A Perda de Carga em Bombas

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR

ESCOLA DE ENGENHARIA

ARTHUR SOUZA COSTA VIANNA

O IMPACTO DA REDUÇÃO DAS INEFICIÊNCIAS SOBRE O DESEMPENHO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

Salvador

2019

ARTHUR SOUZA COSTA VIANNA

O IMPACTO DA REDUÇÃO DAS INEFICIÊNCIAS SOBRE O DESEMPENHO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

Trabalho de conclusão de curso apresentado a escola de engenharia da universidade católica do salvador, para a obtenção do grau de bacharel em engenharia mecânica.

Orientador: Wagner Mônaco

SALVADOR

2019

RESUMO

     Tendo em vista que é preciso obter novas soluções tecnológicas para ter um melhor tratamento das perdas de energia, pesquisa-se sobre o tratamento das ineficiências de bombas centrífugas, a fim de apresentar métodos para minimizar as perdas de energias causadas pelas ineficiências. Para tanto, é necessário identificar as ineficiências significativas, apontar as causas e estudar os métodos encontrados na bibliografia. Diante disso, verifica-se que pesquisa desenvolvida foi satisfatória, e que o conteúdo abordado possa contribuir com o conhecimento na área, de forma que possa possibilitar mais informações para a análise dos fenômenos relacionados as ineficiências em bombas centrifugas de forma geral.

Palavras-chave: Ineficiências, tratamento, bomba centrífuga.

ABSTRACT

Given the need for new technology solutions for better energy treatment, research on the treatment of centrifugal pump inefficiencies, a display of methods for minimizing energy variations caused by inefficiencies. Therefore, it is necessary to identify the identified inefficiencies, point out as causes and study the methods found in the bibliography. Therefore, verify that the research developed was satisfactory and the content approached can contribute to the knowledge of the area, so that it can allow more information for the analysis of related history as inefficiencies in centrifugal pumps in general.

Keyword: Inefficiencies, treatment, centrifugal pump

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Pressão atmosférica, absoluta e relativa          13

Figura 2 – Representação da equação da continuidade          14

Figura 3 – Diagrama de moody          17

Figura 4 – Perda de carga na tubulação          18

Figura 5 – Classificação das bombas          19

Figura 6 – Componentes de uma bomba centrífuga          20

Figura 7 – Bomba centrífuga horizontal, estágio único, de sucção simples          21

Figura 8 – Tipos de rotores          21

Figura 9 – Ponto ótimo de funcionamento de uma bomba centrífuga          23

Figura 10 – Rotor danificado pela cavitação          24

Figura 11 – Esquema de perdas por fuga de fluido pelos labirintos nas máquinas de fluxo          27

Figura 12 – Carcaça com pás guias         31

Figura 13 – Esquema sem anel de desgaste         33

Figura 14 – Esquema com anel de desgaste na carcaça        33

Figura 15 – Esquema com anel de desgaste no impelidor e na carcaça        34

Figura 16 – Mancal de carreira simples          35

Figura 17 – Mancal de carreira dupla          35

Figura 18 – Mancal de carreira dupla de esfera e autocompensadores          36

Figura 19 – Mancal de rolo carreira simples          36

Figura 20 – Mancal de rolo carreira dupla          36

Figura 21 – Mancal bipartido          38

Figura 22 – Mancal casquilho          38

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO:          7

2 FUNDAMENTAÇÃO TEORICA:          11

2.1 Conceitos de mecânica dos fluídos          11

2.2 Vazão          11

2.3 Pressão          12

2.4 Equação da continuidade          13

2.5 Teorema de Bernoulli          14

2.6 Número de Reynolds          15

2.7 Perda de carga          15

2.8 Altura manométrica          18

2.9 CONCEITOS GERAIS DE BOMBAS CENTRÍGUFAS          19

2.10 Classificação das bombas          19

2.11 Bombas centrífugas          19

2.12 Curvas características das bombas          22

2.13 Curva da carga (H) x vazão (Q)          22

2.14 Curva da potência absorvida (P) x vazão (Q)          23

2.15 Curva do rendimento (η) x vazão (Q)          23

2.16 Determinação do ponto de trabalho e curva do sistema          23

2.17 Pressão de vapor          24

2.18 Cavitação          24

2.19 NPSH          25

3 PERDAS, RENDIMENTOS E POTÊNCIAS          26

3.1 Perdas hidráulicas e rendimento hidráulico          26

3.2 Perdas volumétricas e rendimento volumétrico          27

3.3 Perdas mecânicas e rendimento mecânico          28

3.4 Rendimento total          28

3.5 Potências          29

4 TRATAMENTO DAS PERDAS          31

4.1 Tratamento das perdas hidráulicas          31

4.2 Tratamento das perdas volumétricas          32

4.3 Tratamento das perdas mecânicas          34