Curva Característica Bomba Centrifuga Série CAM W-16

CAMPO GRANDE, MATO GROSSO DO SUL

UNIVERSIDADE CATÓLICA DOM BOSCO

Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas

Curso de Engenharia Mecânica

Máquinas de Fluxo - Trabalho I

Curva Característica Bomba Centrifuga Série CAM W-16

Acadêmico: Alex Pinheiro RA 145428

Jeferson Araújo RA 136203

Professor: Fabiano P. Branco

SETEMBRO 2013

OBJETIVO

Determinar a curva característica da bomba do laboratório de Mecânica dos Fluidos modelo CAM-W16: Altura manométrica (H) em função da vazão e comparar com a curva fornecida pelo fabricante.

Levantar a curva utilizando as grandezas bi unitárias para máquinas semelhantes geometricamente.

Validar a lei de semelhanças

LEIS DE SEMELHANÇA PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS

As leis de semelhança mecânica, também conhecidas como teoria dos modelos, abrangem um conjunto de equações que tornam possível comparar o comportamento de uma bomba de grande porte a partir de uma bomba menor, o que torna o projeto mais barato. Para que esta comparação seja possível, modelo e protótipo devem ser geometricamente, cinemática e dinamicamente semelhantes.

A semelhança geométrica é a comparação de duas bombas centrífugas com rotores geometricamente semelhantes. A semelhança cinemática correlaciona velocidades e acelerações em pontos correspondentes, que devem ser vetores paralelos com relação constante entre seus módulos. A semelhança dinâmica implica que as forças, para pontos correspondentes no modelo e no protótipo, sejam vetores paralelos e a relação entre seus módulos seja constante.

Entretanto, a semelhança dinâmica não e um requisito facilmente atingido, uma vez que a semelhança geométrica de rugosidade, espessura e folgas nem sempre pode ser alcançada, influenciando no valor do rendimento total. Este fato, denominado de efeito de escala não permite prever com precisão o rendimento do protótipo. Desta forma, são admitidas formulas empíricas para sua correção. Para bombas, de acordo com Henn (2006), a equação para correção é dada por:

Onde ɳtp é o rendimento total, ɳtm é o rendimento do modelo, Dm é o diâmetro característico do rotor do modelo (para bomba será usado o diâmetro externo), Dp é o diâmetro característico do rotor do protótipo, Hm é a altura de elevação do modelo e Hp é a altura de elevação do protótipo.

GRANDEZAS BIUNITÁRIAS

As grandezas bi unitárias são iguais para máquinas semelhantes para rendimentos iguais.

Permitem a transposição dos resultados do modelo para o protótipo.

LEIS DE SEMELHANÇA PARA VENTILADORES

Permitem prever a variação do comportamento da máquina com base:

Nas suas dimensões;

Na sua rotação

Na massa especifica do fluido de trabalho

Y=ky.n^2.D² Q=kq.n.D³ Pe=kp.ρ.n^3.D^5

CURVAS CARACTERISTICAS DA BOMBA

As curvas características da bomba são os gráficos: HxQ, PxQ, e xQ, estas curvas são plotadas num gráfico com eixos Q e H.

A curva da altura útil (HxQ) é obtida em forma direta. A curva da potência é construída indicando-se os valores de Q e H de diversos pontos com o mesmo rendimento, estes valores são plotados na curva HxQ, unindo estes pontos se obtém uma curva de potência constante, repetindo varias vezes este procedimento se obterá várias curvas de potência constante. A curva de rendimento (xQ) se construi da mesma forma que a curva de potência, a figura 1 exemplifica a curva característica de uma bomba KSB.

Figura 1: Exemplo de curva característica Bomba KSB Meganorm

LEVANTAMENTO DA CURVA CARACTERISTICA

- Procedimento

Neste trabalho, apresentaremos apenas a curva característica para a altura manométrica em função da vazão, os outros gráficos da curva não serão apresentados neste momento. Para esse levantamento, foi utilizado como base, a bomba CAM-W16 com rotor de 96mm presente no laboratório de Mecânica dos Fluidos da Universidade Católica Dom Bosco.

Sabendo se das equações da lei de semelhanças para ventiladores, iremos calcular a altura H’ e a vazão Q’.

Então, podemos considerar Y=H

Y=ky.n^2.D²

Q=kq.n.D³

Para encontrarmos a nova altura manométrica, partimos da seguinte forma:

ky=ky'

H/(n^2.D²)=H'/(n^2.D²') , para n (rotação) constante, temos:

H/D²=H'/D²' , desta forma, para acharmos a nova altura manométrica, temos a equação abaixo:

H^'=H.D²'/D²

Para encontrarmos a nova vazão, partimos da forma abaixo:

kq=kq'

Q/(n.D^3