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Bombas e sistemas de bombeamento LEVANTAMENTO DAS CURVAS CARACTERÌSTICAS DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA Bombas e sistemas de bombeamento CURVAS CARACTERÍSTICAS DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA Esquema de instalação para teste de levantamento das principais curvas de uma bomba centrífuga − = srm PP H A vazão pode ser calculada com o auxilio do vertedor triangular com angulo de 900 Q = 1,4 x h 5/2 (fórmula de Thompson) Q em m3/s h em m Norma ABNT 2004 erro de apenas 1% Pr e Ps Pressão lida nos manômetros A potencia real pode ser lida no Wattímetro diretamente ou pela fórmula de momento x velocidade angular Bombas e sistemas de bombeamento Fotos do sistema de ensaio de bombas do laboratório Conjunto das bombas e dos manômetros. Bomba da direita em corrente contínua Conjunto de manômetros para leitura de pressão na sucção e recalque da bomba Ponte para regulagem das rotações do motor de corrente contínua. Bombas e sistemas de bombeamento Importante n = constante (RPM) n = 1750 rpm Com essas medidas podem ser traçadas as curvas características da bomba Hm= f (Q) P= f (Q) η = f (Q) Fechada Bombas e sistemas de bombeamento Gráficos das principais características Hm = f(Q) P = f(Q) η = f (Q) Para facilitar a leitura e inclusive ganhar espaço é conveniente agrupar os gráficos em um único gráfico, porem em escalas diferentes para facilitar a visualização Bombas e sistemas de bombeamentoRelações entre as principais características de bombas semelhantes Para a vazão: 𝑸𝑰 𝑸𝑰𝑰 = 𝑫𝑰 𝟑 𝑫𝑰𝑰 𝟑 × 𝒏𝑰 𝒏𝑰𝑰 para a mesma bomba DI = DII 𝑸𝑰 𝑸𝑰𝑰 = 𝒏𝑰 𝒏𝑰𝑰 Para as alturas: 𝑯𝑰 𝑯𝑰𝑰 = 𝑫𝑰 𝟐 𝑫𝑰𝑰 𝟐 × 𝒏𝑰 𝟐 𝒏𝑰𝑰 𝟐 para a mesma bomba DI = DII 𝑯𝑰 𝑯𝑰𝑰 = 𝒏𝑰 𝟐 𝒏𝑰𝑰 𝟐 Para a potência: 𝑷𝑰 𝑷𝑰𝑰 = 𝑫𝑰 𝟓 𝑫𝑰𝑰 𝟓 × 𝒏𝑰 𝟑 𝒏𝑰𝑰 𝟑 para a mesma bomba DI =DII 𝑷𝑰 𝑷𝑰𝑰 = 𝒏𝑰 𝟑 𝒏𝑰𝑰 𝟑 Exemplo: Para uma bomba que trabalha acionada por um motor síncrono de 4 polos e 60 Hz; com Q = 40 m3/h e Hm= 30 m, passa a trabalhar acoplada a um motor de 4 polos, 50 Hz. O líquido é a água. Qual será a nova vazão, a nova altura e nova potência, supondo rendimentos iguais nos dois casos de 70%. Vazão QII = 40x1500/1800 = 33,333 m3/h HII = 30 x 1500 2/18002 = 20,833 m potência: PI = 1000x0,0111x30/75x0,70 = 6,343 CV PII = 6,343 x (1500/1800) 3 = 3,67 CV ou PII = 1000x 0,00926x 20,833/75x0,7= 3,67 CV Bombas e sistemas de bombeamento Variação do comportamento das curvas conforme a classificação do rotor Essa classificação é dada pela velocidades específica, que será vista em Turbomáquinas Hidráulicas e Eólicas 𝑛𝑠 = 3,65 × 𝑛 × 𝑄 𝐻𝑚 3/4 ns = velocidade específica n = rotação real em rpm Q em m 3/s e Hm em m 40 < ns < 80 80< ns < 300 300 < ns < 600 600 < ns < 1400 Bombas e sistemas de bombeamento Fatores geométricos que influem na curva característica - Diâmetro do rotor - Largura do rotor - Ângulo das pás - Número de pás Curvas de isorendimentos Exemplo de curvas de isorendimentos para ´vários diâmetros do rotor, com duas rotações diferentes Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Bombas e sistemas de bombeamento Fatores geométricos que influem na curva característica - Diâmetro externo do rotor - Largura do rotor - Ângulo das pás do rotor - Número de pás do rotor Variação das curvas com o diâmetro do rotor Comportamento da curva com a largura das pás rotor Comportamento da curva com o ângulo de saída das pás do rotor Comportamento da curva com o número de pás do rotor Bombas e sistemas de bombeamento Como analisar o comportamento da curva conforme a aplicação da bomba Exemplos: 1 Para injeção de água em uma caldeira Nesse caso o importante é a pequena variação da pressão e não da vazão por isso deve-se escolher uma bomba com menor declive. O importante é garantir a pressão para injetar a água vencendo a pressão interna no tubulão da caldeira 2 Para uma indústria de tintas ou garantir a mistura mais exata de um certo componente em uma indústria de alimentos. Nesse caso o importante é a vazão que deve ser garantida no processo. Por isso deve ser escolhida um bomba que apresente uma grande declividade na sua curva Bombas e sistemas de bombeamento Exercício: No Gráfico abaixo uma bomba trabalha com uma vazão de 450 GPM e uma altura manométrica de 100 pés. Determinar graficamente: o diâmetro do rotor, a rotação, o rendimento e a potência correspondente. Para a bomba trabalhar com uma rotação vazão aproximada de 310 GPM, qual seria a rotação necessária e a altura correspondente. Pelo Gráfico: N = 1750 rpm D = 10 ½¨ P = 15 CV e rendimento 77% Para se ter a nova vazão de 310 GPM, a rotação do rotor deverá ser NII = 1750 x 310/450 = 1205 rpm E a altura correspondente HII =100 x (1205/1750)2 = 47,41 ft, como no gráfico aproximadamente 47 m Bombas e sistemas de bombeamento