Eficiência Energética. Eficiência energética em sistemas de bombeamento. Setembro, 2017

Transcrição

1 Eficiência Energética Eficiência energética em sistemas de bombeamento Setembro, 017

2 Bombas São máquinas onde a movimentação do líquido é produzida por forças que se desenvolvem na massa líquida, como consequência da rotação de um rotor (ou impelidor), que contém um determinado número de pás.

3 Classificação das bombas As bombas podem ser classificadas de acordo com a forma do impelidor: Fluxo radial: o formato do impelidor impõe um escoamento em um plano perpendicular ao eixo de rotação; Fluxo misto: o formato do impelidor impõe um escoamento simultâneo nas direções axial e radial; Axial: o escoamento é predominantemente na direção paralela ao eixo do impelidor.

4 Classificação das bombas

5 Classificação das bombas As bombas podem ser classificadas de acordo com o modo de entrada de líquido no impelidor: Sucção simples: a entrada de líquido acontece em apenas um lado do impelidor; Sucção dupla: a entrada de líquido acontece em ambos os lados do impelidor. Para um mesmo H produzido pela bomba, a vazão é o dobro da vazão de uma bomba com sucção simples.

6 Classificação das bombas

7 Classificação das bombas As bombas podem ser classificadas de acordo com o número de impelidores em uma mesma carcaça: Um estágio: a bomba possui apenas um impelidor; Múltiplos estágios: a bomba possui mais de um impelidor no mesmo eixo. A finalidade de uma bomba de múltiplos estágios é aumentar a pressão do sistema para uma mesma vazão.

8 Classificação das bombas Um estágio Múltiplos estágios

9 Classificação das bombas As bombas podem ser classificadas de acordo com a orientação do eixo do impelidor: Bomba horizontal: o eixo do impelidor encontra-se na posição horizontal; Bomba vertical: o eixo do impelidor encontra-se na posição vertical.

10 Classificação das bombas Eixo horizontal Eixo vertical

11 Classificação das bombas As bombas podem ser classificadas de acordo com o tipo de impelidor : Impelidor fechado: as pás estão confinadas entre dois discos, o dianteiro e o traseiro; Impelidor aberto: as pás são fixadas apenas no cubo do eixo; Impelidor semi aberto: possui apenas um disco onde as pás são fixadas.

12 Classificação das bombas Impelidor fechado Semi aberto Impelidor aberto

13 Classificação das bombas Os impelidores fechados são utilizados com fluidos limpos. O rendimento é maior que para os demais impelidores. É a escolha recomendada se as condições de obstrução do impelidor não forem severas. Impelidores abertos e semi-abertos para fluidos sujos ou viscosos. O rendimento dos semi-abertos é inferior aos impelidores fechados e maior que os impelidores abertos. O desgaste apresentado pelos fechados também é inferior aos demais.

14 Alturas Altura geométrica de sucção (H s ): diferença de elevação entre o centro do eixo da bomba e o nível de líquido do reservatório de sucção. H s

15 Alturas Altura geométrica de descarga (ou recalque) (H d ): diferença de elevação entre o centro do eixo da bomba e o nível do líquido no reservatório de descarga; H d

16 Alturas Altura geométrica total (H o ): diferença de elevação entre os níveis do líquido nos reservatórios de sucção e descarga. H o

17 Alturas Altura estática total (H est ) H = est H o Pr P + s ρg = H o P P ρg H o

18 Alturas Altura total (H t ): P V H t = + + z ρg g H o

19 Alturas Condições particulares: a velocidade do líquido nos reservatórios pode ser considerada desprezível. H p altura referente às perdas de carga nas linhas de sucção e descarga, função de V. H o P4 P1 V4 V H 1 t = H o ρg g H p [mca]

20 Condições particulares: Reservatórios de sucção e descarga abertos P 1 = P 4 =0 (pressão manométrica). Alturas [mca] ) p( ) p( o p o t H H H H g V V g P P H H + + = = ρ

21 Condições particulares: reservatórios abertos e bomba afogada (reservatório de sucção acima da linha média da bomba). Alturas [mca] ) p( ) p( o p o t H H H H g V V g P P H H + + = = ρ

22 Pontos homólogos Pontos de operação que apresentam o mesmo rendimento.

23 Pontos de operação que apresentam o mesmo rendimento. onde Q é a vazão (m 3 /h); H é a altura (m) e P é a potência (kw) Pontos homólogos 1 1 N N Q Q = 1 1 = N N H H = N N P P

24 Pontos homólogos Pontos de operação que apresentam o mesmo rendimento. Faixa de aplicação:

25 Controle de capacidade da bomba Controle de capacidade por estrangulamento da válvula na descarga.

26 Controle de capacidade da bomba Exemplo: controle de capacidade com ajuste de rotação da bomba. F 1 ponto de operação normal F ponto de operação corrigido para uma nova vazão Potência elétrica da bomba ρgqh el( F ) = ηbη m P kg m m Nm J el ( F = m = = = W 3 m s s s s P ) 3 η b rendimento da bomba; η m rendimento do motor.

27 Controle de capacidade da bomba Exemplo: controle de capacidade com ajuste de rotação da bomba. F 1 ponto de operação normal F ponto de operação corrigido para uma nova vazão F 3 ponto de operação com nova rotação n` Potência elétrica economizada: P el( F ) ( F3 ) = ( H H ) ρg 3 Q η η b m

28 Controle de capacidade da bomba Exemplo: controle de capacidade com by-pass. Parte da vazão bombeada volta para a sucção da bomba ou para o reservatório de sucção. Utilizado para que a bomba não opere próximo a vazão mínima.