MANUAL DE
HIDRÁULICA
FÁBIO FERRAZ
INSTALAÇÃO DE
BOMBEAMENTO
COMPRIMENTO DA TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO - Extensão linear em metros de tubo
utilizados na instalação, desde a válvula de pé até o bocal de entrada da bomba.
ALTURA DE SUCÇÃO
Distância
entre
o
nível
dinâmico da captação e o
bocal de sucção da bomba.
CARACTERÍSTICAS
DA SUCÇÃO
NIVEL ESTÁTICO
Distância vertical em metros,
entre a borda do reservatório
de sucção e o nível (lâmina)
da água, antes do início do
bombeamento.
NIVEL DINÂMICO
Distância vertical em metros, entre a borda do reservatório de sucção e o
nível mínimo da água, durante o bombeamento da vazão desejada.
CARACTERÍSTICAS
DO RECALQUE
ALTURA DE RECALQUE (AR) – Desnível entre o bocal de sucção da bomba
e o ponto de maior elevação do fluido até o destino final da instalação
(reservatório, etc.).
COMPRIMENTO DA TUBULAÇÃO DE RECALQUE - Extensão linear em
metros de tubo, desde a saída da bomba até o ponto final da instalação.
ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL (AMT) - Altura
total exigida pelo sistema, a qual a bomba deverá
ceder energia suficiente ao fluido para vencê-la. Levase em consideração os desníveis geométricos de
sucção e recalque e as perdas de carga por atrito em
acessórios, válvulas e tubulações.
AMT = Altura Sucção + Altura Recalque +
Perdas de Carga (tubulações, válvulas e acessórios).
Unidades mais comuns: mca, kgf/cm² , Lbf/Pol².
Onde: 1 kgf/cm² = 10 mca = 14,223 Lbf/Pol².
OBS: Com tanques pressurizados teremos:
AMT = Altura Sucção + Altura Recalque +
Perdas +P tanque recalque – P tanque sucção
PERDA DE CARGA NAS TUBULAÇÕES (DISTRIBUÍDA) Atrito exercido na parede interna do tubo quando da
passagem do fluido pelo seu interior.
É mensurada obtendo-se, através de coeficientes, um valor
percentual sobre o comprimento total da tubulação, em
função do diâmetro interno da tubulação, do material da
mesma e da vazão desejada.
PERDA DE CARGA NOS ACESSÓRIOS (LOCALIZADA) Atrito exercido na parede interna dos acessórios e válvulas,
quando da passagem do fluido.
É mensurada obtendo-se, através de coeficientes, um
comprimento equivalente em metros de tubulação, definido
em função do diâmetro nominal e do material da conexão.
COMPRIMENTO EQUIVALENTE – Comprimento retificado
que permite substituir os acessórios por um comprimento
de tubulação reta de mesmo diâmetro e material, na qual
ocorra uma perda de carga igual aquela que acontecerá no
acessório.
Ex:
Uma curva de 90º, de PVC, com um diâmetro de 3/4“,
possui um comprimento equivalente a um tubo de 0,5 m
de PVC com 3/4“ de diâmetro.
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
CONCEITO: Sendo a hidráulica o ramo da física que
estuda o comportamento dos fluidos, tanto em repouso
como em movimento, é necessário conhecer-se algumas
definições básicas destes comportamentos.
Temos que, todas as bombas tem como finalidade básica o
transporte de fluidos incompressíveis* com viscosidade
baixa, dos quais o mais conhecido e bombeado é a água.
A água em seu estado líquido possui propriedades físicoquímicas diversas, cujas principais são apresentadas a
seguir:
OBS: Fluidos incompressíveis – a massa específica do fluido
tem variação desprezível.
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Peso Específico (): É o peso da substância pelo volume
ocupado pela mesma, cuja expressão é definida por:
 = P/V , kgf/m³ (onde P = m.g)
O peso específico da água, a 4ºC, é igual a 1000 kgf/m³
OBS: 1 kgf = m.g = 1kg . 9,80665m/s2 = 9,80665N.
