Bomba Centrífuga Com Rotação Variável

SUMÁRIO

1- INTRODUÇÃO 03

2- REVISÃO DE LITERATURA 03

3- OBJETIVOS 05

4- METODOLOGIA 05

4.1 – MATERIAIS 05

4.2 – PROCEDIMENTO 05

5- RESULTADOS E DISCUSSÃO 06

6- CONCLUSÃO 08

7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 09

ANEXO I – MEMÓRIA DE CÁLCULO 10

1 – Introdução

As turbomáquinas são equipamentos importantes na mecânica dos fluidos e podem ser dividas em duas categorias: bombas e turbinas. Uma bomba é qualquer máquina de fluido que adiciona energia a um fluido, resultando em um aumento de pressão do fluido, não necessariamente em um aumento da velocidade deste através da bomba. As turbinas funcionam de maneira contrária, ou seja, retirando energia do fluido. É convencional usar o termo bombeamento quando estão envolvidos líquidos. Em alguns casos é necessário transportar suspensões mediante bombas especiais. Os gases têm densidade e viscosidade mais baixas, além de maior compressibilidade, de modo que se usam dispositivos diferentes para movimentá-los. A prática tem por objetivo a construção de uma curva da altura manométrica em função da vazão de uma bomba centrífuga. A partir de experimentos no sistema, os dados obtidos após três medições para cada vazão serão analisados, confrontando os valores da altura manométrica em função da vazão da bomba. Experimentalmente, encontram-se as alturas manométricas nas diferentes vazões com o auxílio da equação de Bernoulli. A abertura da válvula presente no recalque deve ser variada. As pressões do manômetro devem ser anotadas e os diâmetros internos da tubulação de sucção e de recalque devem ser medidos. Da mesma maneira, a temperatura do fluido e o desnível entre o manômetro e o vacuômetro.

2 - Revisão de Literatura

Segundo ÇENGEL et al (2007), um equipamento comum e importante da mecânica dos fluidos é a turbomáquina, que se divide em duas categorias: bombas e turbinas. A palavra bomba é um termo geral para qualquer máquina de fluido que adiciona energia a um fluido. De maneira geral, a finalidade de uma bomba é adicionar energia a um fluido, resultando em um aumento de pressão do fluido, não necessariamente em um aumento da velocidade do fluido através da bomba.

A maioria das bombas cai em uma de duas classes principais, as bombas de deslocamento positivo e as bombas centrífugas. As bombas de deslocamento positivo impelem uma quantidade definida do fluido em cada golpe ou volta do dispositivo; as bombas centrífugas impelem um volume que depende da pressão de descarga ou da energia adicionada.

Considerando a Figura 1 abaixo, observa-se um sistema com variação de elevação, perdas de carga, aceleração de fluido e inexistência de turbina.

Figura 1. Papel de uma bomba em um sistema de tubos.

O desempenho de uma bomba pode ser caracterizado pela sua carga líquida H. Aplicando-se um balanço de energia entre os pontos 1 e 2, pode-se determinar a carga líquida disponível (altura manométrica), conforme equacionamento a seguir:

H_disponível=(P_(2-) P_1)/ρg+(v_2^2-v_1^2)/2g+(z_2-z_1 )+h_(L,total) (1)

Analisando esta equação, conclui-se que a carga útil da bomba deve realizar quatro procedimentos:

Aumentar a pressão estática do fluido do ponto 1 até o ponto 2;

Aumentar a pressão dinâmica do fluido do ponto 1 até o ponto 2;

Aumentar a elevação do fluido do ponto 1 até o ponto 2;

Superar as perdas irreversíveis de carga no sistema de tubos.

O ponto operacional de um sistema de tubos é determinado quando os requisitos do sistema (a carga líquida disponível) coincidem com o desempenho da bomba (carga líquida requerida). Em uma aplicação típica H_disponível e H_necessária coincidem em um valor exclusivo da vazão – esse é o ponto operacional ou ponto de funcionamento do sistema, que pode ser visualizado na Figura 2 abaixo.

Figura 2. Curva operacional da bomba e do sistema, explicitando seu ponto operacional.

3 - Objetivo

A partir de experimentos no sistema para construção da curva da bomba, analisam-se os dados obtidos apresentando três medições para cada vazão trabalhada, confrontando os valores da altura manométrica em função da vazão da bomba e assim, atingindo o objetivo de construir a curva da altura manométrica em função da vazão de uma bomba centrífuga.

4 – Metodologia

4.1 - Materiais

Sistema para construção da curva da bomba;

Fita métrica,

Paquímetro;

Termômetro;

Cronômetro.

4.2 - Procedimento

Obtiveram-se, experimentalmente, as alturas manométricas nas diferentes vazões através da equação de Bernoulli, através da variação da abertura da válvula presente no recalque, em seguida com a coleta do módulo das pressões no manômetro e no vacuômetro, e depois se mediu o diâmetro interno da tubulação de recalque e de sucção, a temperatura do fluido e o desnível entre o manômetro e o vacuômetro.

5 - Resultados e Discussão

As bombas convertem potência mecânica aplicada ao eixo de acionamento, em potência hidráulica, onde eixos e tubos com seção transversal circular são frequentemente empregados para transmitir a potência gerada por essas máquinas. Quando usados para essa finalidade, os fluidos são submetidos a esforços de torção (torque) que variam de acordo com a potência gerada pela máquina e da velocidade angular do eixo. Conhecendo-se o torque atuante no eixo e também a rotação de uma bomba, torna-se possível calcular a potência de eixo do motor dessa bomba.

Esta potência foi calculada para os cinco experimentos,