BOMBAS

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Curvas Características de Bombas Centrífugas
Existem bombas para atender os diversos tipos de aplicações, porém para sabermos qual bomba será adequada para o respectivo serviço, devemos conhecer as características dessa bomba. O gráfico head (altura manométrica) x vazão é fundamental para que possamos ter essas informações. Através da curva do gráfico, podemos saber para cada vazão, qual carga a bomba poderá fornecer. Essa curva é uma das chamadas Curvas Características da bomba. No próximo tópico, veremos os demais tipos de curvas características. O gráfico head x vazão é mostrado abaixo:
O gráfico utilizado como exemplo, tem a curva chamada de rising (inclinada). Nesta a carga aumenta continuamente com a diminuição da vazão. Além dessa, existem outros tipos de curva head x vazão. São as curvas ascendente/descendente (drooping), altamente descendentes (steep) e planas (flat). (DE MATTOS, DE FALCO,1998). 
Curva Ascendente: Quando se observa que a curva de Hmanaumenta quando a vazão diminui. Bombas com curvas opostas a esta se denominam curvas de carga descendentes.
 O fabricante também pode fornecer várias curvas no mesmo gráfico, referentes ao tamanho do diâmetro de cada rotor, para um mesmo equipamento.
Demais Curvas Características da Bomba 
Além da curva altura manométrica x vazão, as bombas tem outras duas principais curvas que a caracterizam. São as curvas de potência consumida x vazão e rendimento total (η) x vazão.
A curva de potência consumida x vazão, mostra a potência utilizada pelo acionador para movimentar a bomba em cada vazão. Para esse tipo de curva, o motor deve ser dimensionado de modo que sua potência cubra todos os pontos de operação.
N= 
Além da potência consumida pela bomba, também temos a potência hidráulica, que é a potência cedida ao fluido. Esta pode ser calculada pela seguinte fórmula:
N= 
Outra curva importante é a curva rendimento (η) x vazão. O rendimento é a relação entre a potência hidráulica e a potência consumida pela bomba.
Sendo Q*, o ponto onde a melhor eficiência é obtida.
Curva Característica do Sistema
 A curva característica do sistema mostra os dois parâmetros mais importantes para o dimensionamento da bomba para um sistema: a altura manométrica total (H) e a vazão (Q). Através da curva podemos saber a altura manométrica total para cada vazão correspondente, dentro de uma determinada faixa de operação. (LENGSFELD et al., 1991, DA SILVA, 2003)
Obtenção da Curva Característica do Sistema
A curva característica do sistema é determinada a partir da fórmula geral da altura manométrica total para determinados pontos de vazão. Analisando a fórmula, vemos que o único termo que varia com a vazão é o termo da perda de carga (hf). Desse modo, a curva pode ser separada em parte estática, que são os parâmetros que independem da vazão e parte dinâmica, que são os parâmetros que variam com a vazão, como mostra o gráfico abaixo.
Para a condição onde Q=0, damos o nome de “shut off” da bomba. Quando a vazão é nula (Q=0), com a válvula de descarga fechada, sem escoamento a eficiência é nula (η=0) e a potência fornecida à bomba é totalmente dissipada em forma de calor. É uma situação que pode ocorrer e deve ser evitada no funcionamento de bombas.
Desse valor de carga em diante, o que faz alterar o desenho da curva é a perda de carga, exclusivamente. Assim, para traçarmos a curva do sistema, separamos mais quatro pontos além do ponto Q=0, sendo um deles o ponto de trabalho da bomba. Então, somamos em cada ponto a parte estática mais a parte dinâmica.
Resumo das Curvas Características apresentadas pelo fabricante: 
Diferentes tipos de rotores podem ser utilizados num determinado corpo. Por isto os fabricantes de bombas fornecem as curvas do comportamento de vários conjuntos de rotores (para um mesmo corpo) num único gráfico, tal como mostrado na figura 7 abaixo. Observa-se que a bomba, dependendo do diâmetro, apresenta curvas H-Qdiferentes. Também mostra que o rendimento da bomba apresenta faixas de valores diferentes (curvas deiso-rendimento) dependendo da solicitação do sistema, isto é da H-Q requerido. Na figura7também é representada a curva NPSH (altura positiva liquida de aspiração) e a curva de potência de acionamento da bomba.
Figura 7- Curva de bomba para diferentes diâmetros do rotor
As figuras 8 e 9 abaixo mostram as curvas típicas de bombas centrifugas. Observa-se no gráfico superior que existem 05 curvas de altura manométrica (Head) versus vazão (flow rate) correspondente a 05 rotores (impeller) com diâmetros diferentes. Mostram-se também na mesma figura as curvas de iso–rendimento. Na figura inferior as respectivas 05 curvas de potência de acionamentopara os 05 rotores. 
Figura 7- Curvas de altura manométrica (Head) versus vazão (flow rate) para 05 rotores
Figura 8- Curvas de potência de acionamentopara os 05 rotores
Utilizando os gráficos das figuras acima podemos realizar algumas considerações. Se por exemplo um sistema deve operar com uma vazão de 150 m³/h e uma altura manométrica de 62m, então a o rotor com diâmetro de 219 mm satisfaz tal operação. Neste ponto o rendimento global da bomba é um pouco menor que 80%. Observa-se que para esta vazão o rotor de diâmetro de 219mm requer uma potência de acionamento de pouco mais de 32 kW. Os fabricantes apresentam as curvas características levantadas utilizando água com massa especifica padrão (ρ=1000 kg/m³); desta forma podemos verificar a potência utilizando a expressão:
Observamos que este valor é muito próximo ao especificado pelo fabricante. Tomemos outroexemplo em que se deseje operar um sistema com uma vazão de 200m³/h e altura manométrica de 44m. 
Utilizando o mesmo gráfico das curvas observa-se que o ponto de operação desejado se encontra entre as curvas dos rotores com diâmetro de 199mm e de 208mm. Observa-se que rotor de 199mm não consegue atender esta demanda já que a sua altura manométrica (43m) é inferior a altura manométrica requerida. No caso do rotor de 208mm este consegue atender com muita folga já que para esta vazão sua altura manométrica é de 50m. No caso em que o ponto de operação não coincide com um ponto na curva característica de um determinado rotor os fabricantes podem apresentar alternativas de realizar corte nos rotores a fim de ajustar o ponto de operação desejado.
Existem fabricantes que apresentam esta informação em catálogos iterativo na internet nos quais o usuário precisa fornecer os dados requeridos para osistema (altura,vazão) sendo o resultado mostrado com gráficos que apresentam o ponto de operação com o respectivo rotor cortado para a demanda especifica. Por exemplo, desejamos que um sistema opere com uma vazão de 50m³/h e uma altura manométrica de 20m. O resultado do processo iterativo é mostrado na Fig.10 onde a bomba com corte do rotor apropriado deverá utilizar um rotor com diâmetro de 229mm motor, potência de 7,5HP, apresentando um rendimento de 67%. Desta forma o diâmetro de 229mm corresponde ao diâmetro de corte do rotor proporcionado pelo fabricante para ajustar-se ao ponto de operação desejado.