Experiência n 2 1. Levantamento da Curva Característica da Bomba Centrífuga Radial HERO

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1 8 Expriência n 1 Lvantamnto da Curva Caractrística da Bomba Cntrífuga Radial HERO 1. Objtivo: A prsnt xpriência tm por objtivo a familiarização do aluno com o lvantamnto d uma CCB (Curva Caractrística da Bomba), qu é rprsntada pla função HB = f(q). Após o lvantamnto da CCB, o aluno dv comparar a curva obtida no nsaio com a curva do fabricant, fazndo s ncssário as dvidas corrçõs.. Informaçõs importants para o dsnvolvimnto da xpriência a. Sobr a Bomba: A xpriência srá ralizada com uma bomba construída no sistma BACK-PULL-OUT (figura 1), ou sja, s rtiramos os parafusos da part trasira da carcaça da bomba, soltarmos o motor létrico da bas, todo o conjunto formado por motor parts intrnas da bomba, como o rotor, é rtirado da bomba sm qu as tubulaçõs d sucção rcalqu, qu stão acopladas a bomba, sjam dsmontadas. 1 Basada na apostila Laboratório d Sistmas Fluidomcânicos I do Profssor Sérgio Lops dos Santos

2 9 figura 1 SISTEMA BACK-PULL-OUT b. Sobr a rotação da bomba: A dtrminação da rotação d uma bomba é fita pla a xprssão: n = 10 f p Ond: f = frqüência da rd létrica; p = númro d pólos do motor. S o númro d pólos do motor létrico for, tmos a rotação n= 3600 rpm s o númro d pólos do motor létrico for 4, tmos a rotação n= 1800 rpm. Dvido ao scorrgamnto, a rotação cai na faixa d 3500 rpm para bombas com motors létricos d pólos, na faixa d 1750 rpm para Bombas com motors létricos d 4 pólos. Os fabricants d bombas, adotaram uma rotação d n = 3500 rpm para bombas com motors létricos com pólos n= 1750 rpm para bombas com motors létricos com 4 pólos com sts valors d rotaçõs ls lvantam as CCB s das msmas. No nosso laboratório o motor da bomba é d pólos o qu quival a dizr qu a bomba nsaiada tm a rotação n = 3500 rpm.

3 10 c. Sobr o rotor da bomba nsaiada Os fabricants d bombas, fazm-nas para divrsas aplicaçõs, assim xistm bombas com difrnts modlos d rotors. Os fabricants d bombas ofrcm o diagrama d tijolos para mostrar as faixas d cargas manométricas (HB) vazõs atndidas (Q) para os sus divrsos modlos, a uma dada rotação. Est diagrama também pod sr dnominado d diagrama d campo d aplicação, ou diagrama d pré slção (Anxo1). No nosso caso o diâmtro do rotor (φ r ) é igual a 10 mm. Como tmos o φr já spcificado, farmos a corrção da curva obtida no laboratório m rlação a curva forncida plo fabricant m função da rotação. 3. A xpriência: Na xpriência aplicarmos a quação da nrgia ntr a ntrada a saída da bomba, ond já considramos o coficint d nrgia cinética (α) igual a 1,0, isto plo fato do scoamnto sr turbulnto. H + H = H B s v g p + γ + z + H B = s v g p + γ s + z s Com os dados obtidos pod-s comprovar facilmnt qu R > 4000, o qu caractriza qu o msmo é turbulnto.

4 11 Como não há difrnça d cotas ntr a ntrada a saída da bomba ( z = 0 ) rsulta: H B p = s γ p + v s v g A vlocidad na ntrada saída pod sr obtida pla quação da continuidad para o scoamnto m rgim prmannt d um fluido incomprssívl: Q = v A v = 4 Q π D O diâmtro d sucção é D sucção = D ntrada = 6,7mm (diâmtro d ntrada da bomba) o d rcalqu é D rcalqu = D saída = 40,9mm (diâmtro d saída da bomba) A foto mostra o Lucas, outro monitor da disciplina, cronomtrando o volum rcalcado pla bomba. O mdidor d nívl do tanqu já stá calibrado m litros, o qu quival a dizr qu s cronomtra dirtamnt o volum qu é rcalcado pla bomba. A vazão é dada pla V quação: Q = t ond : V - Volum t - tmpo

5 1 O visor do tanqu, mostrado na foto antrior, stá graduado d 10 m 10 litros. Para qu sja possívl a construção da CCB srão coltados, no mínimo, oito (8) pontos prviamnt slcionados, isto através do manômtro d saída da bomba. Obsrv qu, quando a válvula stivr totalmnt abrta, trmos máxima vazão(q) mínima prssão, quando stivrmos com a válvula totalmnt fchada, trmos máxima prssão nnhuma vazão, portanto já tmos dois () pontos, o d mínima prssão (Q = Q máx ) o d máxima prssão (Q = 0). Entr sts pontos acrscntarmos mais 6 pontos para a ralização do nsaio. A cada litura d prssão, volum tmpo, dvmos lr a rotação do ixo do motor qu é fita com o auxilio d um aparlho chamado tacômtro. Há m su ixo uma fita adsiva qu rflt a luz, dsta forma é qu o tacômtro dtrmina a rotação do ixo. Armando ralizando a xpriência m 003 A rotação srá difrnt m cada litura, difrnt d 3500 rpm, qu foi a rotação spcificada plo fabricant. Esta difrnça d rotação é dvido ao scorrgamnto a variação d tnsão na rd létrica.

6 13 A dtrminação, tanto da prssão na ntrada da bomba, como na saída da bomba dv sr fita para cada uma das posição da válvula globo como mostra a foto a sguir: O Lucas, m 004, controlando a vazão na ralização da xpriência Lucas mostrando o vacuômtro o manômtro utilizados nas lituras, rspctivamnt, da prssão d ntrada saída da bomba. Com a vazão as prssõs, podmos construir a curva caractrística da bomba, qu dv sr comparada com a curva forncida plo fabricant (Anxo ). Nota: A corrção da curva obtida antriormnt dv sr fita plas quaçõs a sguir: Q Q n n calculada fabricant Bcalculado fabricant corrigida = HBcorrigido = nlida nlida H As quaçõs antriors são originadas da condição d smlhança complta qu nvolv o coficint d vazão (φ) o coficint manométrico (ϕ), qu são dois dos númros adimnsionais qu caractrizam o studo das bombas hidráulicas qu foram abordados no curso básico d mcânica dos fluidos (Mcânicas dos Fluídos I), ond: φ Q = n H B ϕ = n D 3 D R R

7 14 Tabla d colta d dados Expriência nº obtnção da CCB Ensaios V t n lido p p s Unidads Armando, m 003, acionando a válvula globo do laboratório.

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9 Anxos: 16

10 Anxo 1 Diagrama d Tijolos 17

11 Anxo Curva CCB forncida plo fabricant 18

12 19 Anxo 3 Tabla d rsultados nsaio V t Q v s v v s g v p s p p s p γ H B HB C Qc unidads Foto mostra o Alxandr qu foi o primiro aluno a participar da iniciação didática dsnvolvr sta atividad. O Alxandr formou-s ngnhiro mcânico no primiro smstr d 003 hoj trabalha m uma fábrica d bombas no intrior do Estado d São Paulo, o qu implica qu a atividad proposta lh abriu caminho para a atuação profissional.