Oitava aula d laboratório d ME5330 Sgundo mtr d 2014
Vamo obtr a curva H =f(q) h =f(q) ara uma dada rotação utilizar o invror d frquência tanto ara obtr a curva H =f(q) ara dua rotaçõ tablcida, como ara obtnção da curva da CCI ratica. E como vamo chamar ta xriência? 2
Exriência do frio dinamométrico xriência do invror d frquência. Iniciamo com a do frio dinamométrico. 3
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Trcho da bancada utilizado nta xriência 1 = bomba MARK d 4 CV 6 = manovacuômtro 10 = tubulação d ucção 2 = fita adiva ara dt. n 7 = manômtro 11 = tubulação d rcalqu 3 = motor létrico d 5 CV 8 = analiador Krato 12 = tubulação d rcalqu 4 = fra 9 = válv. globo ara controlar 13 = tanqu d ditribuição 5 = célula d carga a vazão (Q) 14 = izômtro / dt. da Q 5
Viualizando a ção d ntrada aída da bomba a cota ara corrigir a rõ manométrica ara ta xriência.
Equmaticamnt, tmo: m m y () z () PHR H z H H v 2g 2 H z v 2g 2 Agora é ó alicar a quação da nrgia.
Ao acionar o conjunto motor bomba, olhando-o or trá, t girará no ntido horário, como a carcaça (tator) tá olta, lo rincíio da ação ração, la tndrá a girar no ntido anti-horário uma fra ra m uma da ata do motor, rionará uma célula d carga qu irá rgitrar a força alicada, já qu a célula d carga tá ligada a um analiador, no cao da Krato. 8
A foto a guir motra o rgitro d uma força lo analiador da Krato, rgitro fito m kgf. 9
Atravé da força alicada rgitrada, além do torqu, odmo calcular a otência da bomba (otência mcânica), já qu: ração N N n Momnto F braço 2 r n COMO ACHAR A ROTAÇÃO? Vita frontal do conjunto motor bomba
A rotação é obtida atravé d um tacômtro a lar, o qual é aontado ara o adivo branco = 2 11
Cuidado ara não danificar o itma S acionarmo o motor m a fra tar aoiada na célula d carga (analiador indicando zro), a mma odrá r danificada, or motivo, o acionamnto do motor ó dv r fito aó a fra tar aoiada na célula d carga. Não acionar o motor na ituação Acionar o motor ó na ituação
Dnvolvimnto da xriência Com a válvula controladora d vazão totalmnt fchada obtém a coordnada do onto d hut- off, ara tal, dv- anotar a rõ manométrica rctivamnt na ntrada aída da bomba a rotação do conjunto motor bomba. Obrv qu: m m m y z y m z m m z
Alica- a quação da nrgia ntr a çõ d ntrada aída da bomba com o PHR no ixo da bomba: m m m m 2 2 z z H 0 v v off hut 0 Q 2g v v z z H H H H Não qucr d rgitrar a rotação.
Aó a litura d m, m da n ara Q=0, dv- abrir totalmnt a válvula controladora da vazão (último naio) ara a ituação ftuar a litura do Dh (mm), t(), m, m n. Q H Volum tmo 2 2 v v m m Dh A t tan qu 2g A tan qu 0,681 m 2 A ção d ntrada a d aída, rtncm a tubo d aço 40 com diâmtro nominai d 1,5 1 rctivamnt. 2 2 D 40,8mm A 13,1cm D 26,6mm A 5,57cm int int 15
Adotando: tmo: com: H v 2 2 v v Q A 1,0 m v Dtrmina- a otência o rndimnto da bomba ara uma rotação n, qu é lida no tacômtro a lar: m Q A 2g N n braço h Momnto r N N 0,08m Q H F braço 2 n F braço 2 n 16
Fchando- lanjadamnt a válvula controladora d vazão, obtmo a dmai litura qu originarão a tabla d dado: Enaio Dh (mm) t() m (mmhg) m (kgf/cm²) F (kgf) n (rm) 1-80 5,1 3,64 3571 2 100 27,13-135 4,5 7,09 3539 3 100 18,35-205 3,8 8,42 3525 4 100 14,41-245 3,1 9,24 3515 5 100 13,75-295 2,4 9,69 3510 6 100 12,57-340 1,7 10,17 3505 7 100 11,53-350 1 11,18 3513 Tmratura d água: 20 0 C Exmlo d tabla d dado 17
Não od qucr d corrigir a vazão (Q), a carga manométrica (H ), o rndimnto da bomba (h ) ara uma rotação tablcida, or xmlo 3500 rm. 18
Corrçõ Q H 3500 3500 3500 Q n lida 3500 n lida 2 x rimntal H x rimntal h 3500 h x rimntal 19
Conidrando qu a rotação altra o rndimnto, odmo rcorrr a quação a guir ara calculá-lo: h 0,1 nlido 3500 1 (1 hx rimntal ) 3500 Equação obtida no livro: omba Intalaçõ d ombamnto - Archibald Joh Macintyr - Livro Téc. Cint. Editora 2008- gunda dição rviada - ISN 978-85-216-1086-1 ágina 126 20
Imortant obrvar qu todo o onto da curva d H m função da vazão tão na mma rotação. Exmlo d curva obtida! 21
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ancada do invror d frquência qu foi rojto d aluno! 23
Ao contruir a curva H = f(q) H S = f(q) vamo rocurar comrovar qu a utilização do invror trará uma rdução na otência conumida ara viabilizar ito no róximo lid é dada a curva do rndimnto da bomba m função da vazão.
