LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

Engenharia Mecânica

LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

LBMF:003-2015

Associação de Bombas em Série

2015

1. OBJETIVO

Levar o aluno a constatar experimentalmente os conceitos envolvidos no bombeamento de fluidos, medir os valores de pressões e vazões e analisar os efeitos de se associar duas bombas em série.

A associação em paralelo é utilizada no abastecimento de água de cidades, bem como serviços industriais, o objetivo é aumentar a vazão recalcada e possibilitar maior flexibilidade através da retirada ou colocação das unidades em funcionamento, que demanda uma manutenção preventiva. Pode ser feita de duas maneiras diferentes: Colocação de um rotor de dupla sucção. Justaposição de Colocação de duas ou mais bombas independentes interligadas. Nessa associação, a tubulação de recalque de cada bomba é conectada à tubulação de recalque do sistema, de modo que a pressão, na saída, será a mesma em todas as bombas, enquanto que a vazão total será a soma das vazões desenvolvidas pelas bombas associadas dois rotores pelo costado, que traz a vantagem do equilíbrio dos empuxos axiais.

1. INTRODUÇÃO

1. Hidrostática dos Fluidos

1. Equação da Continuidade

Quando todos os elementos de volume do fluido que passam por um ponto qualquer dentro do tubo o fazem sempre com a mesma velocidade, num referencial fixo no tubo, o escoamento é chamado de estacionário, laminar ou lamelar. Em pontos diferentes, as velocidades dos elementos de volume podem ser diferentes. Um escoamento estacionário pode ser conseguido se o fluido se desloca com velocidade de módulo relativamente pequeno. Consideremos, então, um fluido de densidade ρ constante, em escoamento estacionário numa tubulação sem derivações. Esta relação entre a velocidade do fluido e a área de secção por onde o fluido passa é chamada Equação da Continuidade.

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[pic 1]

                    2.1.2 Teorema de Bernoulli

Na obtenção da equação da continuidade, um fluido incompressível em regime estacionário, ao escoar por um cano com área de seção transversal variável, sofre mudanças na velocidade de forma que a vazão volumétrica permanece constante de modo a respeitar o principio da conservação da massa. Podemos concluir, pelas leis de newton, que se a velocidade muda é porque existem diferenças de pressão ao longo do cano, sendo a força resultante composta pela força gravitacional e pela força associada a diferença de pressão.

A partir disso, podemos obter a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão e a velocidade de um fluido ideal, incompressível, que escoa em regime laminar sob efeito da gravidade ao longo de um tubo de corrente. Expressa a conservação da massa do fluido, a conservação da energia do fluido.

[pic 2]

1. MATERIAIS UTILIZADOS

• Equipamento- Bancada HD36-Associação de Bombas.

[pic 3]

B01-Bomba centrífuga 01(Lado esquerdo da bancada);

B02-Bomba centrífuga 02(Lado direiro da bancada);

R01-Registro de alimentação(sucção)da bomba 01;

R02-Regsitro de alimentação(sucção)da bomba 02;

R03-Registro de sáida(Recalque)da bomba B01:possibilita manobra de interligação da bomba B01  na entrada do rotâmetro ROT01;

R04-Registro de sáida(recalque) da bomba B01:Possibilita manobra de interligação do recalque da bomba B01 na sucção da bomba B02-Associação em série;

R05-Registro de sáida(recalque) da bomba B02:possibilita a manobra de interliagação do recalque da bomba B02 na entrada do rotâmetro ROT02;

R06-Registro de sáida do rotâmetro ROT01 para a alimentação do rotâmetro; ROT03:possibilita manobra de interliagação da vazão da bomba b01 com a vazão da bomba; B02-Associação em Paralelo;

R07-Registro de saída do rotâmetro ROT01 para alimentação do rotâmetro ROT03;

V01-Vacuômetro instalado na linha de sucção da bomba B01;

M01-Manômetro instalado na linha de recalque da bomba B01;

V02-Vacuâmetro instalado na linha de sucção da bomba B02;

M02-Manômetro instalado na linha de recalque da bomba B02;

M03-Manômetro instalado na entrada do rotâmetro ROT03-Associação em Série;

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Realizamos testes com o objetivo de analisar o comportamento das bombas associadas em série.

Foi realizado a obtenção das curvasHman=f(Q) para baixa rotação ou para alta rotação para a bomba B1:

• Para colocar em funcionamento somente a bomba B01,deve-se inicialmente fechamos os registros R02,R04,R05 e R07 e abrimos os registros R01,R03 e R06.
• Ligamos o conjunto da bomba B01 no painel de comando e giramos o potenciômetro para a posição zero, conforme indicação do painel de controle.
• Com o potenciômetro na posição zero, fizemos as leituras do manômetro M01-Kgf/cm2 e do vacuômetro V01-mmHg e do rotâmentro ROT01-L/h.
• Giramos o potenciômetro no sentido horário e repetimos a operação para mais 3 faixas de rotação e anotar os resultados.

Foi realizado também a obtenção das curvas Hman=f(Q) para baixa rotação ou para alta rotação para a bomba B2:

• Fechamos os registros R01,R03,R04 e R06 e abrir os registros R02,R05 e R07;
• Ligamos o conjunto da bomba B02 no painel e giramos o potenciômetro para aposição zero, conforme indicação no painel de controle;
• Com o potenciômetro na posição zero,fazer as leituras do Manômetro M02,Vacuômetro V02 e Rotâmetro ROT02;
• Giramos o potenciômetro no sentido horário e repetir a operação para mais 3 faixas de rotação,e anotar os resultados na folha de teste;

Foi realizado em seguida a obtenção das curvasHman=f(Q) para baixa rotação ou para alta rotação para as bombas B01 e B02 associadas em Série;

• Para colocar as bombas B01 e  B02 em série deve-se inicialmente fechamos os registros R02,R03 e R06 e abrimos os registros R01,R04,R05 e R07;
• Ligamos o conjunto de bomba B01 no painel de comando à esquerda e giramos o potenciômetro para  a posição zero, conforme indicação do painal de controle;
• Ligamos o conjunto de bomba B02 no painel de comando à direita e giramos o potenciômetro para a posição zero, conforme indicação do painel de controle;
• Com os potenciômetros na posição zero, fizemos as leituras dos manômetros M01, M02 e M03 em Kgf/cm2 e dos vacuômetros V01 e V02 em mmHg e do rotâmetro ROT03 em L/h;
• Giramos os potenciômetros no sentido horário e repetir a operação para mais 3 faixas de rotação e anotamos os resultados.

1. DADOS OBTIDOS

Fórmulas utilizadas: Para encontrar a altura manométrica (Hman) .

 

Hman = M + V

Onde:

M: leitura do manômetro e V: leitura do vacuômetro.

 Obs.- se atentando as transformações das unidades de medidas para o cálculo do Hman em mca. Foi considerado: 1 kgf/cm = 10 mca e 760 mmHg =10 mca.

Para encontrar a vazão em m^3/s.

Q=Q’/3600

1. RESULTADOS

BOMBA 01

• NO MINIMO 5V

P1 = 0,25 kgf/cm²

V1 = 0 mmHg