Volume Específico (ve): É o volume ocupado por 1 kg do
produto.
ve = V/m, em m³/kg
Este volume varia de acordo com a temperatura:
Para água a Patm teremos:
•28º C, ve = 0,00100 m³/kg
•90º C, ve = 0,00103 m³/kg
•100ºC, ve = 1,673 m³/Kg
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Massa específica (ρ): É a massa por unidade de volume
(maciço), cuja expressão é:
ρ = m/V = 1/ve , kg/m³
Densidade (d): É a massa por unidade de volume, cuja
expressão é:
d = m/V , kg/m³
Exemplo: Uma esfera oca de ferro tem massa de 760g e
volume de 760 cm3. O volume da região oca é de 660 cm3.
Determine a densidade e a massa específica da esfera.
d = m/Vesfera = 760g/760cm3 = 1 g/cm3
ρ = m/Vferro = 760g/(760cm3-660cm3) = 7,6 g/cm3
OBS: Para líquidos não há distinção entre densidade e
massa específica.
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Densidade relativa (dr): A densidade relativa é a
comparação entre a massa específica de um líquido e a
massa específica de água destilada, à temperatura padrão
de 4ºC. Por tratar-se de uma relação entre massas
específicas, constitui-se em um número adimensional.
dr = ρ/ρH2O (a 4ºC)
A água, a 4ºC, possui densidade relativa máxima = 1, pois:
dr = ρ/ρH2O (a 4ºC) =(1000 kg/m³) /(1000 kg/m³) = 1
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Pressão (P): Define-se como a força
necessária para deslocar-se o fluido por
unidade de área, expressa por:
P = F/A
Unidades:
kgf/cm²,
Lbf/pol²(Psi),
Atmosfera (atm), Pascal (N/m2), bar;
Obs:
Psi – pound per square inch (libra por
polegada quadrada).
Dentro desta unidade de medida
encontramos duas escalas: psia e psig.
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
psia: pounds per square inch absolute –
libras por polegada quadrada absoluta
(inclui a pressão atmosférica), esta
pressão varia de acordo com a altitude.
Uma atmosfera é igual a 14,696 psia.
psia = psig + 14,696
psig: pounds per square inch gauge –
libras
por
polegada
quadrada
manométrica (medida).
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Tipos de pressão
1. Pressão Absoluta (Pabs): É a pressão medida em
relação ao vácuo total ou zero absoluto;
2. Pressão Atmosférica (Patm): É o peso da massa de
ar que envolve a terra até uma altura de ± 80 km sobre o
nível do mar e que age sobre todos os corpos. A este nível, a
Patm = 10,33 mca ou 1,033 kgf/cm² (760 mm de Hg);
3.Pressão Manométrica (Pman): É a pressão medida
adotando-se como referência a pressão atmosférica,
denominada também pressão relativa ou efetiva.
Mede-se com auxílio de manômetros, cuja escala em zero é
a pressão atmosférica local.
Quando o valor da pressão medida no manômetro é menor
que a pressão atmosférica local, teremos pressão relativa
negativa, ou vácuo parcial;
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Tipos de pressão
(zero absoluto)
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Tipos de pressão
4.Pressão de Vapor (Po ): É a situação do fluido onde, a
uma determinada temperatura, coexistem as fases do
estado líquido e de vapor. Para água a temperatura
ambiente de 20ºC, a pressão de vapor é de 0,239 mca. Já
para a água a 100ºC, a pressão de vapor é de 10,33 mca =
1 atm.
Quanto maior a temperatura, maior é a pressão de vapor!
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Tipos de Vazão
1. Vazão Volumétrica (Q): É a relação entre o volume do
fluido que atravessa uma determinada seção de um
conduto, e o tempo gasto para tal, sendo:
Q = V/t
Unidades: m³/s, m³/h, ℓ/s, GPM (1GPM=3,785 ℓ/min)
2. Vazão Mássica (QM): É a relação entre a massa do
fluido que atravessa uma determinada seção de um
conduto, e o tempo gasto para tal, sendo:
Qm = m/t
Unidades: kg/s, kg/h, Lb/h
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Velocidade (Ve): É a relação entre a vazão volumétrica
do fluido escoado e a área de seção por onde escoa, sendo:
Ve = Q/A
Unidades: m/s, pés/s, m/min
Viscosidade - Tipos
1. Viscosidade Absoluta (µ): É a resistência imposta
pelas camadas do fluido ao escoamento das mesmas.
