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Gabriel Cirilo da Silva Simioni, Marcos Vinícius Scheffer Cattaneo, Pedro José Moacyr Rangel Neto
Orientador: Prof. Dr. Jorge Antonio Villar Alé ([email protected])
Apresentação da Bancada Didática
Objetivos
A presente experiência está direcionada aos alunos da Engenharia Mecânica e Engenharia de
Controle e Automação.
A bancada permite o levantamento de curvas de bombas, acrescentando os conhecimentos de
controle e automação a este tipo de sistema.
A experiência proporciona ao aluno o envolvimento com fundamentos de sistemas fluidomecânicos,
especificamente os que referem-se à conceitos de bombas centrífugas.
Metodologia
A bancada didática é composta da placa de processamentos de sinais (9), que recebe sinais oriundo
dos sensores de pressão (2,3), vazão (10) e temperatura (5), sendo que o sensor de pressão tem seu
sinal amplificado pela placa amplificadora de sinais (7). Estes sinais são enviados via comunicação
serial a um programa em Delphi instalado em um computador, que inicia o sistema abrindo
completamente a válvula automática de vazão (4), liga a bomba e faz a aquisição dos dados. Ao
mesmo tempo, a placa de processamentos de sinais faz com que a válvula automática de vazão vá se
fechando para que adquirirmos novos valores de pressão em função da vazão. Com estes dados
adquiridos, graficamos a pressão manométrica X vazão, pressão vacuométrica X pressão, e também a
altura manométrica. A figura abaixo mostra esquematicamente a bancada didática.
São adquiridos os valores de pressão e vazão utilizando transdutores específicos os quais através de
um microcontolador o qual envia as variáveis do sistema para um software especifico mostrando
graficamente estes resultados.
O sistema apresenta um controle que conta com uma válvula servo comandada e pode ser totalmente
controlada on line.
O programa de aquisição de dados conta também com a possibilidade de gravar os dados em planilha
eletrônica para posterior analise.
Componentes da Bancada Didática
Bomba Centrífuga
Sensor de pressão
Sistema de Aquisição de Dados
O sistema de aquisição de dados é composto de uma placa amplificadora de sinais dos sensores de
pressão, drive do motor de passo para regulagem da válvula de vazão, e também uma placa de
processamento de sinais, utilizando um microcontrolador ATMEGA 32. O sistema de aquisição de
dados está mostrado na figura abaixo.
Registro Automático
Reservatório
Bomba Centrífuga – tem como função realizar um ciclo onde a água é aspirada na parte inferior do
reservatório e recalcada na parte superior do mesmo.
Sensor de pressão – estão posicionados na saída e na entrada da bomba, onde atuam
respectivamente como manômetro e vacuômetro;
Registro Automático – consiste em um motor de passo acoplado a um registro tipo gaveta através
de engrenagens. A função do registro é abrir e fechar sua válvula fazendo com que a pressão no
sistema seja modificada;
Reservatório - o reservatório tem capacidade para 55 litros e funciona como reservatório de
aspiração e de recalque;
Resultados
A figura abaixo mostra o programa de aquisição de dados de bombas centrífugas para a aquisição de
dados on line da bancada didática. Este programa foi desenvolvido em Delphi para a visualização on
line dos dados, e para análise de curvas características de bombas centrífugas.
Bancada didática
Conclusões
A bancada didática para levantamento automático de curvas características foi confeccionada no
Laboratório de Sistemas Fluidomecânicos (LSFM), e possibilita aos alunos de Engenharia Mecânica e
Engenharia de Controle e Automação uma melhor aprendizagem dos conceitos de bombas centrífugas
em uma bancada totalmente automatizada. Estudos podem ser continuados permitindo verificar a
curva característica para outros modelos de bombas centrífugas produzidos por outros fabricantes.
Referências
[1] ALÉ, J. A.V.; “Mecânica dos Fluídos - Curso Básico”, Apostila do Curso de Engenharia
Mecânica e Mecatrônica - PUCRS - Março 2002.
[2] Leão, Marcelo; ”Curso Básico & Rápido Borland Delphi 6”, 2001