Hidráulica (PDF)

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FACULDADE ESTÁCIO - CAMPUS SÃO LUÍS 
DISCIPLINA: HIDRAULICA 
PROFESSOR: RENATO MORTARI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO PARA DETERMINAR A ALTURA DE 
TRABALHO DE UMA BOMBA ROTATIVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Aluna: Sabrina Sodré Marques 
 
 
 
 
 
 
SÃO LUIS – MA 
2017 
 
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1. OBJETIVO 
 O objetivo dos experimentos das bombas é mostrar como é necessário o Engenheiro 
mostrar em um projeto uma rede hidráulica. Sem duvida a parte principal de uma obra é 
a parte do bombeamento. 
 
2. INTRODUÇÃO 
Bombas são máquinas hidráulicas operatrizes, isto é, máquinas que recebem 
energia potencial (força motriz de um motor ou turbina), e transformam parte desta 
potência em energia cinética (movimento) e energia de pressão (força), cedendo estas 
duas energias ao fluido bombeado, de forma a recirculá-lo ou transportá-lo de um ponto 
a outro. 
Devido a grande diversidade das bombas existentes, adotaremos uma 
classificação resumida, dividindo-as em dois grandes grupos: 
2.1 BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBO-BOMBAS, TAMBÉM CONHECIDAS 
COMO HIDRODINÂMICAS OU ROTODINÂMICAS; 
Nas Bombas Centrífugas, a movimentação do fluido ocorre pela ação de forças 
que se desenvolvem na massa do mesmo, em consequência da rotação de um eixo no qual 
é acoplado um disco (rotor) dotado de pás (palhetas, hélice), o qual recebe o fluido pelo 
seu centro e o expulsa pela periferia, pela ação da força centrífuga.( Fig. 2.1) 
 
(Figura 2.1, imagem de uma bomba centrífuga) 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
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2.2 BOMBAS VOLUMÉTRICAS, TAMBÉM CONHECIDAS COMO DE 
DESLOCAMENTO POSITIVO. 
Nas Bombas Volumétricas, ou de Deslocamento Positivo, a movimentação do 
fluido é causada diretamente pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o 
fluido a executar o mesmo movimento a que está sujeito este impulsor (êmbolo, 
engrenagens, lóbulos, palhetas).Dá-se o nome de volumétrica porque o fluido, de forma 
sucessiva, ocupa e desocupa espaços no interior da bomba,com volumes conhecidos, 
sendo que o movimento geral deste fluido dá-se na mesma direção das forças a ele 
transmitidas, por isso a chamamos de deslocamento positivo. 
As Bombas Volumétricas dividem-se em: Êmbolo ou Alternativas (pistão, 
diafragma, membrana).Rotativas (engrenagens, lóbulos, palhetas, helicoidais, fusos, 
parafusos, etc.). ( Fig.A1.1. Fig. B 2.2) 
 
 
A B 
(Figura 1.1 imagens de bombas volumétricas, A Fig. do êmbolo, B Fig. Lóbulos) 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
 
 
 
 
 
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3. CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS CENTRÍFUGAS: 
 
(Figura 3.0, classisficação das bombas centrífugas, radiais, fluxo mistp e fluxo axial) 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
 Nas Bombas Centrífugas, a movimentação do fluido ocorre pela ação de 
forças que se desenvolvem na massa do mesmo, em consequência da rotação de 
um eixo no qual é acoplado um disco (rotor) dotado de pás (palhetas, hélice), o 
qual recebe o fluido pelo seu centro e o expulsa pela periferia, pela ação da força 
centrífuga.Em função da direção do movimento do fluido dentro do rotor, estas 
bombas dividem-se em: 
• Centrífugas radiais; 
• Centrífugas de fluxo misto; 
• Centrífugas de fluxo axial; 
 
3.1 CENTRÍFUGAS RADIAIS: 
 Centrífugas Radiais (puras): A movimentação do fluido dá-se do centro para a 
periferia do rotor, no sentido perpendicular ao eixo de rotação; 
OBS.: Este tipo de bomba hidráulica é o mais usado no mundo, principalmente para o 
transporte de água. 
 
