bombas exercicios

WEBCURSO – Bombeamento de Água – 2009 - João Batista de Azevedo Dutra www.webeficienciaenergetica.kit.net – [email protected]

Exercícios

1 - Considerando os dados de uma instalação elevatória, descritos nas tabelas 1 e 2, determine: a) A altura geométrica total. b) As perdas na tubulação, perdas dinâmicas, para uma vazão de 20 m3 / h. c) Altura manométrica total. d) Para a vazão de 20 m3/ h, qual a potência do motor, em CV, que acionará a bomba, supondo que o rendimento desta é de 60% ?

Tabela 1: Características da tubulação Sucção: diâmetro = 2,5” Elevação: diâmetro = 2,0”

Desnível da sucção = 2,00 m Desnível = 15,00 m

Comprimento da tubulação 9,00 m - PVC Comprimento da tubulação 33,00 m - Ferro

galvanizado com 3 anos de utilização

Acessórios: 1 Curva de 90o – PVC e 1 Válvula

de pé Acessórios: 3 cotovelos de 90o , 1 registro

gaveta e 1 válvula de retenção.

Tabela 2: Perdas de carga (m)-Ferro galvanizado - Fonte manuais KSB Bombas S.A .

Elemento

Elevação: Diâmetro 2,0"

vazão(m3/h)

Sucção: Diâmetro 2,5"

vazão (m3/h)

20 10 20 10

Tubulação (m/100m) 21,5 5,70 5,70 1,50

Curva de 90o (m) 0,30 0,08 0,10 0,03

Cotovelo 90o (m) 0,60 0,16 0,20 0,60

Válvula de pé (m) 0,30 0,40 0,60 0,25

Válvula de retenção (m) 0,70 0,20 0,25 0,06

Registro gaveta (m) 0,40 0,12 0,15 0,04

Acrescentar 3% às perdas por ano de uso. Para tubulação de PVC, reduzir as perdas em 20%

2 - Observando a curva da bomba, figura 1, fornecida pelo fabricante, determine:

a) Para uma vazão de 120 m3/h, diâmetro do rotor de 247 mm, qual a altura H e o rendimento da bomba ? b) Determine os itens da questão anterior, para um o diâmetro de 266 mm. c) Calcule a potência consumida para uma vazão de 80 m3/h , sendo a altura manométrica do sistema H = 25m e o rotor da bomba com diâmetro de 266 mm.


Figura 1: Curvas de isorendimento da bomba- manuais KSB Bombas S.A .

3 - Especifique a potência de um motor elétrico, em CV, para acionar uma bomba, supondo os seguintes dados : Altura total H = 30 m , rendimento da bomba = 60 % e vazão Q = 15 m3/ hora

4 - A figura 2 representa um controle da vazão feito por meio de válvula:

Figura 2: Controle da vazão por meio de válvula

Um sistema industrial utiliza uma bomba para escoamento de água entre dois reservatórios, com as características da curva da figura 3:


Figura 3: curva H x Q da bomba

As leituras do vacuômetro e do manômetro, instalados próximo da bomba, indicam uma altura manométrica Hm = 30 m. A altura geométrica entre os níveis dos reservatórios é Hg =13 m. Nestas condições a equação da curva do sistema, da tubulação, é H = 13 + 0,17 Q2. Um registro para controle da vazão ajusta a vazão para Q2 = 7 L/s. Deternimne: a) O ponto de funcionamento e a perda de carga na tubulação, antes da redução da vazão. b) O ponto de funcionamento, a perda de carga ocasionada pelo registro e a equação da curva da tubulação para a vazão de 7 L/s.

5 - A figura 4 representa o esquema simplificado de um sistema elevatório.

Figura 4: Sistema elevatório


Tabela 4: Elementos da instalação descrita pela figura 4

Sucção: diâmetro = 2,5” - PVC Elevação: diâmetro = 2,0” - PVC

V - Válvula de crivo T1

T1 - Tudo , comprimento=2,5 m

C1 - Curva 90º

T2 – Tubo, comprimento=3m

T3 – Tubo, comprimento=2m

C2 - Curva 90o

T4 – Tubo, comprimento= 30m

C3 - curva 90o

A bomba (B), figura 4 , com curva da potência consumida, em HP, figura 5, e rotor de 144mm, tem a função de transportar água do reservatório (1) para o reservatório (2), com a vazão (Q) em m3/hora.

Figura 5: Potência consumida (HP) e vazão Q(m3/h) ( KSB 32-125.1 - 3500 rpm )

Observando as dimensões da tubulação, as perdas da tabela 2 e a curva da potência consumida pela bomba, determine: a) Altura manométrica total para as vazões de 10 m3/h e 20 m3/h. b) A variação das perdas na tubulação, para as vazões do item a. c) A potência requerida para o motor da bomba em HP, considerando as vazões do item (a) e a curva de potência da figura 4


FORMULÁRIO: 1 - CONVERSÃO DE UNIDADES: 1 litro/s = 3,6 m3/h 1 CV = 736 Watts 1 HP = 746 Watts

2 – POTÊNCIA HIDRÁULICA (Ph): Ph = 75

.. HQγ (CV)

γ = 1000 kgf/m3 ( peso específico da água )

Q = Vazão em m3/s

H = Altura manométrica (m)

3 – RENDIMENTO DA BOMBA (ηb): ηb = PbPh

( Pb é a potência consumida pela bomba )

4 – RENDIMENTO DO MOTOR ELÉTRICO (ηe): ηe=PePm

(Pm é a potência mecânica do motor e Pe é a potência

consumida pelo motor)

BIBLIOGRAFIA: [1] BAPTISTA, MÁRCIO BENEDITO, Fundamentos de Engenharia Hidráulica, 2a edição, - Belo Horizonte: Editora UFMG, 2003. [2] MATTOS, EDSON EZEQUIEL DE, Bombas Industriais – 2a edição – Rio de Janeiro: Editora Interciência, 1998. [3] MACINTYRE, JOSEPH ARCHIBALD, Equipamentos Industriais e de Processo – Rio de Janeiro: Editora LTC - 1997 [4] KSB, Bombas Hidráulicas S.A. – Catálogo Eletrônico – Vársea Paulista – SP – 2000 [5] DANCOR, Bombas e Filtros S.A. – Catálogo – Campo Grande – RJ – 1999 [6] DUTRA, JOÃO BATISTA DE AZEVEDO – Eficiência Energética em Sistemas de Bombeamento- Web curso - www.webeficienciaenergetica.kit.net . [7] DUTRA, JOÃO BATISTA DE AZEVEDO - Eficiência Energética no Controle da Vazão em Sistemas de Bombeamento de Água - São Paulo: Editora Aranda -Revista Eletricidade Moderna, agosto de 2007.

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