Sexta aula

16/09/2008

Só somos porque estamos sendo. Estar sendo é a condição, entre nós, para ser. Não é possível pensar os seres humanos longe, sequer, da ética, quanto mais fora dela. Estar longe ou pior, fora da ética,

entre nós, mulheres e homens, é uma transgressão (Paulo Freire escreveu na página 36 do livro:

Pedagogia da Autonomia, 13ª edição e editado pela Editora Paz e Terra. São Paulo, 1999)

O engenheiro não deve passar a procuração a ninguém para falar ou fazer por ele, por este motivo

deve assumir o "volante" de sua formação e se conscientizar que deve aprender continuamente e

sempre que possível aprender fazendo.(Raimundo (Alemão) Ferreira Ignácio)

Dados iniciais

Esboço dainstalação

Equação da CCI

Vazão de projeto

Escolha preliminar da bomba

Especificaçãodo ponto de trabalho

Dimensionamento da tubulação

Verificação do fenômeno de cavitação

Cálculo do custo de operação

Etapas do projeto de

uma instalaçãode bombeamento

23/6/2008 - v15

fluido e suatemperatura

condições de captação

condições de descarga

vazão desejada

especificação do motor elétrico

potência nominal

rotação síncronamotores assíncronos

cálculo do custo de operação

deve-se corrigir a curva HB = f(Q)

Cálculo do custo operação16/9/2008 - v6

rede de 110 V

rede de 220 V até motores de 200 CV

rede de 380 V até motoresde 1000 CV

escolha do motor

calcula-se NB

adota-se rendimento do motor de 90%

calcula-se Nm

escolhe-se o motor

n = 120*f/p

f = freqüência

p = números de polos

têm deslizamento

na = rotação assíncrona

na = 0,97 * n

Motores comerciais

Considerando uma rede elétrica de 220 v, que é recomendada para motores de até 200 CV, tem-se:

Motores em CV → 1/2; 3/4; 1; 1,5; 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20;25; 30; 40; 50; 75; 100; 125; 150 e 200.

Considerando a rede elétrica de 380 V, que é recomendada para motores até 1000 CV, tem-se:

Motores em CV → 1/2 . . . 200; 250; 300; 350; 425; 475; 530; 600; 675; 750; 850; 950; 1000.

A seguir apresento a recomendação do INMETRO

Procedimento de ensaio da bomba.

P.S – mantive a nomenclatura do INMETRO

PROGRAMA BRASILEIRO DE ETIQUETAGEMETIQUETAGEMRESP/017-BOM

PÁGINA

14/28

BOMBAS CENTRÍFUGASEDIÇÃO

05/06/2006ORIGEM:GT-BOM/PBE

REGULAMENTO ESPECÍFICO PARA USO DA ENCE

REVISÃO:

0DATA ÚLTIMA REVISÃO:

xx/xx/xxxx

ANEXO VI ao Regulamento Específico para Uso da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) - LINHA DE

BOMBAS CENTRÍFUGAS:PROCEDIMENTOS DE ENSAIO

1. INTRODUÇÃOEsta norma apresenta a seqüência de cálculo para a

obtenção das curvas características de um grupo moto-bomba e da bomba centrífuga na rotação constante e igual a nominal. A

norma tem a finalidade de verificar as condições reais de funcionamento do conjunto moto-bomba e da bomba com o

propósito de etiquetagem do equipamento.Esta norma é baseada na norma Brasileira para este tipo de ensaio

MB-1032/nov.1989, Bombas Hidráulicas de Fluxo (Classe C) – Ensaios de Desempenho e de Cavitação.

2. OBJETIVOS

Levantamento dos gráficos vazão (Q) versus altura total de elevação (H); vazão (Q) versus rendimento do conjunto moto-bomba (c); vazão (Q) versus rendimento

total da bomba (t); vazão (Q) versus potência elétrica do motor (pel), vazão (Q)

versus potência de eixo da bomba (pe).Determinação do rendimento máximo do conjunto moto-bomba e do rendimento

máximo da bomba.

3. ROTEIRO PARA OBTENÇÃO DAS GRANDEZAS

As grandezas medidas deverão estar no sistema internacional de unidades.

3.1. Vazão: QQ[m³/s] – vazão medida no

eletromagnético através da aquisição de dados.

3.2. Altura Total de Elevação: HNo anexo, na figura 1, estão

representadas as posições de entrada e

saída da bomba.

Recomendações do INMETRO para o levantamento da curva de HB = f(Q)

Figura 1 - Entrada e saída de uma bomba

H[m] - altura total de elevação;P2/.g [m]- pressão no manômetro transdutor na saída da bomba;P1 /.g [m]- pressão no manovacuômetro transdutor na entrada da bomba;v2[m/s] - velocidade média de escoamento na saída da bomba;v1[m/s] - velocidade média de escoamento na entrada da bomba;

12

21

2212 zz

g2

vv

g.p

g.p

H

22

221

1D.

