ENSAIO DE BOMBAS EM SÉRIE E PARALELO
I. ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
As bombas podem ser associadas em série e em paralelo dependendo das
características do sistema. A associação em série é útil quando se tem uma altura manométrica
grande que não pode ser conseguida com uma única máquina e a associação em paralelo é
adequada quando se deseja alcançar uma vazão elevada.
1- Associação em série
Como já foi dito, a associação em série é adequada quando a altura manométrica é
muito elevada e só é utilizada quando o valor desta altura ultrapassa os valores que podem ser
alcançados por bombas de múltiplo estágio. Esta associação consiste na ligação do recalque
de uma bomba na sucção da seguinte, permitindo ao fluido receber energia de todas as
máquinas da associação, figura 1.
Figura 1 – Instalação de bombas em série
A curva característica do conjunto é obtida a partir das curvas de cada uma das
bombas, somando-se as alturas manométricas correspondentes ao mesmos valores de vazão.
Nas figuras 2 e 3 estão esquematizadas curvas de associações de 2 bombas iguais e 2
diferentes respectivamente. É bom se ter em mente que as construções das curvas das
associações consideram que o rendimento das máquinas não se alteram com a associação, o
que nem sempre é verdadeiro, pois as condições de operação da segunda máquina são
bastante diferentes daquelas utilizadas nos testes para a determinação das curvas
características.
H
2 HA
Associação Série
HA
Bomba A
QA
Q
Figura 2 – Construção da curva característica da associação de 2 bombas iguais em série
H
H A+ H B
Associação Série
HB
Bomba B
HA
Bomba A
Q A = QB
Q
Figura 3– Construção da curva característica da associação de 2 bombas diferentes em série
2 – Associação em paralelo
Este tipo de associação é utilizada quando a vazão desejada é muito elevada e em
casos onde a vazão desejada é variável. Uma das vantagens deste tipo de associação é a
segurança operacional que ela proporciona, pois em caso de falha em uma das máquinas, não
haverá o colapso total no fornecimento, embora a vazão diminua consideravelmente. Neste
tipo de associação, a tubulação de recalque é comum às várias máquinas do conjunto, sendo
que a aspiração pode se dar de forma independente (figura 4) ou através de uma tubulação
comum (figura 5) sendo que neste último caso deve-se tomar um cuidado maior com a
escolha do diâmetro da tubulação de aspiração para se evitar velocidades excessivas.
Figura 4 – Associação em paralelo com aspirações independentes
Figura 5 – Associação em paralelo com aspiração comum
A curva característica da associação será obtida somando-se para cada valor de H, as
vazões de cada uma das bombas. Considerando duas bombas iguais funcionando com a
mesma rotação, a curva característica da associação será a esquematizada na figura 6. Para
bombas diferentes, o procedimento é o mesmo e é mostrado na figura 7.
Associação em paralelo
H
Hp
H1
he
Q
Q
P
P1
B
A
Q1 QA
Qp
QB
Figura 6 – Associação de duas bombas iguais em paralelo
Sistema
P
Hp
P2
P1
he
Associação em paralelo
Bomba 1
Bomba 2
QB1
Q1
QB2
Qp
Q2
Q 1+ Q 2
Figura 7 – Associação de bombas diferentes em paralelo
II. ENSAIO DE ASSOCIAÇÕES DE BOMBAS
Para a realização dos ensaios, os procedimentos são equivalentes àqueles para o
ensaio de uma bomba. Deve-se então medir as pressões de entrada e saída de cada bomba,
bem como a vazão alcançada no teste e a rotação de cada máquina. Os valores para as alturas
manométricas das duas bombas são calculados individualmente, e as alturas manométricas da
associação pode então ser obtida.
Para o caso de bombas em série, a altura manométrica da associação é obtida pela
soma das alturas de cada bomba, visto que a vazão que circula nas duas bombas é a mesma.
H ASS = H A + H B
Quando se faz a associação em paralelo, e as bombas e os sistemas até a junção são
iguais, a altura manométrica desenvolvida pelas duas bombas deve ser a mesma, pois as
vazões individuais serão praticamente as mesmas. Quando a parte do sistema até a junção é
muito diferente para cada uma das bombas e/ou as bombas são diferentes, as alturas
manométricas desenvolvidas por cada bomba será diferente. A diferença é a diferença de
perda de carga dos dois ramos.
Para a realização dos ensaios será utilizada a montagem existente no laboratório e
esquematizada ma figura 8.
Esse sistema possibilita as ligações em série e em paralelo. Nele, A, B, D e E são
manômetros e C é um mano-vacuômetro. Os registros R1, R2 , R3 e R4 são registros do tipo
gaveta e R5 e R6 são registros de pressão. A abertura e fechamento dos mesmos permite
ensaiar cada bomba individualmente, a associação das duas bombas em série e a associação
em paralelo. A vazão total do sistema é medida usando um tanque calibrado e cronômetro.
Figura 8 – Esquema do aparato experimental
A bomba B1 é uma bomba Schneider BC-20, com motor de 0,5 cv, e a bomba B2 é
uma bomba Mark-Peerless NDLL1 com motor de 0,33 cv. Como não se dispõe das curvas
características destas bombas, as curvas deverão ser levantadas experimentalmente.
É possível se controlar a rotação das duas máquinas através da utilização de dois
inversores de freqüência SIEMENS.
III. PROCEDIMENTO DE ENSAIO
-
realizar as medidas necessárias para o levantamento das curvas de cada bomba
trabalhando individualmente – medidas de pressão de entrada, pressão de saída, rotação e
vazão
-
associar as duas bombas em série fechando os registros R1, R2 e R5 e abrindo os demais. A
vazão será controlada pelo registro R6. Medir as pressões de entrada e saída de cada
máquina, a rotação de cada bomba e a vazão do sistema
-
associar as duas bombas em paralelo, fechando R3 e abrindo os demais registros, e repetir
as medidas anteriores acrescentando-se a medida da pressão da junção
Com os dados obtidos, calcular as alturas manométricas de cada bomba para cada
vazão. Sabe-se que a rotação da bomba varia durante o ensaio, de forma independente em
cada bomba. Para se ter uma base melhor de comparação, deve-se corrigir as curvas das
bombas trabalhando individualmente para a rotação média constatada no ensaio das
associações.
Ensaio Individual
BOMBA 1
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
rotação
Pe
Ps
Volume
Tempo
Pe
Ps
Volume
Tempo
Observações
BOMBA 2
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
rotação
Observações
Associação em Série
Bomba 1
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
rotação
Pe
Ps
Volume
Tempo
Pe
Ps
Volume
Tempo
BOMBA 2
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
rotação
Observações
ASSOCIAÇÃO EM PARALELO
BOMBA 1
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
rotação
Pe
Ps
Pj
Volume
Tempo
Pe
Ps
Pj
Volume
Tempo
BOMBA 2
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
rotação
Observações
IV – CÁLCULOS
Ensaio Individual
BOMBA 1
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
n
H
Q
n
H
Q
BOMBA 2
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Associação em Série
medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Hb1
Assoc.
Hb 2
H
Q
Hb1
Hb2
Assoc. Assoc. Assoc. n media n media
Hb
série
teórico
Q
Teor.
Associação em Paralelo
medida
Hb1
Assoc.
Hb 2
H
Q
Hb1
Hb2 Perda de
Assoc. Assoc. Assoc. n media n media carga
até
junção
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
V – Comentários Finais
Q
Teor.
ANEXOS