Relatório sobre bombas centrífugas

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A cavitação consiste em um fenômeno físico que ocorre principalmente no interior de sistemas hidráulicos e que é caracterizado pela formação de bolhas de vapor no meio fluido. Isso ocorre quando a pressão estática absoluta local cai abaixo da pressão de vapor do líquido e, portanto, causa a formação de bolhas de vapor no corpo do líquido, isto é, a evaporação do fluido a baixa pressão na linha de sucção. A cavitação causa graves problemas nas bombas, pois interfere na lubrificação e destrói a superfície dos metais, e isso faz com que a vida útil das mesmas seja reduzida.

Dois motivos para se fazer a associação de bombas centrífugas são quando um rotor de uma única bomba não consegue vencer um desnível muito elevado, requerendo que o mesmo tenha um grande diâmetro à alta rotação acarretando à altas acelerações na centrífuga e quando o custo de duas bombas menores é menor do que uma maior quando as mesmas dão conta do mesmo serviço.

A associação dessas bombas acontece conforme mostra a figura 1. Em paralelo, a vazão é dividida entre a quantidade das mesmas utilizadas, porém todas trabalham sob a mesma pressão. Esse tipo de associação é utilizado quando deseja-se aumentar a vazão. A associação em série faz com que as mesmas trabalhem sob a mesma vazão, já que a tubulação de recalque da primeira está conectada à de sucção da segunda, de forma que suas pressões são somadas e a altura total do sistema é a altura individual de cada bomba operando separadamente somadas.

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Figura 1 – Tipos de associação de bombas centrífugas.

Os usos mais comuns de bombas centrífugas incluem o bombeamento de água em poços profundos, a sucção de água, esgoto e petróleo, bombeamento na petroquímica e até alguns ventiladores centrífugos são usualmente aplicados para implementar um aspirador de pó.

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2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Determinar as curvas características de cada bomba proposta no experimento.

2.2 Objetivos Específicos

Determinar a eficiência e a potência das bombas (série, paralelo e normal).

Provocar cavitação e visualizar os fenômenos que ocorrem na mesma.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

- Materiais

- Duas bombas centrífugas;

- Dois manômetros;

- Dois manômetros de tubo em U;

- Dois amperímetros;

- Dois vacuômetros;

- Dois voltímetros;

- Reservatório de água;

- Metodologia

Antes de iniciar o procedimento foi necessário verificar se o reservatório estava com seu nível máximo completo (50 mm do topo da caixa) e se todas as válvulas do circuito encontravam-se abertas. Após a verificação dos itens acima iniciou-se a obtenção das curvas características da bomba BC1.

Bomba BC1

As válvulas VSC, VT1, VT3, VR3, VT7 foram abertas e as demais foram fechadas. Após, a bomba BC1 foi ligada e verificou-se o manômetro (MB1), o voltímetro (U) e o amperímetro (I). Variando a vazão da água de 5 em 5 litros por minuto, através da válvula VR-1, os valores contidos no manômetro, voltímetro e amperímetro foram anotados. Após, o mesmo processo de leitura foi realizado com a diminuição da vazão para verificar eventuais problemas de histerese.

Bombas em paralelo

A segunda etapa do experimento consistiu em obter a curva característica da associação das bombas em paralelo, realizadas da seguinte maneira:

As válvulas VR3, VT5, VT6 e VA foram fechadas e as demais abertas.

As bombas BC1 e BC2 foram ligadas simultaneamente e as leituras dos manômetros e voltímetros e amperímetros realizadas.

As mesmas leituras foram feitas com a diminuição da vazão.

Bobas em série

A terceira etapa do experimento consistiu em obter a curva característica da associação das bombas em série, realizada da seguinte maneira:

Inicialmente os registros dos manômetros de tubo em U (MU1 e MU2) foram fechados. O único monômetro utilizado nesta etapa do experimento foi o MU3.

Após, as válvulas VR3, VT2, V3, VT5 e VA foram fechas e as demais abertas.

A bomba BC2 foi ligada e foram realizadas as leituras no manômetro, vacuômetro, voltímetro e amperímetro.

Em seguida a bomba BC1 foi ligada e as mesmas leituras efetuadas.

A vazão de água foi variada de 5 em 5 litros por minuto e as devidas leituras e anotações realizadas.

Com a válvula VR3 fechada, ambas as bombas foram desligadas.

Cavitação

Nesta etapa apenas a bomba um foi utilizada, portanto as válvulas VSC, VT1, VT3, VR3, e VT7 foram abertas e as demais fechadas.

Com a bomba BC1 ligada a vazão de água foi aberta através da válvula VR1 até o limite de escoamento. Os valores contidos no manômetro, vacuômetro foram anotadas.

Lentamente a válvula simuladora de cavitação (VSC) foi fechada até a situação de cavitação ser atingida. As pressões dos manômetros e as vazões dos vacuômetros foram registradas no instante em que se observou a formação de bolhas de vapor de água na tubulação.

Para o sistema de normalizar a válvula VSC foi totalmente aberta até verificar-se o total desaparecimento das bolhas.

Para provocar a “cavitação induzida”, a válvula VA foi aberta e a VT7 fechada, desta forma havendo a injeção de ar no reservatório de água.

Após