Dimensionamento de Bomba centrífuga

                                    UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS[pic 1][pic 2]

DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA E

ENGENHARA DE ALIMENTOS

DIMENSIONAMENTO DE BOMBA

GOIÂNIA

2017

1.0 Introdução

Segundo Brasil (2011), entende-se por leite, sem outra especificação, o produto oriundo da ordenha completa e ininterrupta, em condições de higiene, de vacas sadias, bem alimentadas e descansadas. O leite de outros animais deve se denominar segundo a espécie de que proceda.

No bombeamento de leite utilizasse bombas sanitárias, estas são projetadas especificamente para o transporte de alimentos e da indústria farmacêutica, elas são construídas com o intuito de diminuir a contaminação utilizando material inerte (aço inoxidável, borracha nitrílica, borracha etileno-propileno-dieno ou viton).

Uma bomba tem a finalidade de agregar pressão na tubulação, essa pressão é utilizada para vencer a diferença de altura das tubulações e perda de carga da instalação, o restante é convertido em vazão. Desta forma a bomba oferece pressão máxima com vazão zero e vazão máxima com pressão mínima.

A bomba sanitária mais utilizada para os deslocamentos de fluidos são as bombas centrífugas, porém no caso do leite utilizasse bombas de deslocamentos positivo que não traz prejuízo paras a micelas de gorduras. A bomba helicoidal, ou bomba de cavidades progressivas, é uma bomba de deslocamento positivo muito utilizada em diversos ramos da indústria. É aplicada principalmente aonde as bombas centrífugas não obtém bons resultados.

Neste aspecto, para implementar ou desenvolver um projeto de bomba é necessário pensar em aspectos importantes, como ter conhecimento das diferenças de altura física, conhecer a pressão absoluta nos tanques de alimentação e na descarga, calcular a perda de carga na linha de sucção e recalque e calcular respectivamente as velocidades econômicas da sucção de carga, ou seja, V1 e V2. A escolha da bomba e sua potência ira depender basicamente desses fatores primordiais, pois desconsiderando qualquer citado anteriormente, terá problemas significativos somo cavitação da bomba ou ate perda de forção ou impulsão do fluido onde se deseja bombear.

A cavitação é fenômeno físico que ocorre principalmente no interior de sistemas hidráulicos e que consiste na formação de bolhas de vapor no meio fluido. Isso ocorre quando a pressão estática absoluta local cai abaixo da pressão de vapor do líquido e, portanto causa a formação de bolhas de vapor no corpo do líquido. A cavitação é muito prejudicial tanto para a bomba como para o sistema. Por essa razão os fabricantes especificam as limitações dos seus produtos. Os fabricantes de bombas de deslocamento positivo geralmente especificam a pressão menor que a atmosférica, que deve ocorrer a entrada da bomba para encher o mecanismo de bombeamento. Contudo, as especificações para essas pressões não são dadas em termos da escala de pressão absoluta, mas em termos da escala de pressão do vácuo.

2.0 Desenvolvimento

LEITE (20ºC): ρ = 1,03 g/cm³ = 1,03x10³ kg/m³;

                 μ = 2,2 CP = 2,2x kg/s.m;[pic 3]

Dados para recalque:

• Diâmetro nominal (D): 1 (SCH80) = 0,0381 m;[pic 4]
• Área interna (A) = 1,5x m²;[pic 5]
• Tabela Perry: Vazão (V) = 30,2 L/min = 5,03x m³/s;[pic 6]

• Velocidade (v):  =  = 3,35 m/s;[pic 7][pic 8]

• Reynolds (Re):  =  = 5,98x;[pic 9][pic 10][pic 11]

• Diagrama de Moody: Rugosidade  = 0,00005; Coeficiente de atrito (ƒ) = 0,02;[pic 12]

• Cálculo da perda de carga para recalque:

• Acessórios: 1 válvula de retenção = 4,5 m;

   3 curvas de 90º = 3 x 0,5 m = 1,5 m;

   1 registro gaveta = 0,3 m;

   1 união = 0,01 m;

• Soma da perda de carga dos acessórios ()=(4,5+1,5+0,3+0,01)=6,31 m;[pic 13]
• Perda de carga para recalque ():[pic 14]

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Dados para sucção:

• Diâmetro nominal (D): 2” (SCH80) = 0,0508 m;
• Área interna (A) = 2,1x m²;[pic 18]
• Tabela Perry: Vazão (V) = 30,2 L/min = 5,03x m³/s;[pic 19]

• Velocidade (v):  = [pic 20][pic 21]

• Reynolds (Re):  =  = 5,68x;[pic 22][pic 23][pic 24]

• Diagrama de Moody: Rugosidade  = 0,00003; Coeficiente de atrito (ƒ)=0,022;[pic 25]

• Cálculo da perda de carga para sucção:

• Acessório: 1 válvula de pé e crivo = 11,6 m;
• Soma da perda de carga dos acessórios () = 11,6 m;[pic 26]
• Perda de carga para sucção ():[pic 27]

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Perda de carga total ():[pic 31]

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Perda de carga total com margem de segurança de 10% (H):

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• Potência:

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Considerando que não há pressão nos tanques, por estarem hermeticamente abertos, a equação resulta em:

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Considerações:     e [pic 40][pic 41][pic 42][pic 43][pic 44]

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Sendo esse resultado (W/g) a altura manométrica.

Multiplicando essa altura manométrica pelo valor de gravidade, tem-se a potência:

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• Potência ():[pic 50]

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• Eficiência (ƞ):

Considerando um motor com potência Consumida de 1 CV, potência tabelada ou fornecida conforme a bomba a ser utilizada, que equivale 735,498 J/s, é possível verificar a eficiência da bomba.

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Verifica-se então que tem uma eficiência de 93%.