Escolha da bomba hidráulica

Transcrição

1 Escolha da bomba hidráulica

2 Existem muitos tipos de bomba e cada um deles com suas características geométricas, atendendo uma faixa de vazões e de cargas.

3 Portanto, na escolha da bomba, além dela atender ao par H B e Q, deve operar com o melhor rendimento possível e para isto, deve-se escolher a geometria conveniente para uma dada instalação.

4 Pode-se ter uma escolha preliminar baseada na vazão e na carga manométrica.

5 Considerando o livro: Máquinas de Fluido escrito por Érico Lopes Henn e editado pela Editoraufsm Portanto, basta marcar a vazão de projeto e a carga manométrica de projeto que se tem a escolha preliminar da bomba.

6 Um critério mais rigoroso para a escolha da bomba é através da rotação específica, que é uma expressão matemática oriunda das condições de semelhança.

7 Para a determinar da rotação específica é conveniente se introduzir o conceito de bomba unidade, que a bomba que irá operar com uma rotação n q, com uma vazão Q = 1 m³/s e com H B = 1 m.

8 Partindo das condições de semelhança, obtém-se as equações: ψm φm ( I) ( II) = ψp = φp 3 2 H Bm H B p Q m Q p = 3 H Bm H B p 2 Qm Qp 2 2 n m Dr = m n p D r p 3 n m Dr m n p D r p 4 n = m np ( III) ( II) ( I)

9 Observe-se que a equação (III) utiliza a vazão, a carga e a rotação de duas bombas pertencentes a uma mesma família, na condição especial de semelhança completa.

10 Para generalizar a situação anterior, optou-se em considerar como modelo a bomba unidade, que passa a ser um modelo que vale para qualquer família, onde tanto a vazão como a carga manométrica são definidas para o ponto de projeto, ou seja, o ponto onde se tem o rendimento máximo, o qual pode coincidir, ou não, com o ponto de trabalho.

11 Considerando a bomba unidade como modelo, pode-se reescrever a equação (III) que dará origem a expressão para o cálculo da rotação específica: ( ) B H Q n nq n nq Qp H Bp III np nm Qp Qm H Bp H B m = = =

12 nq tem a mesma unidade de n, já a Q terá como unidade m³/s e H B terá a unidade m.

13 Deve-se notar que com as características n, Q e H B de uma bomba real, os dois últimos obtidos para a condição de ponto de projeto, ou seja, para o rendimento máximo, pode-se calcular a rotação específica, a qual possibilita conhecer a classificação das bombas segundo o seu tipo de rotor:

14 nq (rpm) < a a a a 500 Tipo de bomba (rotor) Deslocamento positivo - êmbolo, engrenagens, lóbulos, parafusos, palhetas, etc. Centrífuga radial ou pura Centrífuga tipo Francis, ou seja, a helicoidal. Centrífuga de fluxo misto ou semi-axial Axial

15 Rotação específica com potência unitária (n S ), ou seja, N = 1 CV, e Q = 75 l/s, portanto: n S =3,65n q

16 Figura extraída do livro Bombas e Instalações de Bombeamento escrito por Archibald Joseph Macintyre editado pela Editora Guanabara Dois S.A

17 Outras referências

18 A fabrica de bombas KSB, em função das condições operacionais (n, Q e HB) e da rotação específica, mostra através do gráfico a seguir a determinação do tipo de rotor e do rendimento máximo esperado. Deve-se notar que o referido gráfico apresenta valores médios do rendimento obtidos por um grande número de bombas comerciais em função da rotação específica (velocidade específica) e da vazão.

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20 Considerando o livro: Máquinas de Fluido escrito por Érico Lopes Henn e editado pela Editoraufsm n q = n qa 3

21 Outras consultas podem ser feitas nos sítios:

22 Exemplos: 1.H B = 500 m; Q = 15 l/min e n = 1000 rpm 2.H B = 45 m; Q = 8 x 10-3 m³/s e n = 3450 rpm 3.H B = 5,6 m; Q = 0,8 m³/s e n = 900 rpm 4.H B = 50 m; Q = l/h e n = 3500 rpm Para os dados, sabendo-se que se bombeia água, pede-se especificar a bomba e se possível o valor médio do rendimento.

23 Observações: 1 A rotação específica se relaciona ao formato de um rotor, se for uma bomba de múltiplos estágios, considere a carga manométrica utilizada no cálculo da rotação específica igual a carga manométrica dividida pelo número de estágio. 2 Em se tratando de bomba de entrada bilateral considere a vazão dividida por dois.