Bomba Centrifuga

Bomba centrifuga

Objetivo do experimento.

É coletar os dados para obtermos o coeficiente de vazão e manométrico, e também a potência e o rendimento da bomba, gerando assim os gráficos de curva solicitados.

Introdução e fundamentos.

As bombas são maquinas hidráulicas geratrizes, portanto, elas recebem energia potencial e transformam parte da energia em cinética e de pressão, fazendo com que o fluido seja transportado de um local ao outro com o uso dessasduas energias, então se usa bombas hidráulicas quando precisa aumentar a pressão de uma substancia liquida de algum sistema.

Existem vários tipos de bombas, mas elas podem ser divididas em dois grupos que são: bomba centrifuga e bomba volumétrica, este relatório irá explicar somente a bomba centrifuga que foi a utilizada no experimento.

A bomba centrifuga possui um disco rotor (impulsor) com palhetas, na qual o fluido passa pelo seu centro e é expulso pela periferia, isso ocorre pela ação da força centrifuga por isso o nome da bomba. Ela funciona á partir de duas pressões uma de baixa pressão que é a sucção e outra de alta pressão que é o recalque, para que ocorra essa duas pressões na bomba precisa-se que no interior da mesma tenha a transformação de energia mecânica que vem do motor ou turbina em energia cinética que desloca o fluido, e assim a energia cinética precisa vir em maior pressão para que ela empurre o fluido na altura do deslocamento.

Existem três partes importantes de uma bomba, o corpo que envolve o rotor e aciona o fluido, o rotor que é um disco com palhetas que impulsiona o fluido e o eixo de acionamento que transmite a força motriz causando o movimento rotativo.

Neste relatório fizemos a medição de seis amostras para calcularmos a carga manométrica da bomba (H_b), o coeficiente manométrico (ψ), coeficiente de vazão (ϕ), rendimento do motor e da bomba, e após esses cálculos criamos as curvas do sistema com os gráficos, e ao fim comparamos as curvas do nosso gráfico com outros gráficos para discutirmos e concluímos os resultados obtidos.

Equipamentos utilizados.

Neste experimento foram utilizados os seguintes materiais:

Válvula de controle de fluxo;

Válvula globo;

Bomba centrifuga;

Cronometro;

Tanque.

Esquema experimental.

Procedimento experimental.

Para iniciarmos a coleta dos dados para o experimento, primeiro verificamos se a válvula de controle de fluxo estava totalmente fechada, após essa verificação ligamos a bomba e iniciamos o teste com a válvula de controle de fluxo totalmente aberta, marcando o tempo com um cronometro, e marcando também a diferença de altura no piezômetro, até que a água no tanque chegasse à altura solicitada. Fizemos da mesma maneira para as outras medidas, mas fechando a válvula de fluxo gradativamente até completarmos as seis medidas.

Dados coletados.

Equações utilizadas.

Carga manométrica da bomba:

H_b=(P2-P1)/ρg+ A2* 〖V2〗^2/2g+ Z2-Z1

Coeficiente manométrico:

Ψ = gHb/(N^2* 〖Dr〗^2 )

Coeficiente de vazão:

Φ = Q/(N*〖Dr〗^3 )

Rendimento da bomba:

N_B = N/N_B

Rendimento do motor elétrico:

N_(M = N_B/N_M )

Rendimento global:

N_(G = N/N_M )

Exemplo de cálculo.

Utilizamos a 1º amostra para demonstrar os cálculos realizados.

Vazão Q(m³/s)

Q=Volume/Tempo→Q=0,02919/19,17→Q=0,0152m³/s

Velocidade V(m/s)

V=Q/Area→V=0,01692/(0,0973 )→V=0,0156 m/s

A Pressão foi dada na unidade (kgf./cm²) tivemos que converter em P(Mpa).

Mpa = 0,098 * Kgf./cm²

P = 0,098* 10000 = 980 mPa

Carga manométrica da bomba Hb(m)

H_b=(P2-P1)/ρg+ A2*〖V2〗^2/2g+ Z2-Z1

H_b=P/ρ+V^2/2g→H_b=980/1000+((0,0156)²)/(2*9,8)→H_b=0,981542297m

Coeficiente de vazão: Φ

Φ = Q/(N*〖Dr〗^3 )→ Φ = 0,0152/(0,5*〖0,1〗^3 )→Φ =3,045383412

Coeficiente manométrico: Ψ

Ψ = gHb/(N^2*〖Dr〗^2 )→Ψ = (9,8*0,981542297)/(〖(0,5)〗^2*(0,1)²)→Ψ = 3841,648981

Valores das constantes.

D_2=25 mm ( Diametro da seção de saída)

N=3515 rpm ou 0,5 cv (potência hidráulica recebida pelo fluido)

D_r = 10 cm ou 0,1 m

A_(Tanque =0,0973 m^3 )

ρ