BOMBA CENTRIFUGA

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ÍNDICE 
 
1 ‐ RESUMO DOS RESULTADOS .......................................................................................2 
2 – OBJETIVO............................................................................................................ 2 
3 ‐ DESENVOLVIMENTO TEÓRICO.............................................................................. 2 
3.1 ‐ Bomba centrífuga.............................................................................................. 2 
3.2 ‐ Esquema básico................................................................................................. 3 
3.3 – Base Teórica......................................................................... ............................ 4 
3.3.1 – Vazão (Q) ......................................................................... ............................. 4 
3.3.2 – Carga ou Altura Manométrica (HB) ................................................................ 4 
3.3.3 – Coeficientes Adimensionais (ψ e φ) ............................................................... 4 
3.3.4 – Rendimento Global (η
g
) ................................................................................. 5 
4 ‐ EXECUÇÃO EXPERIMENTAL................................................................................... 6 
5 ‐ DADOS FORNECIDOS ...................................................................................................7 
6 ‐ TABELAS DE RESULTADOS..................................................................................... 8 
7 ‐ CONVERSÕES .............................................................................................................9 
8 ‐ GRÁFICOS (VIDE GRÁFICOS MANUSCRITOS NO FINAL DO TRABALHO)................ 9 
9 ‐ COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES......................................................................... . 11 
 
 
 
 
 
2 
1 ‐ RESUMO DOS RESULTADOS 
Conseguimos levantar as principais curvas da bomba centrífuga (curva característica, 
curva universal e curva de rendimento) localizada no laboratório da FEI. Para maiores 
detalhes, ver gráficos nas últimas folhas desse trabalho. 
2 ‐ OBJETIVO 
Levantamento das curvas abaixo: 
 
‐ HB = f (Q);               CURVA CARACTERÍSTICA; 
‐ η
g 
= f (Q);               CURVA UNIVERSAL; 
‐ ψ = f (φ).                CURVA DE RENDIMENTO; 
Onde, 
HB = carga ou altura manométrica da bomba; 
Q = vazão recalcada (ou bombeada); 
ψ = coeficiente manométrico (adimensional); 
φ = coeficiente de vazão (adimensional); 
η
g 
= rendimento global do conjunto motor/bomba; 
3 ‐ DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 
3.1 ‐ Bomba centrífuga 
É o equipamento mais utilizado para bombear líquidos no saneamento básico, 
na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, transferindo 
líquidos de um local para outro. 
Ela funciona da seguinte maneira: Uma fonte externa à bomba, como um motor 
elétrico, motor a diesel, etc., gira um ou mais rotores dentro do corpo da bomba, 
movimentando o líquido e criando a força centrífuga que se transforma em energia de 
pressão. 
A entrada do líquido na bomba é chamada de sucção, onde a pressão pode ser inferior 
à atmosférica (vácuo) ou superior. O local de saída do líquido da bomba é conhecido 
como de recalque. A diferença de pressão na sucção e no recalque da bomba é 
conhecida com altura manométrica total (HB) e que determina a capacidade da bomba 
em transferir líquido, em função das pressões que deverá vencer, expressa em energia 
de pressão. 
 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Corte esquemático da bomba centrífuga utilizada neste experimento 
3.2 ‐ Esquema básico 
Para levantar as curvas desejadas, vamos utilizar uma instalação de recalque simples. 
De um reservatório, a água será recalcada para um tanque superior. Para alterar a 
vazão, será utilizada uma válvula tipo globo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Corte esquemático do funcionamento da bomba centrífuga neste experimento 
V. GLOBO 
(P/ CONTROLE 
DA VAZÃO)
RETENÇÃO
V. PÉ C/ RALO
RESERVATÓRIO
BOMBA E MOTOR
TANQUE SUPERIOR 
 