É uma característica do fluido. Com o movimento do
mesmo, dependendo da velocidade, ocorrerá um maior ou
menor atrito das partículas com as paredes da tubulação;
Unidades: N.s/m²
2. Viscosidade Cinemática (): É a relação entre a
viscosidade absoluta (µ) e a massa específica (ρ) sendo:
 = µ/ρ
Unidades: m²/s, stokes, centistokes
Onde: 1 m²/s = 104 stokes =106 centistokes
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Máquinas Hidráulicas são máquinas que trabalham
fornecendo, retirando ou modificando a energia do
líquido em escoamento.
As máquinas hidráulicas podem ser classificadas em:
Máquinas operatrizes (bombas) - transformam
energia mecânica fornecida por uma fonte (um motor
elétrico) em energia hidráulica sob a forma de pressão e
velocidade;
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Máquinas Hidráulicas são máquinas que trabalham
fornecendo, retirando ou modificando a energia do
líquido em escoamento.
As máquinas hidráulicas podem ser classificadas em:
Máquinas motrizes ou geratrizes (turbinas, motores
hidráulicos, rodas d’água)- transformam energia do
líquido e a transfere para o exterior, isto é, transformam
energia hidráulica em outra forma de energia;
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
Máquinas Hidráulicas são máquinas que trabalham
fornecendo, retirando ou modificando a energia do
líquido em escoamento.
As máquinas hidráulicas podem ser classificadas em:
Mistas (carneiros hidráulicos)- máquinas que modificam
o estado da energia que o líquido possui.
O carneiro hidráulico, também chamado bomba de aríete
hidráulico, é uma máquina mista, com característica de
geratriz e de operatriz, que funciona pelo movimento da
água através de válvulas, de modo que a única fonte de
energia é a própria descarga e a altura da água disponível
na captação.
Carneiro hidráulico
No momento em que atinge uma
velocidade elevada, a válvula de
escape (v) fecha-se repentinamente
(“Golpe de Aríete”), ocasionando uma
sobrepressão
que
possibilita,
automaticamente, a elevação de uma
parcela de água através da válvula (e)
que nele penetra a uma altura superior
à aquela de onde a água proveio, sem
necessitar do auxílio de qualquer força
motriz externa, bastando para isso que
se
tenha
uma
pequena
queda
hidráulica.
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
1. DEFINIÇÃO: São Máquinas Hidráulicas Operatrizes,
isto é, máquinas que recebem energia potencial (força
motriz de um motor ou turbina), e transformam parte
desta potência em energia cinética (movimento) e
energia de pressão (força), cedendo estas duas
energias ao fluido bombeado, de forma a recirculá-lo ou
transportá-lo de um ponto a outro.
2. CLASSIFICAÇÃO: Devido a grande diversidade das
bombas existentes, adotaremos uma classificação
resumida, dividindo-as em dois grandes grupos:
A. Bombas Centrífugas ou Turbo-Bombas, também
conhecidas como Hidrodinâmicas ou Rotodinâmicas;
B. Bombas Volumétricas, também conhecidas como de
Deslocamento Positivo.
Bombas Centrífugas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
3. DIFERENÇAS BÁSICAS:
A.Nas Bombas Centrífugas, a movimentação do fluido
ocorre pela ação de forças que se desenvolvem na massa
do mesmo, em consequência da rotação de um eixo no
qual é acoplado um disco (rotor) dotado de pás (palhetas,
hélice), o qual recebe o fluido pelo seu centro e o expulsa
pela periferia, pela ação da força centrífuga.
Em função da direção do movimento do fluido dentro do
rotor, estas bombas dividem-se em:
•Centrífugas Radiais;
•Centrífugas de Fluxo Misto;
•Centrífugas de Fluxo Axial.
Bombas Centrífugas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS CENTRÍFUGAS
A.1.Centrífugas Radiais (puras): A movimentação do fluido
dá-se do centro para a periferia do rotor, no sentido perpendicular
ao eixo de rotação;
OBS.: Este tipo de bomba hidráulica é o mais usado no mundo,
principalmente para o transporte de água.
São empregadas para pequenas e médias descargas, e para
qualquer altura manométrica, porém caem de rendimento para
grandes vazões e pequenas alturas além de serem de grandes
dimensões nestas condições.
Bombas Centrífugas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS CENTRÍFUGAS
A.2.Centrífugas de Fluxo
Misto (hélico-centrífugas e
helicoidais): O movimento do
fluido
ocorre
na
direção
inclinada (diagonal) ao eixo de
rotação;
Empregadas em grandes vazões e
pequenas
e
médias
alturas,
estruturalmente
caracterizam-se
por serem bombas de fabricação
muito complexa.
