Bombas industriais. 1 Torr = 1 mmhg. Bombas industriais

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1 Codições (especificações) de carga: Para água ao ível do mar 1 Torr = 1 mmhg Codições (especificações) de carga: Carga de Pressão (h p ) A carga de pressão é cosiderada quado um sistema de bombeameto começa, ou termia, em um taque que está sob alguma pressão diferete da atmosférica. A pressão em tal taque deve ser primeiro covertida a metros de líquido. A carga de pressão se refere à pressão absoluta a superfície do líquido o reservatório que forece a sucção da bomba, covertida a metros de líquido. Se o sistema é aberto, h p é igual a carga de pressão atmosférica.

2 Codições (especificações) de carga: Carga de Velocidade (h v ) Se refere à eergia ciética de um líquido como resultado de seu movimeto a certa velocidade. É a carga, em metros, equivalete a altura pela qual a água teria que cair para adquirir a mesma velocidade, ou em outras palavras, é a carga ecessária para acelerar a água. A carga de velocidade de sucção ormalmete é isigificate e pode ser igorada em sistemas de outras cargas mais altas. Porém, pode ser um grade fator e deve ser cosiderada em sistemas de cargas baixas. Codições (especificações) de carga: (obs. cosiderar S sucção e d descarga) Carga de Sucção Total (H S ) É a carga de pressão o reservatório de sucção (h ps ) mais a carga estática de sucção (h S ) mais a carga de velocidade a flage de sucção da bomba (h vs ) meos a carga de fricção a liha de sucção (h fs ). H S = h ps + h S + h vs h fs A carga de sucção total é a leitura da medida maométrica o flage de sucção, covertida a metros de líquido.

3 Codições (especificações) de carga: (obs. cosiderar S sucção e d descarga) Carga Total de Descarga (H d ) É a carga de pressão de descarga o reservatório (h pd ), mais a carga estática de descarga (h d ) mais a carga de velocidade o flage de descarga da bomba (h vd ) mais a carga de fricção total a liha de descarga (h fd ). A carga total de descarga é a leitura de um maômetro o flage de descarga, covertida a metros de líquido. H d = h pd + h d + h vd + h fd Codições (especificações) de carga: Carga Diferecial Total (H T ) É a carga de descarga total meos a carga de sucção total: H T = H d H S Levar em cosideração o sial de h S, ou seja, se o ível de aspiração está abaixo do eixo da bomba, ou se a aspiração está acima do eixo da bomba.

4 Codições (especificações) de carga: NPSH (Net Positive Suctio Head) Em operações de bombeameto, a pressão em qualquer poto da liha de sucção uca deve ser meor que a pressão de vapor P v do líquido bombeado, a temperatura de trabalho. Caso cotrário haverá vaporização do líquido, com cosequete redução da eficiêcia de bombeameto. Ocorreria cavitação o rotor da bomba pela implosão das bolhas de vapor. Assim, a eergia dispoível para levar o fluído do reservatório até o bocal de sucção da bomba deverá ser a altura estática de sucção h s meos a pressão de vapor (metros de líquido) do líquido a temperatura de bombeio. Esta eergia dispoível é chamada Saldo de Carga de Sucção (NPSH). Codições (especificações) de carga: NPSH dispoível (NPSH d ) - característica do sistema o qual a bomba opera. NPSH requerido (NPSH r ) - represeta a eergia míima que deve existir etre a carga de sucção e a pressão de vapor do líquido. Deve-se ter: NPSH d > NPSH r É prática ormal ter pelo meos 0,6 a 0,9m extras de NPSH dispoível o flage de sucção.

5 Potêcias Eergias por uidade de tempo associadas à bomba. Potêcia de etrada da bomba ou potêcia de freio (BHP - Break Horse Power) - potêcia real etregue ao eixo da bomba. É fução da carga diferecial total e do peso do líquido bombeado (em um determiado período de tempo). A BHP pode ser lida das curvas da bomba a qualquer taxa de fluxo. As curvas de bombas são baseadas em uma massa específica de 1.0 kg/m 3. Para os líquidos usados, a massa específica deve ser corrigida. Potêcias Eergias por uidade de tempo associadas à bomba. Potêcia de produção da bomba ou potêcia hidráulica ou potêcia de água (WHP - Water Horse Power) - potêcia etregue pela bomba ao líquido. A potêcia de freio ou de etrada em uma bomba é maior que a potêcia hidráulica ou de produção, devido às perdas mecâicas e hidráulicas ocorridas a bomba. Eficiêcia ou redimeto da bomba relação etre potêcia hidráulica e potêcia de freio. A eficiêcia da bomba cetrífuga é uma porcetagem e represeta uma uidade de medida que descreve a coversão da força cetrífuga em eergia de pressão. Poto de Melhor Eficiêcia (BEP) capacidade a qual a eficiêcia é mais alta as curvas da bomba. Posição a curva ode a coversão de eergia ciética em eergia de pressão, a uma determiada vazão, é ótima. É o poto ode a bomba é mais eficiete.

