Sexta aula
16/09/2008
Só somos porque estamos sendo. Estar sendo é a
condição, entre nós, para ser. Não é possível pensar
os seres humanos longe, sequer, da ética, quanto
mais fora dela. Estar longe ou pior, fora da ética,
entre nós, mulheres e homens, é uma transgressão
(Paulo Freire escreveu na página 36 do livro:
Pedagogia da Autonomia, 13ª edição e editado pela
Editora Paz e Terra. São Paulo, 1999)
O engenheiro não deve passar a procuração a
ninguém para falar ou fazer por ele, por este
motivo deve assumir o "volante" de sua formação e
se conscientizar que deve aprender continuamente
e sempre que possível aprender fazendo.
(Raimundo (Alemão) Ferreira Ignácio)
Dados iniciais

Cálculo do
custo de operação
 Verificação do
fenômeno de
cavitação
 fl ui do e sua
tempera tura
 condi ções de
ca pta çã o
 condi ções de
desca rga
va zã o desej a da
 Dimensionamento
da tubulação
Etapas do
projeto de
uma instalação
de bombeamento
 Esboço da
instalação
23/6/2008 - v15

Especificação
do ponto de trabalho
 Escolha preliminar
da bomba
 Equação
da CCI
 Vazão de projeto
rede de 110 V
cálculo do cus to
de ope ração
e s pe cificação do
m otor e lé trico
rede de 220 V
até motores
de 200 CV
rede de 380 V
até motores
de 1000 CV
de ve -s e corrigir
a curva HB = f(Q)
escolha do motor
Cálculo do custo
operação
calcula-se NB
potê ncia nom inal
16/9/2008 - v6
adota-se rendimento
do motor de 90%
calcula-se Nm
escolhe-se o motor
têm deslizamento
na = rotação assíncrona
na = 0,97 * n
n = 120*f /p
m otore s as s íncronos
rotação s íncrona
f = f reqüência
p = números de polos
Motores comerciais
Considerando uma rede elétrica de 220 v, que é recomendada
para motores de até 200 CV, tem-se:
Motores em CV → 1/2; 3/4; 1; 1,5; 2; 3; 5; 7,5; 10; 15;
20;25; 30; 40; 50; 75; 100; 125; 150 e 200.
Considerando a rede elétrica de 380 V, que é recomendada
para motores até 1000 CV, tem-se:
Motores em CV → 1/2 . . . 200; 250; 300; 350; 425; 475;
530; 600; 675; 750; 850; 950; 1000.
A seguir apresento a
recomendação do INMETRO
Procedimento de ensaio da bomba.
P.S – mantive a nomenclatura do
INMETRO
PROGRAMA BRASILEIRO DE ETIQUETAGEM
EDIÇÃO
BOMBAS CENTRÍFUGAS
REGULAMENTO ESPECÍFICO PARA USO DA ENCE
PÁGINA
ETIQUETAGEM
RESP/017-BOM
05/06/2006
14/28
ORIGEM:
GT-BOM/PBE
REVISÃO:
DATA ÚLTIMA REVISÃO:
0
xx/xx/xxxx
ANEXO VI ao Regulamento Específico para Uso da Etiqueta
Nacional de Conservação de Energia (ENCE) - LINHA DE
BOMBAS CENTRÍFUGAS:
PROCEDIMENTOS DE ENSAIO
1.
INTRODUÇÃO
Esta norma apresenta a seqüência de cálculo para a
obtenção das curvas características de um grupo moto-bomba e
da bomba centrífuga na rotação constante e igual a nominal. A
norma tem a finalidade de verificar as condições reais de
funcionamento do conjunto moto-bomba e da bomba com o
propósito de etiquetagem do equipamento.
Esta norma é baseada na norma Brasileira para este tipo de ensaio
MB-1032/nov.1989, Bombas Hidráulicas de Fluxo (Classe C) –
Ensaios de Desempenho e de Cavitação.
2.
OBJETIVOS
Levantamento dos gráficos vazão (Q)
versus altura total de elevação (H); vazão
(Q) versus rendimento do conjunto motobomba (c); vazão (Q) versus rendimento
total da bomba (t); vazão (Q) versus
potência elétrica do motor (pel), vazão
(Q) versus potência de eixo da bomba
(pe).
Determinação do rendimento máximo do
conjunto moto-bomba e do rendimento
máximo da bomba.
3.
ROTEIRO PARA OBTENÇÃO DAS
GRANDEZAS
As grandezas medidas deverão estar no
sistema internacional de unidades.
3.1. Vazão: Q
Q[m³/s] – vazão medida no eletromagnético
através da aquisição de dados.
3.2. Altura Total de Elevação: H
No anexo, na figura 1, estão representadas
as posições de entrada e saída da bomba.
Recomendações do INMETRO para o
levantamento da curva de HB = f(Q)
Figura 1 - Entrada e saída de uma bomba
2
2
 p2 p1  v2  v1
 
