Sistemas de Bombeamento - Prof. Villar
238 pág.

Sistemas de Bombeamento - Prof. Villar


DisciplinaMáquinas de Fluxo476 materiais3.638 seguidores
Pré-visualização50 páginas
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
5.1 Curvas Características de Sistemas de Bombeamento...............................................3 
5.1.1 Sistema com Altura Estática Nula .........................................................................4 
5.1.2 Sistema com Altura Perda de Carga Nula..............................................................4 
5.1.3 Sistema com Altura Estática Positiva ......................................................................5 
5.1.4 . Sistema com Altura Estática Negativa ..................................................................5 
5.1.5. Sistema com Baixa Perda de Carga ......................................................................6 
5.2 Controle de Desempenho das Bombas. ......................................................................7 
5.2.1 Controle do Sistema por Regulação ou Estrangulamento de Válvula .....................8 
5.2.2 Controle de Sistema de Utilização de uma Linha de Recirculação (Bypass) ........8 
5.2.3 Controle de Sistema por Ajuste da Rotação..........................................................9 
5.2.4 Controle de Sistema por Mudança no Diâmetro do Rotor ...................................12 
5.2.5 Controle por Ajuste do Angulo de Passo das Pás...............................................14 
5.2.6 Comparativos de Estratégias de Controle da Vazão ...........................................15 
5.2.7 Operaçao de Sistemas com Bombas em Paralelo...........................................17 
5.3 Parametrização de Curvas Características de Bombas Centrífugas .........................19 
5.3.1 Equação Característica Real de Bombas Centrífugas ..........................................19 
5.3.2 Perdas Hidráulicas nas Bombas ..........................................................................20 
5.4 Método para Parametrização das Curvas de Bombas................................................21 
5.5 Exemplo do Procedimento.........................................................................................22 
5.6 Equações Complementares.......................................................................................27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 5: Curvas Operacionais de Sistemas de Bombeamento 
Jorge A. Villar Alé 5-3 
 
5.1 Curvas Características de Sistemas de Bombeamento 
 
A curva característica do sistema é formada pela contribuição da altura estática de elevação he mais 
a contribuição da perda de carga da tubulação e dos acessórios. A perda de carga dos acessórios inclui 
válvulas, registros perdas por entrada ou saída do fluido nos reservatórios assim como a perda de carga por 
elementos na tubulação que permitem mudança de diâmetro da tubulação tais como bocais convergentes e 
bocais divergentes. A altura estática de elevação é determinada pela contribuição da altura estática de 
aspiração mais a altura estática de recalque. Considerando como referencia o centro da bomba a altura 
estática de elevação pode ser a soma o diferença das alturas de aspiração (ha) e altura estática de recalque 
(hr) A perda de carga da tubulação é proporcional ao quadrado da velocidade (v2) e, portanto proporcional 
ao quadrado da vazão (Q2). Desta forma a curva característica do sistema é dada por uma Eq. do tipo: 
2kQhH eman += 
Quando temos um sistema de bombeamento em 
que o nível da superfície da água do 
reservatório de aspiração esta abaixo do centro 
da bomba a altura estática de elevação, é dada 
por: 
rae hhh += 
 
Fig.5.1 Sistema convencional 
Quando no sistema de bombeamento o nível da 
superfície da água do reservatório de aspiração 
esta acima do centro da bomba, a altura estática 
de elevação é dada por: 
rae hhh \u2212= 
 
Fig.5.2 Sistema bomba afogada 
Quando no sistema de bombeamento o nível da 
superfície da água do reservatório de aspiração 
esta acima do centro e o nível da água do 
reservatório de recalque abaixo do centro da 
bomba, a altura estática de elevação torna-se 
negativa e é dada por: 
)( rae hhh +\u2212=
 
 
 
Fig.5.3 Sistema bomba gravidade 
Sistemas Fluidomecânicos 
 PUCRS 5-4 
5.1.1 Sistema com Altura Estática Nula 
 