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 São empregadas para pequenas e médias descargas, e para qualquer altura 
manométrica, porém caem de rendimento para grandes vazões e pequenas alturas 
além de serem de grandes dimensões nestas condições. (Fig.3.1) 
 
(Figura 3.1, uma centrífuga radial) 
 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
3.2 CENTRÍFUGAS DE FLUXO MISTO: 
 Centrífugas de Fluxo Misto (hélico-centrífugas e helicoidais): O movimento do 
fluido ocorre na direção inclinada (diagonal) ao eixo de rotação; 
 Empregadas em grandes vazões e pequenas e médias alturas, estruturalmente 
caracterizam-se por serem bombas de fabricação muito complexa. (Fig.3.2) 
 
(Figura 3.3, Centrífuga de fluxo misto, Fig.3.3) 
 Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
 
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3.3 CENTRÍFUGAS DE FLUXO AXIAL: 
‘Centrífugas de Fluxo Axial (propulsora): O movimento do fluido ocorre paralelo ao 
eixo de rotação;São especificadas para grandes vazões - dezenas de m3/s - e médias 
alturas - até 40 m.( Fig.3.3) 
 
 
(Figura 3.3, centrífuga de fluxo axial) 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
4. POSIÇÃO NA CAPTAÇÃO : 
4.1 Submersas: em geral empregadas onde há limitações no espaço físico - em 
poços profundos por exemplo); (Fig. 4.1) 
 
(Fig. 4.1, bomba submersa) 
Fonte :https://www.google.com.br/search? 
 
 
 
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4.2 Afogadas: mais frequentes para recalques superiores a 100 l/s; (Fig.4.2) 
 
(Fig. 4.2, bomba afogada) 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
 
4.3 Altura Positiva: pequenas vazões de recalque. 
 
(Fig. 4.3, altura positiva) 
Fonte: https://www.google.com.br/search? 
 
 
 
 
 
 
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5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
• Utilizamos uma máquina de fluxo; 
• A máquina nos dava os valores da pressão de entrada e a pressão de saída; 
• Calculamos a curva vazão x altura; 
• O gráfico da curva; 
Figura 1: Resistores 
 
Fonte: Acervo do autor 
 
5.1 DETERMINAÇÃO DE TRABALHO DA BOMBA 
 𝐇𝐭 =
(𝐩𝐬−𝐩𝐞)
𝐲
 
Onde: 
Ht= Altura de trabalho da bomba 
ps= Pressão da saída da bomba 
pe= Pressão de entrada da bomba 
y= Peso especifico 
 
 
 
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5.2 DETERMINAÇÃO DA CURVA DA BOMBA 
Tabela 1 
 
VAZÃO 
(L/MIN) 
PS PE HT 
0,7 182 KPa 87 KPa 9,5 Pa 
0,6 187 KPa 87 KPa 10 Pa 
0,5 192 KPa 88 KPa 10,4 Pa 
0,4 196 KPa 88 KPa 10,8 Pa 
0,3 200 KPa 88 KPa 11,2 Pa 
0,2 203 KPa 88 KPa 11,5 Pa 
0,1 207 KPa 88 KPa 11,9 Pa 
0 211 KPa 88 KPa 12,3 Pa 
 
 
 
Gráfico da tabela 1 
 
 
 
 
7,5
8
8,5
9
9,5
10
0 , 7 0 , 6 0 , 5 0 , 4 0 , 3 0 , 2 0 , 1 0
HT
 
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5.3 DETERMINAÇÃO DA CURVA DA VAZÃO X ALTURA 
Tabela 2 
VAZÃO 
(L/MIN) 
PS PE HT 
0,7 123 KPa 85 KPa 3,8 m 
0,6 127 KPa 85 KPa 4,2 m 
0,5 131KPa 86 KPa 4,5 m 
0,4 134 KPa 86 KPa 4,8 m 
0,3 137 KPa 87 KPa 5 m 
0,2 141 KPa 87 KPa 5,4 m 
0,1 143 KPa 87 KPa 5,6 m 
0 146 KPa 87 KPa 5,9 m 
 
Gráfico da tabela 2 
 
 
 
 
 
7,5
8
8,5
9
9,5
10
0 , 7 0 , 6 0 , 5 0 , 4 0 , 3 0 , 2 0 , 1 0
CHART TITLE
 
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5.4 DETERMINAÇÃO DA CURVA DA VAZÃO X ALTURA PARA 
ASSOCIAÇÃO EM SERIE DE BOMBAS 
Tabela 3 
VAZÃO 
(L/MIN) 
PS PE HT 
0,7 165 KPa 85 KPa 8 
0,6 169 KPa 86 KPa 8,3 
0,5 174 KPa 86 KPa 8,8 
0,4 177 KPa 86 KPa 9,1 
0,3 179 KPa 87 KPa 9,2 
0,2 182 KPa 87 KPa 9,5 
0,1 185 KPa 87 KPa 9,8 
0 189 KPa 87 KPa 10,2 
 