Q4v;

D.

Q4v

D1[m] - diâmetro interno na posição 1;D2[m] - diâmetro interno na posição 2.

Importante:

durante os ensaios, a velocidade média de escoamento na entrada da bomba (1), não deverá ultrapassar a 2[m/s], com a finalidade de garantir o não

aparecimento de cavitação.

3.2.1.Cuidados nas medidas da pressão na entrada (1) e saída (2) da bomba

1. As pressões deverão ser medidas através da conexão dos transdutores aos anéis piezométricos colocados respectivamente, na

posição de entrada (1) e na posição de saída (2) da bomba.

2. A posição de entrada (1) e a posição de saída (2) deverão estar a duas vezes os diâmetros das respectivas tubulações dos flanges de

entrada e saída da bomba (vide figura 1).

3. O anel piezométrico deverá ser construído conforme desenho (vide figura 2).

4. Cada transdutor de pressão deverá possuir na sua conexão, para cada posição de medida, um sistema de válvulas, contendo uma

válvula de proteção do mesmo e uma válvula purga para sangria do ar (vide figura 3).

5. Na partida da bomba a válvula de proteção do transdutor deverá estar fechada, sendo somente aberta para as medições de pressão.

FIGURA 2 – Anel piezométrico

FIGURA 3 – Conexão do transdutor

3.2.2.Cotas de posições z1 e z2

Quando o transdutor estiver instalado desnivelado da posição de medida, deverá ser somado ao valor de z, respectivamente,

x para z1 e y para z2 (vide figura 1).O valor de x deverá ser desprezado quando

a pressão manométrica na posição 1 for negativa, pois haverá ar no tubo que

alimenta o transdutor. Quando os transdutores estiverem nivelados entre si, a diferença de cotas (z2 – z1) será

nula.

3h 10HQgP

2t0053,0t0094,014,1000

3.3. Potência Hidráulica: Ph

Ph[kW] - potência hidráulica;[kg/m3] - massa específica da água;g[m/s2] - aceleração da gravidade;Q[m3/s] - vazão;H[m] - altura total de elevação.

O valor da massa específica deverá ser calculado pela seguinte equação:

[kg/m3] - massa específica da água;t[oC] - temperatura da água aquisitada durante o ensaio.O valor da aceleração da gravidade deverá ser considerado g = 9,8[m/s2].

3.4. Rendimentos

3.4.1.Rendimento do Conjunto: c

e

hc P

P

c [1] - rendimento do conjunto moto-bomba;Ph [kW] - potência hidráulicaPel [kW] - potência elétrica (aquisitada no Wattímetro

elele .PP

e

ht P

P

3.4.2.Rendimento total da bomba: t

Pe [kW] - potência de eixo da bomba;Pel [kW] - potência elétrica;el [1] - rendimento elétrico (fornecido pelo fabricante do motor

elétrico).

t [1] - rendimento total da bomba;Ph [kW] - potência hidráulica;Pe [kW]- potência de eixo da bomba.

Importante observar que para a nomenclatura adotada no

estudo, tem-se:

Bt

mel

Be

mel

BO2Hh

B

globalc

NP

NP

HQNP

HH

nn

QQ 11

21

1 nn

HH

31

e1e nn

PP

31

el1el nn

pP

3.5 Correção dos Valores para a Rotação Constante

Observação: os valores com índice 1 são os corrigidos para a rotação constante n1.

4. DETERMINAÇÃO DO PONTO DE MÁXIMO RENDIMENTO

O rendimento máximo do conjunto moto-bomba e o rendimento da bomba serão determinados da

seguinte maneira: além da varredura da vazão nula até a máxima, deverão ser medidos, próximo ao

rendimento máximo, aproximadamente 10 pontos, sendo 5 (cinco) pontos acima do rendimento

máximo e 5 (cinco) pontos abaixo do rendimento máximo; utilizar-se-á para a confecção da curva um polinômio do 2o grau, determinando-se o ponto de

máximo rendimento.

Exemplo

No projeto de uma instalação hidráulica, selecionou-se adequadamente a bomba INI 32-125, cujas curvas características estão representadas no próximo slide. Sabendo-se que a vazão desejada é 4,0 l/s ; pede-se:

a)A altura estática da instalação;

b) O diâmetro de rotor adequado da bomba;

c) A potência do motor elétrico que será instalado em uma rede elétrica de 220 v, especificando o consumo mensal.

O fluido transportado é a

água a 28ºC

Sabe-se que a instalação opera dois turnos de 8

horas cada

Resolução – clique na figura abaixo