Bombas Centrífugas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS CENTRÍFUGAS
A.3.Centrífugas de Fluxo Axial (propulsora):
movimento do fluido ocorre paralelo ao eixo de rotação;
O
São especificadas para grandes vazões - dezenas de m3/s - e
médias alturas - até 40 m.
Bombas Volumétricas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
B. Nas Bombas Volumétricas, ou de Deslocamento
Positivo, a movimentação do fluido é causada diretamente
pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o
fluido a executar o mesmo movimento a que está sujeito
este impulsor (êmbolo, engrenagens, lóbulos, palhetas).
Dá-se o nome de volumétrica porque o fluido, de forma
sucessiva, ocupa e desocupa espaços no interior da bomba,
com volumes conhecidos, sendo que o movimento geral
deste fluido dá-se na mesma direção das forças a ele
transmitidas, por isso a chamamos de deslocamento
positivo.
As Bombas Volumétricas dividem-se em:
• B.1.Êmbolo ou Alternativas (pistão, diafragma,
membrana);
• B.2.Rotativas
(engrenagens,
lóbulos,
palhetas,
helicoidais, fusos, parafusos, etc.).
Bombas Volumétricas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
B.1.Êmbolo
membrana)
ou
Alternativas
(pistão,
diafragma,
Bombas Volumétricas
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
B.2.Rotativas
(engrenagens,
helicoidais, fusos, parafusos, etc.)
lóbulos,
palhetas,
Campo de emprego das Bombas
Resumo quanto à posição na captação
1) Submersas (em geral empregadas onde há
limitações no espaço físico - em poços profundos
por exemplo);
2) Afogadas (mais frequentes para recalques
superiores a 100 l/s);
3) Altura
recalque).
positiva
(pequenas
vazões
de
Funcionamento
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
4. Funcionamento das Bombas Centrífugas Radiais:
A Bomba Centrífuga tem como base de funcionamento a
criação de duas zonas de pressão diferenciadas, uma de
baixa pressão (sucção) e outra de alta pressão (recalque).
Para que ocorra a formação destas duas zonas distintas de
pressão, é necessário existir no interior da bomba a
transformação da energia mecânica, que é fornecida pela
máquina motriz (motor), primeiramente em energia
cinética, a qual irá deslocar o fluido, e posteriormente, em
maior escala, em energia de pressão, a qual irá adicionar
“carga” ao fluido para que ele vença as alturas de
deslocamento e as perdas existentes.
Funcionamento
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
4. Funcionamento das Bombas Centrífugas Radiais:
Para expressar este funcionamento, existem três partes
fundamentais na bomba (Figura 1):
• corpo (carcaça), que envolve o rotor, acondiciona o fluido, e
direciona o mesmo para a tubulação de recalque (Figuras 1 e 2);
Funcionamento
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
4. Funcionamento das Bombas Centrífugas Radiais:
• rotor (impelidor), constitui-se de um disco provido de pás
(palhetas) que impulsionam o fluido (Figuras 4, 5 e 6);
São os mais empregados
nas bombas centrífugas
pois apresentam melhores
rendimentos.São utilizados
para líquidos limpos (sem
sólidos em suspensão).
Usados
para
líquidos
viscosos, líquidos com
elevada concentração de
sólidos
abrasivos
em
suspensão
e
líquidos
sujos (esgotos).
Usados para líquidos
viscosos ou sujos,
pastas, etc.
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE
BOMBAS HIDRÁULICAS
Tipos de rotores
CAVITAÇÃO
Fenômeno físico que ocorre em
bombas centrífugas no momento
em que o fluido succionado pela
mesma tem sua pressão reduzida,
atingindo
valores
iguais
ou
inferiores a sua pressão de vapor.
AINDA SOBRE CAVITAÇÃO...
A cavitação é denunciada pelo som de
bombeamento
de
pedras
ou
de
borbulhamento,
e
provocada
por
deficiência de pressão de sucção.
Assim, num ponto qualquer do rotor,
existindo uma pressão baixa, é provocada
a formação de bolhas no líquido.
Estas
bolhas
são
formadas
pela
vaporização do líquido, ao encontrar uma
região de pressão inferior à sua pressão
de vapor.
