Curva caracteristica das bombas

Tipo de documento:Revisão Textual

Área de estudo:Engenharias

Documento 1

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. BOMBAS AXIAIS Com rotação de acionamento constante 2. Tipos gerais de curvas características 3. FORMAS DE APRESENTAÇÃO PELO FABRICANTE O intercâmbio de energia depende das forças dinâmicas originadas pelas diferenças de velocidade entre o líquido em escoamento e as partes móveis da máquina. Foi visto que a escolha primária é feita a partir do gráfico ou da tabela de seleção do fabricante da bomba. Seja o exemplo das bombas do modelo MEGANORM, do fabricante de bombas KSB, conforme figura abaixo. O fabricante foi escolhido ao acaso, da mesma forma que outros fabricantes poderiam ter sido escolhidos para efeitos ilustrativos. O gráfico de seleção do modelo MEGANORM deve ser consultado, no catálogo do fabricante. O gráfico está reproduzido na figura seguinte, para a rotação de 3. rpm. Gráfico de Seleção Tipo: KSB MEGANORM, MEGABLOC, MEGACHEM,.

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.

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