4 
Vamos iniciar com a válvula totalmente aberta (Qmáx) e fechando convenientemente a 
válvula, vamos até o último ensaio, correspondente à válvula totalmente fechada 
(Q=0). 
3.3 – Base Teórica 
3.3.1 – Vazão (Q) 
t
Ah
t
VQ quetan
×Δ==  
3.3.2 – Carga ou Altura Manométrica (HB) 
É definida como sendo a altura geométrica da instalação mais as perdas de carga ao 
longo da trajetória do fluxo. Altura geométrica é a soma das alturas de sucção e 
recalque. Fisicamente, é a quantidade de energia hidráulica que a bomba deverá 
fornecer à água, para que a mesma seja recalcada a uma certa altura, vencendo, 
inclusive, as perdas de carga. 
A altura manométrica é descrita pela seguinte equação: 
 
 z+
γ
p-p
+
2g
v-v
=H
z+
γ
p
+
2g
v
=H+z+
γ
p
+
2g
v
 H=H+H
s
12
2
1
2
2
B
s
s
2
s
Be
e
2
e
sBe
 
 
3.3.3 – Coeficientes Adimensionais (ψ e φ) 
 
A  partir  das  variáveis  envolvidas  num  fenômeno  qualquer,  podemos  determinar 
relações  adimensionais  construídas  com  as  variáveis,  e  que  também  podem 
representar  o  fenômeno.  O  fenômeno  “bomba  centrífuga”  pode  ser  representado 
pelas seguintes variáveis: 
0Q) ,D n, p, p,( f r =Δ  
Utilizando a teoria citada acima, podemos construir a função dos adimensionais 
envolvidos, que também poderá representar o fenômeno. 
)f(ou 0),( f ϕψϕψ ==  
Onde: 
 
5 
2
r
B
n².D
g.H =ψ     (coeficiente manométrico) 
3
rn.D
Q
 =ϕ        (coeficiente de vazão) 
n = rotação da bomba 
Dr = diâmetro do rotor 
g = aceleração da gravidade 
 
3.3.4 – Rendimento Global (η
g
) 
 
 
Sabemos que: 
 
→=
B
B N
N η  Rendimento da bomba 
 
→=
m
m N
BN η  Rendimento do motor 
 
→=
m
g N
N η  Rendimento global 
 
Nr = Nm = Potência do motor, ou potência elétrica retirada da rede pelo motor; 
 
Nnom = potência nominal do motor (gravada na placa do motor); 
 
NB = potência da bomba (potência no eixo da bomba); 
 
N = Potência útil, recebida pelo fluido; 
 
6 
4 ‐ EXECUÇÃO EXPERIMENTAL 
1. Ligar a bomba; 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Abrir totalmente a válvula globo  da bomba, estabelecendo a máxima vazão na 
instalação, e anotar o valor da pressão de saída (pms) que será a pressão 
mínima (pmsmín); 
 
 
VÁLVULA GLOBO 
Pms
Pme
 
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3. Medir o tempo necessário de 100 mm com o objetivo de calcular a vazão 
(conforme figura abaixo); 
 
 
4. Fechar totalmente a válvula globo, zerando a vazão, e anotar o valor da pressão 
(pms), que será a pressão máxima (pmsmáx); 
5. Dividir a faixa útil (∆p = pmsmáx – pmsmín) em cinco partes iguais, que orientarão 
as vazões utilizadas; 
6. Programar a experiência, anotando todas as pressões (pms e pme), a potência do 
motor (Nm) para todos os pms e todas as vazões que serão utilizadas para todos 
os pms; 
 
5 ‐ DADOS FORNECIDOS 
EXP. BOMBA VALORES NUMÉRICOS 
γh2o = 1000 kgf/m³ Dr = 132 mm (rotor) 
g = 9,8 m/s² De = 41,0 mm 
n = 3500 rpm Ds = 27,0 mm 
z = 290 mm Atanque = 0,546 m² 
 