As bolhas de vapor são conduzidas pelo
fluxo até atingir pressões mais elevadas
no interior da bomba onde ocorre a
implosão das mesmas com a condensação
do vapor e retorno ao estado líquido.
Este
fenômeno
de
vaporização
sucessiva
condensação
recebe
denominação de cavitação.
e
a
AINDA SOBRE CAVITAÇÃO...
ZONA DE BAIXA PRESSÃO
ZONA DE ALTA PRESSÃO
•Formação das bolhas de
vapor.
•Pressão sobre as bolhas e implosão
e condensação;
•Onda de choque que retira material
do rotor e carcaça.
Tubulação
AINDA SOBRE CAVITAÇÃO...
Como mostra a figura abaixo,
destruição da superfície do rotor.
a
cavitação
provoca
Características de uma
bomba em cavitação:
• Queda de rendimento;
• Vibração provocada
desbalanceamento;
pelo
• Ruído
Característico:
A
cavitação produz um ruído
semelhante de “de grãos de
areia” ou “bolas de gude”;
• Oscilações nas Indicações da Corrente: É uma consequência direta das
alterações na performance, tendo em vista que a potência consumida é
função da pressão (AMT) e da Vazão, que variam em uma condição de
cavitação.
DEFINIÇÃO DE NPSH
NPSH - Sigla da expressão inglesa - Net Positive Suction Head
(algo como altura livre positiva de sucção) a qual divide-se em:
NPSH disponível e NPSH requerido.
• NPSH disponível - é a carga energética líquida e disponível na
instalação para permitir a sucção do fluido, a qual deve ser
superior a pressão de vapor do fluido bombeado. Esta variável
depende das características do sistema (perdas de carga na
sucção e altura de sucção) e do fluido;
DEFINIÇÃO DE NPSH
• NPSH requerido (fabricante) – é a carga mínima com a qual
o líquido deve chegar ao ponto do rotor em que ganhará energia
e será recalcado, ainda como líquido.
É determinado nos laboratórios de hidráulica dos fabricantes de
bombas e varia com a vazão (diretamente), como mostrado na
Figura abaixo.
Este valor depende das características da bomba e deve ser
fornecido pelo fabricante da mesma;
OBS: (NPSHd > NPSHr). Em projetos, o NPSHd deve ser cerca
de 20% ou no mínimo 0,5 m.c.a maior do que o NPSHr.
Cálculos de NPSH
NPSHd (disponível) = Ho - Hv - h - hs, que é uma
característica da instalação hidráulica. É a energia que o fluido
possui, num ponto imediatamente anterior ao flange de sucção da
bomba, acima da sua pressão de vapor. Esta variável deve ser
calculada por quem dimensionar o sistema, utilizando-se de
coeficientes tabelados e dados da instalação;
Onde:
Ho = Pressão atmosférica local , em mca (TABELA 1);
h = Altura de sucção, em metros (dado da instalação);
hs = Perdas de carga no escoamento pela tubulação de sucção,
em metros;
Hv = Pressão de vapor do fluido escoado, em metros (TABELA 2);
Cálculos de NPSH
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 1
3. EXEMPLO 1: Suponhamos que uma bomba de modelo
hipotético seja colocada para operar com 35 mca de AMT, vazão
de 32,5 m3/h, altura de sucção de 2,5 metros e perda por atrito
na sucção de 1,6 mca. A altura em relação ao nível do mar onde a
mesma será instalada é de aproximadamente 600 metros, e a
temperatura da água é de 30ºC, verificaremos:
A. VERIFICAÇÃO DO NPSHr:
Conforme curva característica do exemplo citado, para os dados
de altura (mca) e vazão (m³/h) indicados, o NPSHr da bomba é
4,95 mca, confira:
B. CÁLCULO DO NPSHd:
Sabendo-se que: NPSHd = Ho - Hv – h - hs
Onde:
Ho = 9,58 (tabela 1)
Hv = 0,433 (tabela 2)
h = 2,5 metros (altura sucção)
hs = 1,60 metros (perda calculada para o atrito na sucção)
Temos que: NPSHd = 9,58 - 0,433 - 2,5 - 1,60 = 5,04 mca
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 1
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 1
Analisando-se a curva característica abaixo, temos:
NPSHr de 4,95 mca. Portanto: 5,04 > 4,95 => NPSHd > NPSHr
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 2
3. EXEMPLO: Suponhamos que uma bomba seja colocada para
operar com uma vazão de 47 m3/h, altura de sucção de 3,5
metros e perda por atrito na sucção de 1,5 mca. A altura em
relação ao nível do mar onde a mesma será instalada é de
aproximadamente 150 metros, e a temperatura da água é de
20ºC. Ache a altura manométrica, o NPSH disponível e diga se a
bomba irá cavitar.
