como construir curva da bomba
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Experincia n 21
Levantamento da Curva Caracterstica da Bomba Centrfuga Radial HERO
1. Objetivo:
A presente experincia tem por objetivo a familiarizao do aluno com o levantamento de
uma CCB (Curva Caracterstica da Bomba), que representada pela funo HB = f(Q).
Aps o levantamento da CCB, o aluno deve comparar a curva obtida no ensaio com a curva
do fabricante, fazendo se necessrio as devidas correes.
2. Informaes importantes para o desenvolvimento da experincia
a. Sobre a Bomba:
A experincia ser realizada com uma bomba construda no sistema BACK-PULL-OUT
(figura 1), ou seja, se retiramos os parafusos da parte traseira da carcaa da bomba, e
soltarmos o motor eltrico da base, todo o conjunto formado por motor e partes internas da
bomba, como o rotor, retirado da bomba sem que as tubulaes de suco e recalque, que
esto acopladas a bomba, sejam desmontadas.
1 Baseada na apostila Laboratrio de Sistemas Fluidomecnicos I do Professor Srgio Lopes dos Santos
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figura 1 SISTEMA BACK-PULL-OUT
b. Sobre a rotao da bomba:
A determinao da rotao de uma bomba feita pela a expresso: pf120n =
Onde: f = freqncia da rede eltrica; p = nmero de plos do motor. Se o nmero de plos do motor eltrico for 2, temos a rotao n= 3600 rpm e se o nmero
de plos do motor eltrico for 4, temos a rotao n= 1800 rpm.
Devido ao escorregamento, a rotao cai na faixa de 3500 rpm para bombas com motores
eltricos de 2 plos, e na faixa de 1750 rpm para Bombas com motores eltricos de 4 plos.
Os fabricantes de bombas, adotaram uma rotao de n = 3500 rpm para bombas com
motores eltricos com 2 plos e n= 1750 rpm para bombas com motores eltricos com 4
plos e com estes valores de rotaes eles levantam as CCBs das mesmas.
No nosso laboratrio o motor da bomba de 2 plos o que equivale a dizer que a bomba
ensaiada tem a rotao n = 3500 rpm.
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c. Sobre o rotor da bomba ensaiada
Os fabricantes de bombas, fazem-nas para diversas aplicaes, assim existem bombas com
diferentes modelos de rotores.
Os fabricantes de bombas oferecem o diagrama de tijolos para mostrar as faixas de cargas
manomtricas (HB) e vazes atendidas (Q) para os seus diversos modelos, a uma dada
rotao. Este diagrama tambm pode ser denominado de diagrama de campo de aplicao,
ou diagrama de pr seleo (Anexo1).
No nosso caso o dimetro do rotor (r) igual a 120 mm. Como temos o r j especificado, faremos a correo da curva obtida no laboratrio em relao a curva
fornecida pelo fabricante em funo da rotao.
3. A experincia:
Na experincia aplicaremos a equao da energia entre a entrada e a sada da bomba, onde j consideramos o coeficiente de energia cintica () igual a 1,0, isto pelo fato do escoamento ser turbulento2.
sBe HHH =+
ss
2s
Bee
2e zp
g2vHzp
g2v ++=+++
2 Com os dados obtidos pode-se comprovar facilmente que Re > 4000, o que caracteriza que o mesmo turbulento.
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Como no h diferena de cotas entre a entrada e a sada da bomba ( 0=z ) resulta:
g2vvppH
2e
2ses
B+
= A velocidade na entrada e sada pode ser obtida pela equao da continuidade para o
escoamento em regime permanente de um fluido incompressvel:
AvQ = 2DQ4v
= O dimetro de suco Dsuco = Dentrada = 62,7mm (dimetro de entrada da bomba) e o de
recalque Drecalque = Dsada = 40,9mm (dimetro de sada da bomba)
A vazo dada pela
equao: tVQ =
onde : V - Volume t - tempo
A foto mostra o Lucas, outro monitor da
disciplina, cronometrando o volume recalcado pela
bomba. O medidor de nvel do tanque j est calibrado
em litros, o que equivale a dizer que se cronometra
diretamente o volume que recalcado pela bomba.
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O visor do tanque, mostrado na foto anterior, est graduado de 10 em 10 litros. Para que
seja possvel a construo da CCB sero coletados, no mnimo, oito (8) pontos previamente
selecionados, isto atravs do manmetro de sada da bomba.
Observe que, quando a vlvula estiver totalmente aberta, teremos mxima vazo(Q) e
mnima presso, quando estivermos com a vlvula totalmente fechada, teremos mxima
presso e nenhuma vazo, portanto j temos dois (2) pontos, o de mnima presso (Q =
Qmx) e o de mxima presso (Q = 0).
Entre estes 2 pontos acrescentaremos mais 6 pontos para a realizao do ensaio. A cada
leitura de presso, volume e tempo, devemos ler a rotao do eixo do motor que feita com
o auxilio de um aparelho chamado tacmetro. H em seu eixo uma fita adesiva que reflete
a luz, desta forma que o tacmetro determina a rotao do eixo.
Armando realizando a experincia em 2003
A rotao ser diferente em cada leitura, diferente de 3500 rpm, que foi a rotao
especificada pelo fabricante. Esta diferena de rotao devido ao escorregamento e a
variao de tenso na rede eltrica.
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A determinao, tanto da presso na entrada da bomba, como na sada da bomba deve ser
feita para cada uma das posio da vlvula globo como mostra a foto a seguir:
Lucas mostrando o vacumetro e o manmetro utilizados nas leituras,
respectivamente, da presso de entrada e sada da bomba.
O Lucas, em 2004, controlando a vazo na
realizao da experincia
Com a vazo e as presses, podemos construir a curva caracterstica da bomba, que deve
ser comparada com a curva fornecida pelo fabricante (Anexo 2).
Nota: A correo da curva obtida anteriormente deve ser feita pelas equaes a seguir:
lida
fabricantecalculadacorrigida n
nQQ
= 2lida
2fabricanteBcalculado
Bcorrigido nnHH =
As equaes anteriores so originadas da condio de semelhana completa que envolve o
coeficiente de vazo () e o coeficiente manomtrico (), que so dois dos nmeros adimensionais que caracterizam o estudo das bombas hidrulicas e que foram abordados no
curso bsico de mecnica dos fluidos (Mecnicas dos Fludos I), onde:
3RDn
Q= e 2R2
B
DnH=
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Tabela de coleta de dados
Experincia n 2 obteno da CCB
Ensaios V t nlido pe psUnidades
1 2 3 4 5 6 7 8
Armando, em 2003, acionando a vlvula globo do laboratrio.
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Anexos:
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Anexo 1 Diagrama de Tijolos
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Anexo 2 Curva CCB fornecida pelo fabricante
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Anexo 3 Tabela de resultados
ensaio V t Q sv ev g2
vv 2e2s sp ep
es pp
BH CBH Qc
unidades 1 2 3 4 5 6 7 8
Foto mostra o Alexandre que foi o primeiro aluno a participar da iniciao didtica e desenvolver esta atividade. O Alexandre formou-se engenheiro mecnico no primeiro
semestre de 2003 e hoje trabalha em uma fbrica de bombas no interior do Estado de So Paulo, o que implica que a atividade proposta lhe abriu caminho para a atuao
profissional.
Experincia n 2Tabela de coleta de dados
Experincia n 2 obteno da CCBVAnexo 1 Diagrama de TijolosAnexo 2 Curva CCB fornecida pelo fabricanteAnexo 3 Tabela de resultadosV
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