Instalação hidráulica para bombeamento de água

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Relatório de Máquinas de Fluxo e Deslocamento
Prática de laboratório II: Instalação hidráulica para bombeamento de água
Albert Cândido Pereira, Antônio Pereira Arantes Neto
Máquinas de Fluxo e Deslocamento, Bacharelado Engenharia Mecânica - Prof. Ricardo Vitoy
Departamento de Áreas Acadêmicas IV, Instituto Federal de Goiás, Goiânia, GO
Submetido em 27/04/2015
1. Introdução
As bombas são utilizadas nos circuitos hidráulicos para converter energia mecânica em energia hidráulica. A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada da bomba e permite que a pressão atmosférica force o fluido do tanque, através da linha de sucção, a penetrar na bomba. A bomba passará o fluido para a abertura de descarga forçando-o através do sistema hidráulico.
As bombas hidráulicas juntamente com outros componentes formam uma instalação hidráulica. Fazem parte desses componentes as curvas (45° e 90°), joelhos, válvulas de retenção, registros, flanges e etc.
É comum a ocorrência nestes sistemas de fenômenos que devem ser evitados. Dentre os principais estão a cavitação e o golpe de ariete. A cavitação ocorre quando a pressão na tubulação se encontra abaixo da pressão de vapor do líquido transportado devidas à própria natureza do escoamento ou ao movimento de impulsão recebido pelo líquido. Já o golpe de ariete designa as variações de pressão decorrentes de variações da vazão, causadas por alguma perturbação, voluntária ou involuntária, que se imponha ao fluxo de líquidos em condutos, tais como operações de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção e controle.
Para a experiência de laboratório, a bomba hidráulica foi acionada com válvula na posição fechada e aberta para análise de qual forma de partida é mais vantajosa.
2. Objetivo
O objetivo da aula laboratorial fora de:
Identificar os principais componentes em instalação de bombeamento.
Simular a cavitação.
Justificar as vantagens da partida de sistema com válvulas na posição fechada e aberta.
3. Material e Métodos
Na realização do experimento utilizou-se de uma bancada de ensaios composta de diversos componentes, dentre eles duas bombas centrífugas controladas por um sistema de inversor de frequência, manômetros, rotâmetros, amperímetros acoplados ao sistema de inversor de frequência, reservatório, curvas 90°, joelhos, tês, válvulas de retenção, válvula de crivo na sucção, registros tipo gaveta e flanges.
Figura 1: Bancada experimental.
Inicialmente uma das bombas centrífugas foi acionada com a válvula fechada. Em seguida, o procedimento foi repetido com a válvula aberta para análise da forma de partida mais vantajosa. Para isso observaram-se os valores de corrente elétrica do motor. Posteriormente simulou-se o fenômeno da cavitação reduzindo a vazão na tubulação com o fechamento gradativo do registro tipo gaveta. E finalmente foi observado o golpe de ariete com o fechamento abrupto da válvula de retenção.
4. Conclusão
Ao final do experimento em laboratório foi possível observar que antes da partida, a bomba e a tubulação de sucção devem estar totalmente preenchidas com o líquido a ser bombeado no caso a água. A válvula de isolamento da tubulação de sucção deve estar totalmente aberta. A partida da bomba deve ser efetuada sempre com a válvula de recalque fechada, o equipamento do laboratório com acionamento elétrico e acoplado a um medidor de corrente, obteve valores de medida com correntes menores com a válvula fechada, abrindo a válvula de descarga somente após a bomba ter atingido sua velocidade nominal de operação. 
Controlando-se a perda de pressão na linha de sucção por meio de um manômetro de pressão. Ainda foi possível observar que durante o bombeamento à medida que a vazão nesta fora reduzida o início e ocorrência do fenômeno da cavitação. Durante o experimento também observou a ocorrência do Golpe de Ariete, onde ao se fechar a válvula abruptamente uma onda de choque é ocasionada na tubulação.
5. Referências
RODRIGUES, J. M. Mecânica dos Fluidos: bombas hidráulicas. São Paulo, 2001. Disponível em: < http://www.engbrasil.eng.br/pp/mf/aula17.pdf >. Acesso em: 27 abr. 2015.