Quando a altura de aspiração e de recalque são iguais, a altura estática de elevação é nula. Neste 
caso (Fig.5.4) a curva do sistema é determinada unicamente em função da perda de carga da tubulação. O 
ponto de operação é a intercessão da curva da bomba com a curva do sistema. Nestes sistemas a vazão pode 
ser reduzida pelo fechamento de uma válvula de registro. 
2kQH man = 
 
Fig.5.4 Sistema bomba gravidade 
5.1.2 Sistema com Altura Perda de Carga Nula 
Quando a altura de aspiração a perda de carga do sistema é muito pequena ou desprezível a curva do 
sistema é uma reta paralela ao eixo da vazão sendo determinada unicamente em função altura estática de 
elevação (Fig.5.5). O ponto de operação é a intercessão da curva da bomba com a curva do sistema. 
eman hH = 
 
Fig.5.5 Sistema com perda de carga nula 
Capítulo 5: Curvas Operacionais de Sistemas de Bombeamento 
Jorge A. Villar Alé 5-5 
5.1.3 Sistema com Altura Estática Positiva 
Neste sistema (Fig.5.6) a altura manométrica é determinada pela soma da contribuição da altura 
estática de elevação mais a perda de carga da tubulação e acessórios. Da mesma forma que no sistema 
anterior na intercessão das curvas encontra-se o ponto de operação. Também pode ser mudada a vazão com 
regulação de uma válvula de registro. 
2kQhH eman += 
 
Fig.5.6 Sistema com altura estática positiva 
5.1.4 Sistema com Altura Estática Negativa 
Neste sistema (Fig.5.7) o resultado da soma altura estática da aspiração e de recalque tornam a 
altura estática de elevação negativa. Parte da energia do sistema é transferida por gravidade e parte 
adicionada pela bomba. Da mesma forma que no sistema anterior na intercessão das curvas encontra-se o 
ponto de operação. A vazão pode ser mudada com regulação de uma válvula de registro. 
2kQhH eman +\u2212= 
 
Fig.5.7 Sistema com altura estática negativa 
Sistemas Fluidomecânicos 
 PUCRS 5-6 
 
5.1.5 Sistema com Baixa Perda de Carga 
 
Em sistemas de este tipo (Fig.5.8) a perda de carga da instalação é muito pequena, o que pode ser 
devido a velocidades baixas na tubulação, poucos acessórios na instalação ou diâmetros grandes assim como 
tubulações muito lisas. Desta forma na altura manométrica do sistema predomina a altura estática de 
elevação. Sendo assim a curva do sistema torna-se bastante plana o que significa que com o aumento da 
vazão a altura manométrica aumenta pouco mais do que a altura de elevação. 
eeman hkQhH \u2245+= 2 
 
 
Fig.5.8 Sistema com baixa perda de carga 
 
 
 
Capítulo 5: Curvas Operacionais de Sistemas de Bombeamento 
Jorge A. Villar Alé 5-7 
 
5.2 Controle de Desempenho das Bombas. 
 
 
O ponto de operação (Fgi.5.9) da vazão e altura manométrica é dado pela interseção da curva da 
bomba com a curva do sistema. Para mudar este ponto de operação poder ser modificada a curva da bomba 
ou a curva do sistema. 
 
 
Fig.5.9 Ponto de operação bomba-sistema 
 
 
A curva do sistema pode ser modificada: 
 
Modificando a resistência do escoamento, por exemplo, utilizando o fechamento de um registro, instalando 
um sistema de recirculação da vazão (bypass), modificando ou trocando o diâmetro da tubulação ou também 
pode ocorrer naturalmente devido ao próprio envelhecimento da tubulação. 
 
A curva da bomba pode ser modificada: 
 
Mudando o diâmetro do rotor, realizando um corte para diminuir o diâmetro do rotor, ativando