Bomba Centrifuga, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

Baixe Bomba Centrifuga e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!   1        ÍNDICE 1 ‐ RESUMO DOS RESULTADOS .......................................................................................2 2 – OBJETIVO............................................................................................................ 2 3 ‐ DESENVOLVIMENTO TEÓRICO.............................................................................. 2 3.1 ‐ Bomba centrífuga.............................................................................................. 2 3.2 ‐ Esquema básico................................................................................................. 3 3.3 – Base Teórica......................................................................... ............................ 4 3.3.1 – Vazão (Q) ......................................................................... ............................. 4 3.3.2 – Carga ou Altura Manométrica (HB) ................................................................ 4 3.3.3 – Coeficientes Adimensionais (ψ e φ) ............................................................... 4 3.3.4 – Rendimento Global (η g ) ................................................................................. 5 4 ‐ EXECUÇÃO EXPERIMENTAL................................................................................... 6 5 ‐ DADOS FORNECIDOS ...................................................................................................7 6 ‐ TABELAS DE RESULTADOS..................................................................................... 8 7 ‐ CONVERSÕES .............................................................................................................9 8 ‐ GRÁFICOS (VIDE GRÁFICOS MANUSCRITOS NO FINAL DO TRABALHO)................ 9 9 ‐ COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES......................................................................... . 11           2  1 ‐ RESUMO DOS RESULTADOS  Conseguimos levantar as principais curvas da bomba centrífuga (curva característica,  curva universal e curva de rendimento) localizada no laboratório da FEI. Para maiores  detalhes, ver gráficos nas últimas folhas desse trabalho.  2 ‐ OBJETIVO  Levantamento das curvas abaixo:    ‐ HB = f (Q);               CURVA CARACTERÍSTICA;  ‐ η g  = f (Q);               CURVA UNIVERSAL;  ‐ ψ = f (φ).                CURVA DE RENDIMENTO;  Onde,  HB = carga ou altura manométrica da bomba;  Q = vazão recalcada (ou bombeada);  ψ = coeficiente manométrico (adimensional);  φ = coeficiente de vazão (adimensional);  η g  = rendimento global do conjunto motor/bomba;  3 ‐ DESENVOLVIMENTO TEÓRICO  3.1 ‐ Bomba centrífuga  É o equipamento mais utilizado para bombear líquidos no saneamento básico,  na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, transferindo  líquidos de um local para outro.  Ela funciona da seguinte maneira: Uma fonte externa à bomba, como um motor  elétrico, motor a diesel, etc., gira um ou mais rotores dentro do corpo da bomba,  movimentando o líquido e criando a força centrífuga que se transforma em energia de  pressão.  A entrada do líquido na bomba é chamada de sucção, onde a pressão pode ser inferior  à atmosférica (vácuo) ou superior. O local de saída do líquido da bomba é conhecido  como de recalque. A diferença de pressão na sucção e no recalque da bomba é  conhecida com altura manométrica total (HB) e que determina a capacidade da bomba  em transferir líquido, em função das pressões que deverá vencer, expressa em energia  de pressão.      5  2 r B n².D g.H =ψ     (coeficiente manométrico)  3 rn.D Q =ϕ        (coeficiente de vazão)  n = rotação da bomba  Dr = diâmetro do rotor  g = aceleração da gravidade    3.3.4 – Rendimento Global (η g )      Sabemos que:    →= B B N N η  Rendimento da bomba    →= m m N BN η  Rendimento do motor    →= m g N N η  Rendimento global    Nr = Nm = Potência do motor, ou potência elétrica retirada da rede pelo motor;    Nnom = potência nominal do motor (gravada na placa do motor);    NB = potência da bomba (potência no eixo da bomba);    N = Potência útil, recebida pelo fluido;    6  4 ‐ EXECUÇÃO EXPERIMENTAL  1. Ligar a bomba;                  2. Abrir totalmente a válvula globo  da bomba, estabelecendo a máxima vazão na  instalação, e anotar o valor da pressão de saída (pms) que será a pressão  mínima (pmsmín);      VÁLVULA GLOBO  Pms Pme   7  3. Medir o tempo necessário de 100 mm com o objetivo de calcular a vazão  (conforme figura abaixo);      4. Fechar totalmente a válvula globo, zerando a vazão, e anotar o valor da pressão  (pms), que será a pressão máxima (pmsmáx);  5. Dividir a faixa útil (∆p = pmsmáx – pmsmín) em cinco partes iguais, que orientarão  as vazões utilizadas;  6. Programar a experiência, anotando todas as pressões (pms e pme), a potência do  motor (Nm) para todos os pms e todas as vazões que serão utilizadas para todos  os pms;    5 ‐ DADOS FORNECIDOS  EXP. BOMBA VALORES NUMÉRICOS γh2o = 1000 kgf/m³ Dr = 132 mm (rotor) g = 9,8 m/s² De = 41,0 mm n = 3500 rpm Ds = 27,0 mm z = 290 mm Atanque = 0,546 m²   10    Baseados também nos dados experimentais, e encontrando o coeficiente  manométrico, têm‐se a seguinte curva universal:         Baseados também nos dados experimentais, e encontrando o rendimento, têm‐se a  seguinte curva de rendimento:      CURVA UNIVERSAL 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035 φ ψ Série1 CURVA DE RENDIMENTO 0 10 20 30 40 50 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Q (L/s) ηg (% ) Série1   11      9 ‐ COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES  As  bombas  centrífugas  são  equipamentos  mecânicos  e,  portanto,  estão  sujeitas  à  problemas  operacionais  que  vão  desde  uma  simples  redução  de  vazão  até  o  não  funcionamento generalizado ou colapso completo. Mesmo que o equipamento tenha  sido  bem  projetado,  instalado  e  operado, mesmo  assim  estará  sujeito  a  desgastes  físicos e mecânicos com o tempo. Os problemas operacionais podem surgir das mais  diversas  origens  como  imperfeições  no  alinhamento  motor‐bomba,  falta  de  lubrificação ou  lubrificação  insuficiente ou qualidade  inadequada do  lubrificante, etc,  colocação  e  aperto  das  gaxetas,  localização  do  equipamento,  dimensionamento  das  instalações de  sucção e  recalque, bem  como  suas próprias  instalações,  fundações e  apoios qualidade da energia fornecida, etc. Esses fatores influenciam diretamente nos  dados obtidos experimentalmente.     Um bom manuseio dos equipamentos durante o experimento e a preocupação  na precisão da coleta de dados também deve ser considerada para que os resultados  não fujam do que se é esperado.    Nesse  experimento  realizado  obtivemos  como  resultado  uma  curva  característica tipo flat, que demonstrou uma variação pequena da altura manométrica  em relação as diferentes vazões aplicada. Então a experimentação obteve sucesso ao  demonstrar  a  partir  de  seus  dados  realmente  uma  curva  que  identifica  um  tipo  de  bomba centrífuga.     E  a  partir  dos  resultados  válidos  obtidos  pudemos  também  traçar  a  curva  universal  e  a  curva  de  rendimento  da  bomba,  confirmando  a  pequena  variação  do  fator manométrico em relação às vazões submetidas e o rendimento da mesma.