6 Velocidade específica (N s ) N S = Q 3 4 H ode : (rpm), Q(gpm) e H(ft) Ídice adimesioal que idetifica a semelhaça geométrica de bombas. É usada para classificar os impulsores de acordo com seus tipos e proporções. Bombas de mesmo N s, mas de tamahos diferetes, são cosideradas geometricamete semelhates, sedo uma bomba um tamaho múltiplo da outra. Velocidade específica de sucção (N ss ) Ídice adimesioal que defie as características de sucção de uma bomba. É calculado pela mesma fórmula de N s, substituido H por NPSH r. A velocidade específica de sucção é usada comumete como base para calcular a faixa operacioal segura de capacidade para uma bomba. Quato mais alto N ss, mais reduzida é a faixa operacioal segura de seu poto de melhor eficiêcia BEP. Os úmeros variam etre e Leis de afiidade expressões que defiem mudaças a capacidade da bomba, carga, e BHP quado ocorrem mudaças a velocidade da bomba, o diâmetro do impulsor, ou ambos. Rotação do impelidor () ao alterar a rotação da bomba, a vazão, a altura maométrica desevolvida e a potêcia absorvida variam de acordo com as relações: Q Q 1 = 1 H H 1 = 1 2 P P 1 = 1 3 Diâmetro do impelidor (D) - para as bombas geometricamete semelhates, para a variação de D tem-se as relações: Q D = Q 3 H D = D 2 H 2 D2 P2 D2 2 P D = 5

7 Gráfico de variação da capacidade (fluxo) da bomba em fução da pressão (carga). Compoetes de carga a sucção Compoetes de carga a descarga

8 As curvas mais importates são: Altura Maométrica (carga) ( H ) x Vazão ( Q ) Potêcia Cosumida ( P ) x Vazão ( Q ) Redimeto Total (η)xvazão ( Q ) NPSH requerido ( NPSH ) x Vazão ( Q ) Observação: As curvas são costruídas para uma velocidade costate (rpm) e um determiado diâmetro de impulsor (ou série de diâmetros). Toda curva característica é feita para bombear água fria limpa e ão se aplica ecessariamete ao bombeameto de outros líquidos. No caso de poder usar outros líquidos devem ser feitos ajustes. Curvas características do sistema - É a variação o fluxo relacioada à carga do sistema. Ela deve ser desevolvida pelo usuário com base as codições de serviço: deseho físico; codições de processo; e características do fluído. A curva de carga do sistema represeta a relação etre a vazão e as perdas hidráulicas. Como as perdas por fricção variam com o quadrado do fluxo, a curva do sistema tem a forma parabólica. Perdas hidráulicas: fricção o tubo, válvulas, cotovelos e outros acessórios; perdas de etrada e saída, e perdas por mudaças a dimesão do tubo, em cosequêcia de amplificação ou redução do diâmetro.

9 A curva característica do sistema é obtida da equação da altura maométrica, a qual a parcela relativa às perdas de carga é calculada para diversos valores de vazão. Ode H m = H + h H m = Altura maométrica de elevação H g = Altura geométrica ou estática de elevação h = Soma das perdas de carga observadas a tubulação g Altura Geométrica. H = H + H g r s Ode Perda de Carga Ode H r = altura estática de recalque. H s = altura estática de sucção; h = h s + h r h s = perda de carga a sucção; h r = perda de carga o recalque. Curva característica do sistema: Vazões Q (abcissa) versus H m (ordeada) Caso A - Altura Geométrica Nula (H g = 0):

10 Curva característica do sistema: Vazões Q (abcissa) versus H m (ordeada) Caso B - Curva Típica (H g > 0) Curva característica do sistema: Vazões Q (abcissa) versus H m (ordeada) Caso C - Sistema por Gravidade (H g < 0) Obs. Obtém-se vazões até o valor Qg. Para maiores vazões deve-se istalar uma bomba para vecer as perdas de carga adicioais.

11 cetrífugas Mostra o desempeho da bomba. Curva característica de desempeho: capacidade (vazão volumétrica) versus a carga desevolvida. A curva de desempeho também mostra: Eficiêcia (BEP) Potêcia de etrada requerida (HP) NPSH r Velocidade (rpm) Outras iformações (tamaho da bomba e o tipo, tamaho do impulsor, etc) Carga

12 Adequação da bomba ao sistema (processo) Um sistema de bombeameto opera o poto de iterseção da curva da bomba com a curva de resistêcia do sistema. A iterseção das duas curvas defie o poto operacioal de ambos, bomba e processo. Porém, é impossível que um poto operacioal ateda todas as codições operacioais desejadas. Por exemplo, quado a válvula de descarga é estragulada, a curva de resistêcia do sistema desloca-se para cima, sedo acompahada pelo deslocameto do poto operacioal. Esgotameto

13 Faixa operacioal da bomba Gráfico da Carga Total versus Vazão volumétrica, para um diâmetro específico de impulsor. O gráfico começa com fluxo zero. A carga correspode este caso ao poto de carga da bomba desligada. A curva decresce até um poto ode o fluxo é máximo e a carga míima. Este poto às vezes é chamado de poto de esgotameto. A curva da bomba é relativamete plaa e a carga dimiui gradualmete coforme o fluxo aumeta. Este padrão é comum para bombas de fluxo radiais. Além do poto de esgotameto, a bomba ão pode operar. A faixa de operação da bomba é do poto de carga desligado ao poto de esgotameto. A tetativa de operar uma bomba além do limite direito da curva resultará em cavitação e evetual destruição da bomba.