H  

 z2  z1
2g
 .g .g 
H[m] - altura total de elevação;
P2/.g [m]- pressão no manômetro transdutor na saída da bomba;
P1 /.g [m]- pressão no manovacuômetro transdutor na entrada da bomba;
v2[m/s] - velocidade média de escoamento na saída da bomba;
v1[m/s] - velocidade média de escoamento na entrada da bomba;
v1 
4Q
4Q
.D1
.D 22
; v2 
2
D1[m] - diâmetro interno na posição 1;
D2[m] - diâmetro interno na posição 2.
Importante:
durante os ensaios, a velocidade média
de escoamento na entrada da bomba
(1), não deverá ultrapassar a 2[m/s],
com a finalidade de garantir o não
aparecimento de cavitação.
3.2.1.Cuidados nas medidas da pressão na entrada (1) e saída
(2) da bomba
1. As pressões deverão ser medidas através da conexão dos
transdutores aos anéis piezométricos colocados respectivamente, na
posição de entrada (1) e na posição de saída (2) da bomba.
2. A posição de entrada (1) e a posição de saída (2) deverão estar a
duas vezes os diâmetros das respectivas tubulações dos flanges de
entrada e saída da bomba (vide figura 1).
3. O anel piezométrico deverá ser construído conforme desenho (vide
figura 2).
4. Cada transdutor de pressão deverá possuir na sua conexão, para
cada posição de medida, um sistema de válvulas, contendo uma
válvula de proteção do mesmo e uma válvula purga para sangria do
ar (vide figura 3).
5. Na partida da bomba a válvula de proteção do transdutor deverá
estar fechada, sendo somente aberta para as medições de pressão.
FIGURA 2 – Anel piezométrico
FIGURA 3 – Conexão do transdutor
3.2.2.Cotas de posições z1 e z2
Quando o transdutor estiver instalado
desnivelado da posição de medida, deverá
ser somado ao valor de z, respectivamente,
x para z1 e y para z2 (vide figura 1).
O valor de x deverá ser desprezado quando
a pressão manométrica na posição 1 for
negativa, pois haverá ar no tubo que
alimenta o transdutor.
Quando os transdutores estiverem nivelados
entre si, a diferença de cotas (z2 – z1) será
nula.
3.3. Potência Hidráulica: Ph
Ph    g  Q  H  103
Ph[kW] - potência hidráulica;
[kg/m3] - massa específica da água;
g[m/s2] - aceleração da gravidade;
Q[m3/s] - vazão;
H[m] - altura total de elevação.
O valor da massa específica deverá ser calculado pela seguinte equação:
  1000,14  0,0094  t  0,0053  t2
[kg/m3]- massa específica da água;
t[oC] - temperatura da água aquisitada durante o ensaio.
O valor da aceleração da gravidade deverá ser considerado
= 9,8[m/s2].
g
3.4.
Rendimentos
3.4.1.Rendimento do Conjunto: c
Ph
c 
Pe
c [1] - rendimento do conjunto moto-bomba;
Ph [kW] - potência hidráulica
Pel [kW] - potência elétrica (aquisitada no Wattímetro
3.4.2.Rendimento total da bomba: t
Pe  Pel .el
Pe [kW] - potência de eixo da bomba;
Pel [kW] - potência elétrica;
el [1] - rendimento elétrico (fornecido pelo fabricante do
motor elétrico).
Ph
t 
Pe
t [1] - rendimento total da bomba;
Ph [kW] - potência hidráulica;
Pe [kW]- potência de eixo da bomba.
Importante observar que para
a nomenclatura adotada no
estudo, tem-se:
c  global
H  HB
Ph  N  H2O  Q  HB
Pel  Nm
Pe  NB
el  m
t  B
3.5 Correção dos Valores para a Rotação Constante
2
n 
Q1  Q   1 
n
n 
H1  H   1 
n
3
n 
Pel1  pel   1 
n
3
n 
Pe1  Pe   1 
n
Observação: os valores com índice 1 são os corrigidos para a
rotação constante n1.
4. DETERMINAÇÃO DO PONTO DE MÁXIMO
RENDIMENTO
O rendimento máximo do conjunto moto-bomba e o
rendimento da bomba serão determinados da
seguinte maneira: além da varredura da vazão nula
até a máxima, deverão ser medidos, próximo ao
rendimento máximo, aproximadamente 10 pontos,
sendo 5 (cinco) pontos acima do rendimento
máximo e 5 (cinco) pontos abaixo do rendimento
máximo; utilizar-se-á para a confecção da curva um
polinômio do 2o grau, determinando-se o ponto de
máximo rendimento.
Exemplo
No projeto de uma instalação hidráulica, selecionouse adequadamente a bomba INI 32-125, cujas
curvas características estão representadas no
próximo slide. Sabendo-se que a vazão desejada é
4,0 l/s ; pede-se:
a)A altura estática da instalação;
b) O diâmetro de rotor adequado da bomba;
c) A potência do motor elétrico que será instalado em
uma rede elétrica de 220 v, especificando o consumo
mensal.
O fluido
transportado é a
água a 28ºC
Sabe-se que a
instalação opera
dois turnos de 8
horas cada
Resolução – clique na figura
abaixo