Curva da bomba

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- OBJETIVO GERAL

- Determinar o comportamento dinâmico de um sistema elevatório.

- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Calcular perdas de cargas localizadas, distribuídas e a altura geométrica do sistema analisado;

- Esboçar a curva do sistema e encontrar o ponto de operação do mesmo;

- Analisar as leituras dos manômetros presentes no sistema.

- METODOLOGIA

O trabalho foi realizado utilizando-se um sistema hidráulico composto por tubulações de PVC, contendo um conjunto elevatório formado por duas bombas, com diâmetro de sucção igual a 40mm e diâmetro de recalque igual a 32mm; comprimento da tubulação de sucção igual a 4 metros e de recalque igual a 4 metros; e ainda, diferença entre os níveis do reservatório superior e inferior igual a 1,80 metros, organizados esquematicamente conforme Foto 1. A esquematização do conjunto deu-se de maneira a permitir no mesmo conjunto, de acordo com a abertura de certos registros, a associação em série ou em paralelo das bombas do conjunto elevatório.

[pic 3]

Foto 1: Sistema elevatório utilizado com localização de registros e bombas.

Fonte: Acervo disponibilizado pelo docente

LEGENDA:

1 - Vacuômetro

2 - Manômetro

R1 e R2 – Registros Esfera com D = 40mm.

R3, R4, R5 e R6 – Registros Esfera com D = 32mm.

B1 e B2 – Bombas

Vale ressaltar também a presença de conexões geradoras de perda de carga localizada, identificadas na Foto 2.

[pic 4]

Foto 2: Sistema elevatório utilizado com localização de conexões utilizadas.

Fonte: Acervo disponibilizado pelo docente

LEGENDA:

T1 e T3 – Tê com D = 40mm.

T2 e T4 – Tê com D = 32mm.

C1, C2 e C3 – Cotovelos com D = 40mm.

C4 e C5 – Cotovelos com D = 32mm.

Para obter-se uma associação em série do conjunto elevatório, a qual denomina-se por Trajetória em Série (TS), deve-se abrir os registros R1, R4, R5 e R6, mantendo-se fechados os registros R2 e R3. Com o esquema adaptado conforme descrito, e com o auxílio de um cronômetro (para demarcar o tempo gasto para certo volume) coloca-se o conjunto elevatório em funcionamento e após aguardar a estabilização (cerca de 10 segundos) deve-se anotar os valores explicitados no vacuômetro (2) manômetro (1). É necessário que repita-se o procedimento para obter-se média dos valores obtidos e melhorar a precisão do experimento. Encerra-se após isso o procedimento com a TS.

Para obter-se uma associação em paralelo do conjunto elevatório, a qual denomina-se por Trajetória em Paralelo (TP), deve-se abrir os registros R1, R2, R3, R5 e R6, mantendo-se fechado o registro R4, apenas. Com o esquema adaptado conforme descrito, e com o auxílio de um cronômetro (para demarcar o tempo gasto para certo volume) coloca-se o conjunto elevatório em funcionamento e após aguardar a estabilização (cerca de 10 segundos) deve-se anotar os valores explicitados no vacuômetro (2) manômetro (1). É necessário que repita-se o procedimento para obter-se média dos valores obtidos e melhorar a precisão do experimento. Encerra-se após isso o procedimento com a TP.

Através da manipulação dos dados obtidos no experimento, obtêm-se os dados de vazão e, portanto, pode-se proceder aos cálculos característicos do sistema hidráulico. Para obtenção do valor de perda de carga localizada, utiliza-se primeiramente tabelas que relacionem o comprimento equivalente (Leq) das conexões e registros com seus respectivos diâmetros. Após tal cálculo, calcula-se separadamente as perdas de carga de cada um dos diâmetros através da fórmula de Hazen-Willians e deve-se somar ambos para obtenção da perda de carga unitária total. Fórmula de Hazen-Willians:

[pic 5]

Para obtenção dos valores da carga total de elevação, deve-se realizar os cálculos incluindo-se as conexões e as bombas, através da fórmula:

E = Hg + ∑ (ki . Qn)

na qual Hg é a diferença entre os níveis dos reservatórios e o segundo termo as perdas de cargas localizadas já calculadas.

Ao fim deste processo, deve-se elaborar o gráfico explicitando a curva característica do sistema, adotando-se todos os componentes de perda de carga para a determinação do Leq e variando-se os valores de vazão. Vale ressaltar que o gráfico possui no eixo das abscissas a variável Q (m3/h) e no eixo das ordenadas a variável E (m), em função de cada vazão.

Obtido o gráfico com as curvas características dos sistemas, deve-se sobrepor à este a curva característica da bomba utilizada. Neste experimento utilizou-se os dados fornecidos pelo fabricante e através deste, deve-se representar as curvas referentes a duas bombas iguais a esta, associadas em série ou em paralelo.

Para obter-se a curva de duas bombas iguais associadas em série, deve-se manter os valores de cada ponto eixo das ordenadas da bomba individual, ao passo que no eixo das abscissas deve-se dobrar os valores de cada ponto. Para obter-se a curva de duas bombas iguais associadas em paralelo, deve-se dobrar os valores de cada ponto do eixo das ordenadas da bomba individual, ao passo que mantêm-se os valores de cada ponto do eixo das abscissas.

O ponto obtido no encontro da curva característica do sistema de tubulação com a curva da associação de duas bombas em série indica o ponto de funcionamento do sistema em série, que corresponde ao ponto de ótimo rendimento da bomba nesta associação. O ponto obtido no encontro da curva característica do sistema de tubulação com a curva da associação de duas bombas em paralelo indica o ponto de funcionamento do sistema em paralelo, que corresponde ao ponto de ótimo rendimento