Curva caracteristica das bombas

Num primeiro estágio: Escolha primária dos gráficos de seleção. Num segundo estágio: escolha final através das curvas características 2. CURVAS CARACTERÍSTICAS: diagramas que retratam o real comportamento de uma bomba, mostrando o relacionamento entre as grandezas que caracterizam o seu funcionamento. Principais curvas características: - Altura manométrica x vazão - Potência x vazão - Rendimento x vazão - NPSH requerido x vazão Outras informações importantes: • Velocidade de rotação, • Diâmetro do rotor • Espessura do rotor 2. BOMBAS CENTRÍFUGAS PURAS Com rotação de acionamento constante 2. Hz, 3. rpm Para um exemplo fictício, apenas de caráter ilustrativo, supor que a vazão e a altura manométrica resultaram na escolha da família de bombas 25150, da KSB.

Consultando as curvas específicas da família de bombas 25-150 da KSB, poder-se-á fazer a escolha definitiva da bomba e determinar o seu ponto de operação. A figura da página seguinte traz as curvas específicas. Apenas para efeitos ilustrativos, supor que a vazão deve ser de 10 3 m /h para uma altura manométrica de 36 metros. A tabela necessária para a escolha de qual modelo usar é dada abaixo. Nessa tabela encontramos a faixa de vazões e as correspondentes alturas manométricas que cada tipo de bomba é capaz de atender, na faixa de 0 a 15 m3/h e até 46,2 m de altura manométrica. Observe que, no caso da vazão ser de 10 m3/h com altura manométrica de 36 m, a bomba capaz de atender ao bombeamento será a CN3000, que já vem com motor de 3 cv de potência, boca de sucção de 1 ¼” e de recalque de 1”.

Na verdade essa bomba é capaz de fornecer uma vazão de 12,3 m3/h com 36 m de altura manométrica. Como a vazão é um pouco maior que o necessário, na fase de operação do sistema, pode-se fazer um ajuste na instalação, aumentando um pouco a perda de carga (por exemplo, com o fechamento parcial de um registro de recalque), de forma que resulte em uma vazão de 10 m3/h. Esse é o caso das bombas do modelo WKL da KSB, com a sua nomenclatura. Observar que o número da bomba representa o diâmetro da boca de recalque combinado com o número de estágios que a bomba terá. Se a bomba for do tipo 100/7 ela terá 100 mm para a boca de recalque e 7 estágios (7 rotores), conforme lustrado na figura seguinte.

As bombas KSB do modelo WKL, com rotação de 3. rpm têm o gráfico de seleção ilustrado na figura seguinte. No caso, para 6,4 cv recomenda-se um fator de segurança de 20%, o que leva a uma potência instalada de 7,68 cv. Nesse caso não existe motor elétrico comercial com tal potência. Assim é preciso decidir entre 7,5 cv e 10 cv. Como o cálculo resultou em um valor ligeiramente superior a 7,5 cv, esse será o valor do motor a ser usado para o acionamento da bomba. Na verdade esse valor corresponderia a um fator de segurança de 17,2%, bastante aceitável para o caso. que após aplicação do fator de segurança chega a 12,3 cv como potência ser instalada. O fabricante, recomenda que a bomba seja utilizada com um motor de 11 cv, conforme o quadro de seleção dado na figura abaixo.

Esse valor menor se deve a fatores outros, não discutidos no presente texto, tais como melhor qualidade dos motores elétricos que equipam as bombas submersas e a maior capacidade de resfriamento que a água proporciona quando a bomba fica submersa. CURVA CARACTERÍSTICA DA INSTALAÇÃO Ver notas de aula e no livro de Hidráulica Básica do Prof. Rodrigo Porto PONTO DE OPERAÇÃO OU PONTO DE FUNCIONAMENTO Ver notas de aula e no livro de Hidráulica Básica do Prof. Para uma jornada de trabalho de 20 horas diárias, a vazão que a bomba deverá fornecer é de: 473 200 / 20 = 23 660 l/h = 23,660 m3/h = 6,572 l/s. b) Dimensionamento das tubulações de recalque e sucção: Diâmetro econômico: D = 1,3 x (20/24)0,25 x raiz(0,006572) D = 0,1007 m = 100,7 mm Escolha diâmetro recalque: Dr = 101,6 mm Vr = 4*0,006572/3,142/0,10162 = 0,811 m/s < 2 m/s Escolha diâmetro sucção: Ds = 127,0 mm Vs = 4*0,006572/3,142/0,1272 = 0,519 m/s < 1 m/s OK OK Como ambos os diâmetros levaram a velocidades menores que as velocidades econômicas, podemos escolher um diâmetro de recalque menor.

Escolha diâmetro recalque: Dr = 76,2 mm Vr = 4*0,006572/3,142/0,07622 = 1,441 m/s < 2 m/s OK Escolha diâmetro sucção: Ds = 101,6 mm Vs = 4*0,006572/3,142/0,10162 = 0,811 m/s < 1 m/s OK Finalmente, tem-se Dr = 76,2 mm (3 polegadas) e Ds = 101,6 mm (4 polegadas). c) Cálculo da altura manométrica da instalação elevatória: Hman = ho + hpt + Vr2/(2g) ho = 1221 – 1096 = 125 m Perda de carga na sucção: Comprimento da tubulação de sucção = 3 curvas 90º R. L. SOLUÇÃO Hman = ho + hp hp = 198 – 125 = 73 m hp = k. Q2 k = 73 / 152 = 0,3244 Assim a curva do sistema será Hman = 125 + 0,3224. Q2 Calculando para as vazões entre 0 e 30 m3/h, vem: Q 3 (m /h) 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 15,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 Hman/estágio (m/estágio) 20,83 21,05 21,70 22,78 24,29 26,24 28,62 31,43 33,00 34,68 38,35 42,46 47,01 51,98 57,39 63,23 69,50 Curva da bomba 1 e do sistema, com o ponto de operação original: Altura Manométrica x Vazão 50 Curva do Sistema 40 Bomba 1 Hman (m) 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Vazão (m3/h) Traçando um gráfico para representar a curva da instalação, no mesmo gráfico que representa a curva específica das bombas 1 e 2, teremos: Altura Manométrica x Vazão 50 Curva do Sistema 40 Bomba 2 Bomba 1 Hman (m) 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Vazão (m3/h) Através desse gráfico, podemos encontrar o novo ponto de operação, na curva da bomba 2: Q = 19 m3/h Hman/estágio = 40 m/estágio Hman = 6.

m Eficiência = 59% NPSH = 3,3 m Potência por estágio = 4,9 Potência da bomba = 6 x 4,9 = 29,4 hp Fator de segurança = 10% Potência instalada = 32,34 hp Potência instalada comercial = 35 hp.