Gráfico da tabela 3 
 
 
 
 
7,5
8
8,5
9
9,5
10
0 , 7 0 , 6 0 , 5 0 , 4 0 , 3 0 , 2 0 , 1 0
CHART TITLE
 
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5.5 DETERMINAÇÃO DA CURVA VAZÃO X ALTURA DA BOMBA 
TABELA 4 
VAZÃO 
(L/MIN) 
PS PE HT 
0,7 124 KPa 86 KPa 3,8 
0,6 128 KPa 86 KPa 4,2 
0,5 131 KPa 87 KPa 4,4 
0,4 133 KPa 87 KPa 4,6 
0,3 137 KPa 87 KPa 5 
0,2 140 KPa 88 KPa 5,2 
0,1 143 KPa 88 KPa 5,5 
0 147 KPa 88 KPa 5,9 
 
Gráfico da tabela 4 
 
 
 
 
 
7,5
8
8,5
9
9,5
10
0 , 7 0 , 6 0 , 5 0 , 4 0 , 3 0 , 2 0 , 1 0
CHART TITLE
 
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5.6 DETERMINAÇÃO DA CURVA VAZÃO X ALTURA DE BOMBAS 
ASSOCIADAS EM PARALELO 
Tabela 5 
VAZÃO 
(L/MIN) 
PS PE HT 
0,7 169 KPa 86 KPa 8,3 
0,6 171 KPa 86 KPa 8,5 
0,5 174 KPa 87 KPa 8,7 
0,4 176 KPa 87 KPa 8,9 
0,3 178 KPa 87 KPa 9,1 
0,2 180 KPa 88 KPa 9,2 
0,1 182 KPa 88 KPa 9,4 
0 184 KPa 88 KPa 9,6 
 
Gráfico da tabela 5 
 
 
 
 
7,5
8
8,5
9
9,5
10
0 , 7 0 , 6 0 , 5 0 , 4 0 , 3 0 , 2 0 , 1 0
CHART TITLE
 
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5.7 DETERMINAÇÃO DO NPSHR DE BOMBAS HIDRAULICAS 
𝐍𝐏𝐒𝐇𝐑 =
𝐏𝐄
𝐘
−
𝐏𝐕
𝒀
+
𝑽𝟐
𝟐𝒈
 
Em que: 
Pe = Pressão de entrada 
Pv = Pressão de vapor 
V = Velocidade 
Determinação do NPSHD 
NPSHD = Ho – Hv – H – Hs Em que : 
Ho = Pressão atmosférica local 
Hv = Pressão de vapor 
H = Altura de sucção 
Hs = Perda total na sucção 
Em resumo, o NPSHd é a energia disponível que possui o líquido na entrada de sucção da 
bomba. Portanto os fatores que influenciam diretamente o NPSH são a altura estática de 
sucção, o local de instalação, a temperatura de bombeamento e o peso específico, além 
do tipo de entrada, diâmetro, comprimento e acessórios na linha de sucção que vão 
influenciar nas perdas de carga na sucção. 
Para que não ocorra o fenômeno da cavitação, é necessário que a energia que o líquido 
dispõe na chegada ao flange de sucção, seja maior que a que ele vai consumir no interior 
da bomba, isto é, que o NPSH disponível seja maior que o NPSH requerido, NPSHd ³ 
NPSHr. Teoricamente é recomendado uma folga mínima de 5%, ou seja, NPSHd ³ 1,05 x 
NPSHr, sendo esta folga limitada a um mínimo de 0,30m, isto é, 1,05 x NPSHr ³ NPSHr + 
0,30m. 
 
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6. CONCLUSÃO 
 
 
Por meio dos experimentos pode se construir a curva da altura manométrica da 
bomba pela vazão volumétrica . Isso foi feito através de medições das pressões de sucção 
e de desgarga para diferentes valores de vazão e pela medição dos valores da vazão . 
Nodando-se que com base no que foi mostrado nos gráficos quanto maior a 
pressão, menora vazão. Assim este aspecto será levado em consideração quando for 
instalado uma bomba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.BIBLIOGRAFIA 
 
1. MANUAL DE HIDRAULICA – AZEVEDO NETO 
2. WWW.COMMOS.WIKIMEDIA.ORG