000
	
	4,10
	40,2210
	68,697468
	0,590
	6,0180
	0,04
	0,0006667
	4,00535
	0,058304
	
	4,70
	46,1070
	78,750756
	0,555
	5,6610
	0,06
	0,0010000
	5,65162
	0,071766
	
	5,30
	51,9930
	88,804044
	0,520
	5,3040
	0,08
	0,0013333
	7,06028
	0,079504
	
	5,95
	58,3695
	99,695106
	0,458
	4,6716
	0,10
	0,0016667
	7,77310
	0,077969
	
	6,50
	63,7650
	108,910620
	0,339
	3,4578
	0,12
	0,0020000
	6,90414
	0,063393
	
	7,06
	69,2586
	118,293689
	0,292
	2,9784
	0,14
	0,0023333
	6,93808
	0,058651
	
	7,85
	77,0085
	131,530518
	0,141
	1,4382
	0,16
	0,0026667
	3,82884
	0,029110
GRAFICOS
 
ANÁLISE DE DADOS
Os gráficos obtidos se assemelham às curvas características de uma bomba radial, operando em uma vazão baixa devido a baixa rotação do motor. Há alguns pequenos distúrbios na conformidade das curvas que pode ter ocorrido por erros de medição provenientes da dificuldade de sempre colocar o sistema na mesma rotação, depois de alterar a vazão. Em curvas apresentadas por fabricantes é normal que as curvas das bombas se diferenciem pelos rotores, que é uma estratégia para que mostrar que a mesma bomba na qual estão vendendo podem à uma mesma rotação modificar sua eficiência com rotores diferentes, onde provavelmente sua carcaça suporte estes rotores distintos. Na aula, usamos um varistor para variar a potência da bomba, utilizando o mesmo rotor, resultando na modificação da eficiência
CONCLUSÃO
Devido a similaridade dos gráficos obtidos e as curvas características foi-se concluído que a mesma bomba pode apresentar pontos homólogos de eficiência, onde pode ser utilizado os conceitos de semelhança mecânica estudados na teoria em que as equações de Rateaux são aplicadas, aumentando a gama de funcionamento de uma mesma bomba se aplicada a novas funções.