Obtnção da carga manométrica H H H H z z v 2 2g v 2
Manômtro alinhado, ortanto: m m
H z ucção z Calculando a H m 2"aço 40 m D rcalqu 1,5" aço 40 int D int v 2 2g 52,5mm 40,8mm v A 2 v 21,7cm² Q A A 13,1cm² z z 15,5cm A vazão é lida dirtamnt no rotâmtro
Exmlo d tabla d dado ara motrar a vantagm d controlar a vazão lo invror. Exriência do invror d frquência rimira art Frquência d 60 Hz Frquência d 50 Hz Q m m n Q m m n Enaio (m³/h) (mmhg) (kgf/cm²) (rm) (m³/h) (mmhg) (kgf/cm²) (rm) 1 0-30 2,5 3550 0-30 1,7 2967 2 5,5-100 2,5 3515 4,5-80 1,7 2942 3 7,5-110 2,4 3506 6-100 1,65 2937 4 9,5-130 2,35 3495 7,5-120 1,6 2935 5 11,5-170 2,2 3489 9,5-140 1,5 2928 6 13,5-200 2,1 3479 11-150 1,45 2923 7 15,5-250 2 3473 12,5-190 1,3 2918 8 17,5-300 1,8 3467 14-230 1,2 2914
Para comrndr qu rotação é dada na curva do fabricant dvmo ntndr o concito d vlocidad íncrona. Vlocidad d rotação íncrona (n) n 120f f númro d ólo 2 ólo 3600 rm 4 ólo 1800 rm 6 ólo 1200 rm 8 ólo 900 rm Hz Gralmnt o motor íncrono ó ão uado ara otência > qu 500CV Plo dcrto númro 4508 d 11 d dzmbro d 2002 do Minitério d Mina Enrgia tríamo o motor létrico com uma frquência nominal igual a 60 Hz. E o motor aíncrono? 30
No motor aíncrono a vlocidad d rotação não coincid xatamnt com a vlocidad d incronimo. Ela é mnor? Sim a diminuição é originada lo corrgamnto (cor.), qu gralmnt é da ordm d 2,5 a 5% cor. n n 1 100 Para a rotação d 3500 rm o corrgamnto é aroximadamnt igual a 2,8%, já qu: Obrvação: 3500 cor. 3600 1 100 31
A rotação n influncia o onto d trabalho! Ito ara rotação (n lida ) Na xriência ara cada oição da válvula globo dvmo calcular a H; a Q 32
Analogamnt farmo a corrçõ ara a rotação d 2916 rm. 33
Aí obtmo a curva abaixo, ond 1 corrond a 3500 rm a 2 a 2916 rm
Potência do onto G N G Q G h H G G O rndimnto do onto G od r obtido da curva do rndimnto m função da vazão ara a rotação d 3500 rm (lid 25)
Já o rndimnto do onto F não od r obtido dirtamnt do lid 25 Vamo rcorrr a análi dimnional igualarmo o coficint d vazão: 1 Q 1 2 Q Q 1 3500 D 2 3500 2910 3 R Q 2 2910 D 3 R Aí com a vazão do onto da 1 comltamnt mlhant ao onto F da bomba 2 no lid 25 nó calculamo o rndimnto do onto F
N F Q F h H F F Aí odmo comarar a otência do onto G com a do onto F como: N m N h m odmo concluir houv ou não rdução no conumo da otência létrica.
Agora odmo artir ara a dtrminação da CCI rática
O gráfico abaixo motra o dlocamnto da CC m função da rotação 39
Dado coltado ara a CCI rática: Invror d frquência gunda art Frquência Q P m P m Enaio (Hz) (m³/h) (mmhg) (kgf/cm²) 1 25 4,75-100 0,2 2 30 6,5-110 0,3 3 40 10,5-170 0,8 4 45 12-200 1 5 50 14-240 1,25 6 55 15,5-270 1,5 7 60 17.5-290 1,8 Dtrminação da carga tática fito lo Mauricio lo Valdir 40
Z inicial 17cm PHR adotado no chão Z final 64cm