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AULA DE LABORATÓRIO: ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS Profa. Thaís Cavalheri 1.1 Objetivo Objetivo principal Construir as curvas características de bombas associadas em série e paralelo. 1.2 Introdução teórica A curva característica da bomba centrífuga (carga ou altura manométrica da bomba em função da vazão recalcada, HB x Q) corresponde a uma curva que caracteriza o desempenho da máquina. Para recalcar um fluido de um reservatório para outro, com uma determinada vazão, o fluido precisará receber certa energia. Fonte: livro-texto 1.2 Introdução teórica A curva universal ψ x ϕ (coeficiente manométrico x coeficiente de vazão) é conseguida a partir de dados experimentais. As bombas, dependendo da necessidade do sistema, podem ser associadas em série ou em paralelo. A associação em série é adequada quando o sistema precisa de uma elevada altura manométrica. Já a associação de bombas em paralelo é adequada quando é necessário atingir valores de vazão elevados. 1.2.1 Introdução teórica – associação em série Para bombas semelhantes associadas em série, a altura manométrica composta corresponde à soma das alturas manométricas de cada bomba, para uma determinada vazão. A curva característica (HB x Q) da associação de duas bombas iguais, associadas em série: Curva caraterística da associação em série de duas bombas iguais Fonte: livro-texto Esquema de uma associação de bombas em série Fonte: livro-texto 1.2.2 Introdução teórica – associação em paralelo Para bombas iguais (ou semelhantes) associadas em paralelo, a vazão composta corresponde à soma das vazões de cada bomba. A curva característica (HB x Q) da associação de duas bombas, associadas em paralelo: Curva caraterística da associação em paralelo de duas bombas iguais Fonte: livro-texto Esquema de uma associação de bombas em paralelo Fonte: livro-texto 1.2.3 Introdução teórica – equação da energia na presença de uma bomba A fim de determinar a HB é necessário considerar a equação da energia entre a tubulação de sucção e a tubulação de recalque: 1 B 2H H H 2 2 1 1 2 2 1 B 2 1 v vp p z H z z 0 2g 2g 2 2 2 1 2 1 B 2 v v p p H z 2g 2 12 2 2 2 2 2 1 1 Q Q 4Q Q Q 4Q v e v A AD D D D 4 4 1.3 Materiais utilizados a) Bombas hidráulicas conectadas às de linhas de tubulação. b) Registro regulador de vazão ou válvula da instalação. c) Recipiente graduado para a medição do volume. d) Cronômetro. e) Trena para a medição das cargas de posição. f) Rotâmetro empregado também para as medições de vazão. g) Manômetro digital ou manômetro de tubo em U. h) Duas bombas hidráulicas conectadas ao conjunto de tubulações da bancada, com válvulas para o uso de uma única bomba e que sejam realizadas associações em série ou paralelo. i) Dois pontos de tomada de pressão, os quais dependerão da associação a ser estudada. 1.4.1 Procedimento experimental – única bomba 1. Abrir as válvulas somente de uma única bomba. 2. Manômetro digital para a medida da diferença de pressão, retirar o ar das mangueiras que o conectam à tubulação. 3. Conectar os engates: o ponto 1 na tubulação de sucção e o ponto 2 no recalque. 4. Ligar a bomba. 5. Com o registro regulador de vazão totalmente aberto, calcular a vazão por meio do método volumétrico; também pode ser determinada pelo rotâmetro. 6. Anotar a diferença de pressão. 7. Repetir os itens 5 e 6 para outras cinco diferentes vazões, alteradas por meio do registro regulador de vazão. 1.4.1 Procedimento experimental – única bomba 8. Se o medidor de pressão for um manômetro de tubo em U, preencher as tabelas com os valores de altura h. 9. Realizar os cálculos de v1, v2 e HB1 e completar a tabela 01. 10. Reproduzir esses mesmos dados experimentais coletados e os cálculos para a tabela 02, no espaço reservado para dados de uma única bomba. 1.4.2 Procedimento experimental – associação de bombas 11. Abrir e combinar as válvulas, permitindo uma associação em série entre as bombas. 12. Conectar os engates, o ponto 1 na tubulação de sucção e o ponto 2 no recalque. 13. Ligar as duas bombas ao mesmo tempo. 14. Com o registro regulador de vazão totalmente aberto, calcular a vazão por meio do método volumétrico. A vazão também pode ser determinada pelo rotâmetro. 15. Anotar a diferença de pressão. Preencher a tabela 01. 16. Repetir os itens 14 e 15 para cinco diferentes vazões. Preencher a tabela 01 com os valores de vazão e P. 17. Se o medidor de pressão for um manômetro de tubo em U, preencher as tabelas com os valores de altura h. 1.4.2 Procedimento experimental – associação de bombas Em série Diâmetro da tubulação de entrada (D1) = Diâmetro da tubulação de saída (D2) = Uma bomba z2 = Q (m³/s) v1 (m/s) v2 (m/s) h (mm) ΔP (Pa) HB1 (m) Associação z2 = Q (m³/s) v1 (m/s) v2 (m/s) h (mm) ΔP (Pa) HBA (m) 1.4.2 Procedimento experimental – associação de bombas 18. Realizar os cálculos de v1, v2 e HBA e completar a tabela 01. 19. Abrir e combinar as válvulas, permitindo uma associação em paralelo entre as bombas. 20. Repetir os itens e completar a tabela 02 com os dados e os cálculos. 21. Consultar o técnico de laboratório a fim de obter o diâmetro DH que será utilizado para os cálculos da v1 e v2. 22. Complete seu relatório experimental e bons estudos! ATÉ A PRÓXIMA!
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