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 2
3. EXEMPLO: Suponhamos que uma bomba seja colocada para
operar com uma vazão de 47 m3/h, altura de sucção de 3,5
metros e perda por atrito na sucção de 1,5 mca. A altura em
relação ao nível do mar onde a mesma será instalada é de
aproximadamente 150 metros, e a temperatura da água é de
20ºC. Ache a altura manométrica, o NPSH disponível e diga se a
bomba irá cavitar.
A. VERIFICAÇÃO DO NPSHr:
Conforme curva característica do exemplo citado, para os dados
de altura (mca) e vazão (m³/h) indicados, o NPSHr da bomba é
8,3 mca, confira:
B. CÁLCULO DO NPSHd:
Sabendo-se que: NPSHd = Ho - Hv – h - hs
Onde:
Ho = 10,16 (tabela 1)
Hv = 0,239 (tabela 2)
h = 3,5 metros (altura sucção)
hs = 1,50 metros (perda calculada para o atrito na sucção)
Temos que: NPSHd = 10,16 - 0,239 - 3,5 - 1,50 = 4,921 mca
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 3
3. EXEMPLO: Suponhamos que uma bomba seja colocada para
operar com uma vazão de 47 m3/h, altura de sucção de -0,5
metros e perda por atrito na sucção de 1,5 mca. A altura em
relação ao nível do mar onde a mesma será instalada é de
aproximadamente 150 metros, e a temperatura da água é de
20ºC. Ache a altura manométrica, o NPSH disponível e diga se a
bomba irá cavitar.
NPSH E CAVITAÇÃO – Estudo de caso 3
3. EXEMPLO: Suponhamos que uma bomba seja colocada para
operar com uma vazão de 47 m3/h, altura de sucção de -0,5
metros e perda por atrito na sucção de 1,5 mca. A altura em
relação ao nível do mar onde a mesma será instalada é de
aproximadamente 150 metros, e a temperatura da água é de
20ºC. Ache a altura manométrica, o NPSH disponível e diga se a
bomba irá cavitar.
A. VERIFICAÇÃO DO NPSHr:
Conforme curva característica do exemplo citado, para os dados
de altura (mca) e vazão (m³/h) indicados, o NPSHr da bomba é
8,3 mca, confira:
B. CÁLCULO DO NPSHd:
Sabendo-se que: NPSHd = Ho - Hv – h - hs
Onde:
Ho = 10,16 (tabela 1)
Hv = 0,239 (tabela 2)
h = -0,5 metros (altura sucção)
hs = 1,50 metros (perda calculada para o atrito na sucção)
Temos que: NPSHd = 10,16 - 0,239 + 0,5 - 1,50 = 8,921 mca
AINDA SOBRE CAVITAÇÃO...
Para evitar-se a cavitação de uma bomba, dependendo
da situação, deve-se adotar as seguintes providências:
Reduzir-se a altura de sucção (h) e o comprimento desta
tubulação (hs), aproximando-se ao máximo a bomba da
captação;
Reduzir-se as perdas de carga na sucção (hs), com o
aumento do diâmetro dos tubos e conexões;
Refazer todo o cálculo do sistema e a verificação do modelo
da bomba;
NPSHd (disponível) = Ho - Hv - h - hs
AINDA SOBRE CAVITAÇÃO...
Para evitar-se a cavitação de uma bomba, dependendo
da situação, deve-se adotar as seguintes providências:
Quando possível, sem prejudicar a vazão e/ou a pressão final requeridas
no sistema, pode-se eliminar a cavitação trabalhando-se com registro na
saída da bomba “estrangulado”, ou, alterando-se o diâmetro do rotor da
bomba.
Estas porém são providências que só devem ser adotadas em último caso,
pois podem alterar substancialmente o rendimento hidráulico do conjunto.
AINDA SOBRE CAVITAÇÃO...