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6 ‐ TABELAS DE RESULTADOS 
EXP. BOMBA  ∆z = 0,29m  TABELA DESENVOLVIMENTO 
GRAND.  h  t  Q  vs  ve  ∆(v²)/2g pms  pme  ∆p/γ HB  ψ  φ  N  Nm  ηg 
UNID. 
ENSAIOS 
m  s  L/s  m/s  m/s m  kgf/m²  kgf/m² m  m  ‐  ‐  CV  CV  % 
1  0,1  20,28 2,69  4,7  2,04 0,915  19388,5 2582,5 16,81 18  0,0083 0,0033 0,66  1,43  46 
2  0,1  24,5 2,23  3,89 1,69 0,626  21429,5 2174,74 19,25 20,2 0,0093 0,0028 0,61  1,29  47,3 
3  0,1  28,84 1,89  3,31  1,43 0,455  23470,3 1766,9721,7  22,4 0,0103 0,0023 0,58  1,22  47,5 
4  0,1  38,48 1,42  2,48 1,07 0,255  25511,21 1495,13 24,02 24,6 0,0113 0,0018 0,48  1,16  41,4 
5  0,1  59,5  0,92  1,6  0,7  0,106  27552,11 1291,25 26,26 26,7 0,0123 0,0011 0,33  1,02  32,4 
6  0,1  0  0  0  0  0  29593  951,45 28,64 28,9 0,0133 0  0  0,8  0 
 
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7 ‐ CONVERSÕES 
101,23 KPa = 10,330 kgf/m² 
760 mmHg = 10330 kgf/m² 
735 W = 1 CV 
1 m³/s = 1000 L/s 
1 m = 1000 mm 
 
8 ‐ GRÁFICOS (VIDE GRÁFICOS MANUSCRITOS NO FINAL DO TRABALHO) 
Planificando graficamente a tabela acima, obtêm‐se: 
 
De acordo com o traçado de H x Q as curvas características podem ser classificadas 
como:  
• flat ‐ altura manométrica variando muito pouco com a variação de vazão;  
• drooping ‐ para uma mesma altura manométrica podemos ter vazões 
diferentes;  
• steep ‐ grande diferença entre alturas na vazão de projeto e a na vazão zero 
(ponto de shut off );  
• rising ‐ altura decrescendo continuamente com o crescimento da vazão.  
 
E podemos observar a partir disso que a curva obtida pelos dados experimentais 
demonstra uma curva característica tipo flat. 
 
CURVA CARACTERÍSTICA
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Q (L/s)
H
b 
(m
)
Série1
 
10 
  Baseados também nos dados experimentais, e encontrando o coeficiente 
manométrico, têm‐se a seguinte curva universal: 
  
 
 
Baseados também nos dados experimentais, e encontrando o rendimento, têm‐se a 
seguinte curva de rendimento: 
 
 
CURVA UNIVERSAL
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035
φ
ψ Série1
CURVA DE RENDIMENTO
0
10
20
30
40
50
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Q (L/s)
ηg
 (%
)
Série1
 
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9 ‐ COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES 
As  bombas  centrífugas  são  equipamentos  mecânicos  e,  portanto,  estão  sujeitas  à 
problemas  operacionais  que  vão  desde  uma  simples  redução  de  vazão  até  o  não 
funcionamento generalizado ou colapso completo. Mesmo que o equipamento tenha 
sido  bem  projetado,  instalado  e  operado, mesmo  assim  estará  sujeito  a  desgastes 
físicos e mecânicos com o tempo. Os problemas operacionais podem surgir das mais 
diversas  origens  como  imperfeições  no  alinhamento  motor‐bomba,  falta  de 
lubrificação ou  lubrificação  insuficiente ou qualidade  inadequada do  lubrificante, etc, 
colocação  e  aperto  das  gaxetas,  localização  do  equipamento,  dimensionamento  das 
instalações de  sucção e  recalque, bem  como  suas próprias  instalações,  fundações e 
apoios qualidade da energia fornecida, etc. Esses fatores influenciam diretamente nos 
dados obtidos experimentalmente.  
  Um bom manuseio dos equipamentos durante o experimento e a preocupação 
na precisão da coleta de dados também deve ser considerada para que os resultados 
não fujam do que se é esperado. 
  Nesse  experimento  realizado  obtivemos  como  resultado  uma  curva 
característica tipo flat, que demonstrou uma variação pequena da altura manométrica 
em relação as diferentes vazões aplicada. Então a experimentação obteve sucesso ao 
demonstrar  a  partir  de  seus  dados  realmente  uma  curva  que  identifica  um  tipo  de 
bomba centrífuga.  
  E  a  partir  dos  resultados  válidos  obtidos  pudemos  também  traçar  a  curva 
universal  e  a  curva  de  rendimento  da  bomba,  confirmando  a  pequena  variação  do 
fator manométrico em relação às vazões submetidas e o rendimento da mesma.