Ensaio de Bombas Centrífugas 1. NORMAS DE ENSAIO Os ensaios de desempenho e de cavitação para bombas hidráulicas de fluxo (centrífugas, axiais e mistas), de classe C (bombas de utilização corrente) são prescritos pela norma NBR 6400. Os parâmetros geométricos de instalações de testes de bombas, quando se usam medidores de pressão do tipo Bourdon são mostrados na figura 1. Esta norma estabelece que as alturas manométricas na entrada e saída da bomba devem ser calculadas pelas expressões:
2 p2 V2 2 + Z2 p1 V1 H = + e H 1 = + + Z1 γ 2g γ 2g e a carga fornecida pela bomba será então 2 H = H 2 H 1 com os valores das cotas Z 1 e Z 2 medidos como mostrado na figura 1. Em certos casos, existe a necessidade de correção das perdas de carga que ocorrem entre a posição de medida de pressão e os flanges de entrada e saída da bomba. O valor da perda deve ser calculado utilizando a expressão universal de cálculo de perdas e adicionadas à carga da bomba : 2 L Vj H j = f D 2g Estas correções só devem ser realizadas quando : H j1 + H j2 0,005 H A verificação da necessidade de correção pode ser feita utilizando o gráfico da figura 2. Caso seja necessária, o coeficiente de atrito pode ser obtido através da figura 3. Estas figuras são válidas para tubos de aço ou ferro maleável com seção circular constante e diâmetros de entrada e saída iguais. Se os tubos tiverem diâmetros diferentes, deve-se utilizar o menor diâmetro. Durante o ensaio, com a variação da carga, pode ocorrer variações na rotação da máquina. Se estas variações não excederem certos padrões, é possível se aplicar correções aos valores obtidos para compatibilizar os dados. De acordo com a norma, as diferenças admissíveis para a utilização das expressões de correção são baseadas na variação percentual : n n =100 n esp esp com n a rotação do ensaio e n esp a rotação especificada na curva do fabricante. As conversões serão admissíveis para valores entre +20% e 50% para o cálculo de H e Q e de ± 20% para potências absorvidas pela bomba até 100 kw. Acima desta potência, a faixa é a mesma da anterior. As correções devem ser realizadas através das expressões : Q n esp n esp n esp = Q = =, Hesp H, Pesp P ηesp =η n n n esp, 2 3
Figura 2 Verificação de necessidade de correção Figura 3 Fator de atrito
2. ENSAIO A SER REALIZADO A bancada de ensaio disponível é composta por uma bomba KSB ETA 80-20, acionada por um motor de corrente contínua. As pressões de entrada e saída são obtidas respectivamente através de um vacuometro e um manômetro do tipo Bourdon. A rotação da bomba é obtida através de medição direta utilizando um tacômetro ótico cujo elemento refletor está instalado no acoplamento do motor com a bomba. O sistema não permite a medida de potência mecânica consumida pela bomba e sim de potência elétrica consumida pelo acionador, através de leituras de tensão e corrente. Como os medidores estão localizados na linha de corrente contínua, a potência é calculada como sendo o produto V I. Com estes valores poderão ser obtidos os rendimentos globais do conjunto motorbomba. Estes rendimentos podem ser muito abaixo do especificado pelo fabricante, principalmente se o motor funcionar muito longe do ponto nominal. A vazão do sistema é determinada através de medidas de carga em um vertedor retangular, instalado no canal de retorno da água ao tanque de sucção. A variação da vazão é feita por atuação em um dos registros gaveta da tubulação de recalque. 3. DADOS DO VERTEDOR Altura da soleira Largura Coeficiente de descarga p = 0,56 m L = 0,39 m C d = 0,602+ 0,075 h p Carga do vertedor corrigida h e = h + 0,001 (m) 2 3/ 2 3 Curva de Calibração Q = 2 g C d L h e (m / s) 3 h é a carga medida no vertedor (m) 4. MEDIDAS A SEREM TOMADAS Medidas geométricas de posição dos manômetros em relação ao tubo de sucção Medidas do comprimento dos tubos de aspiração e recalque a partir dos flanges da bomba Pressões de entrada e saída da bomba Carga do vertedor Rotação da máquina Tensão de alimentação do motor Corrente no motor 5. LEITURAS REALIZADAS L s = L r =
medida P entrada P saída H vertedor Rotação Tensão Corrente
6. - CÁLCULOS
7 CURVA DO FABRICANTE
8. COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES