Condições de Funcionamento de uma Bomba
Condições de Funcionamento da Bomba
em um Sistema de Bombeamento
FEG - 2010
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Altura
Manométrica
Sistema
do
Sistema de bombeamento
mostrado na figura; fluido é
retirado de um reservatório
pressurizado, onde existe
pressão prs; descarga se dá
através de uma saída livre ou
submersa
em
outro
reservatório com pressão prr.
Montagem com tanques pressurizados.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Altura Manométrica do Sistema
0: entrada da máquina;
1: entrada do rotor;
2: saída do rotor;
3: saída da bomba;
e: diferença de altura entre
entrada e saída da bomba.
2
p 3 V3  p o Vo2 
H



e
 2 g   2 g 
2
p o Vo2 prs Vrs



 ha  Ja
 2g

2g
2
p 3 V3
prr Vrr2



 hr  Jr  e
 2g

2g
Montagem com tanques pressurizados.
2
Vrr2  Vrs
p p
H  ha  hr 
 Ja  Jr  rr ra
2g

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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Situações Especiais
Bomba “afogada”.
Neste caso, a altura estática de aspiração deve ser considerada negativa.
Para estar afogada a bomba não precisa necessariamente estar dentro do líquido. Quando
isso ocorre, diz-se que a bomba está trabalhando submersa.
Bomba afogada.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Situações Especiais
Sifão no recalque. Durante a fase de início de bombeamento, é preciso se considerar a
altura hr como altura geométrica de recalque. Uma vez estabelecido o escoamento, esta
altura estática irá diminuir até um valor hr’.
Pode-se ainda encontrar situação nas quais os tanques de aspiração e/ou recalque estejam
à pressão atmosférica.
Montagem com sifão no recalque.
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Montagem com tanques não pressurizados.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Pressões
As pressões p0 e p3 são as pressões no centro das bocas de entrada e saída da bomba.
Estes valores podem ser obtidos pela leitura dos manômetros. Como estes equipamentos
registram a pressão na entrada dos mesmos, algumas correções devem ser feitas.
V32  Vo2
pman 2  pman 1
H
 ( z 2  z1 ) 

2g
(z2 – z1) é a diferença de cotas entre as
linhas de centro dos manômetros.
Assim, se os manômetros forem montados
no mesmo nível este termo será nulo.
Leituras de pressões na entrada e na saída da bomba.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Curva Característica do Sistema
Altura geométrica com tanques pressurizados:
p  p ra
h e  h a  hr  rr

Altura manométrica do sistema:
H  he  f (Qn )
O expoente n depende da formulação de perda de carga adotada. Para o caso de modelos
que envolvem o diagrama de Moody, n será igual a 2, para expressões de Hazen-Williams, a
função f terá termos quadráticos provenientes das energias cinéticas e termos com expoente
1,85 das expressões de perda de carga, e assim por diante.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Ponto de Funcionamento
A curva de carga HxQ da bomba representa a energia que esta pode fornecer ao líquido para
cada vazão que circula na máquina. A curva característica do encanamento, que também é
uma curva HxQ, representa a energia exigida pelo sistema para que circule uma determinada
vazão Q. A condição de equilíbrio será encontrada quando a energia solicitada pelo sistema
puder ser fornecida pela bomba. Este ponto de equilíbrio é chamado de ponto de
funcionamento do sistema e será o ponto de interseção das duas curvas.
H
curva característica da bomba
P
Hp
he
f(Qn1 )
n
f (Q 2)
f(Qn3)
Q
Curva característica de uma tubulação.
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he
curva do sistema
Qp
Ponto de funcionamento.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Alteração da Descarga da Bomba
A descarga proporcionada pela bomba num determinado sistema pode ser alterada pela
modificação do ponto de funcionamento. Esta modificação pode ser conseguida pela variação
da rotação da bomba, que como já foi visto altera a posição da curva da bomba.
curva característica da bomba
P1
H p1
Hp2
he
curva do sistema
P2
n1
n2
Qp
2
Qp
1
Variação do ponto de funcionamento pela alteração da rotação da bomba.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Alteração da Descarga da Bomba
A outra maneira de se modificar a posição do ponto de funcionamento é através da
regulagem do registro de saída da bomba. A abertura ou fechamento do registro altera as
perdas de carga do sistema alterando a posição da curva do sistema e consequentemente
estabelecendo um novo ponto de funcionamento.
S2
curva característica da bomba
P2
Hp
2
v
 Hreg
Hp1
he
v
S1
P
1
curva do sistema
Qp
2
Qp
1
Variação do ponto de funcionamento através do registro de saída.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Estabilidade de Funcionamento
Quando se utilizam bombas com curvas
ascendentes-descendentes em sistemas nos quais
a altura manométrica varia durante a operação,
pode-se ter um comportamento instável do sistema.
Considere o esquema ao lado, no qual uma bomba
alimenta um reservatório por baixo, e parte do
líquido do reservatório é drenado para alimentar
uma rede de distribuição.
Desconsiderando as perdas de carga para
simplificar a análise, se a bomba possuir uma curva
estável (puramente descendente) (b), à medida que
o reservatório enche, o ponto de funcionamento irá
se deslocando partindo de D em direção ao ponto E
diminuindo a vazão que a bomba proporciona e o
nível E será o nível máximo atingido pelo
reservatório.
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Estabilidade de funcionamento.
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Condições de Funcionamento de uma Bomba
Estabilidade de Funcionamento
Se a bomba utilizada apresentar uma curva
característica ascendente-descendente, que é
instável na região anterior ao ponto de máximo, à
medida que o reservatório irá se enchendo, o ponto
de funcionamento deslocará de I para M até atingir o
ponto de máximo. Após atingir M, o nível do
reservatório não pode mais aumentar, pois a bomba
não é capaz de vencer alturas maiores que esta,
porém a vazão em M não é nula. Ocorre então que
o ponto de funcionamento passa de M para G e a
bomba pára de deslocar líquido e só retornará a
bombear quando o nível do reservatório atingir o
nível de G. A bomba fica girando em vazio, com toda
a energia absorvida do motor transformada em
energia térmica e se não houver uma válvula de
retenção ou de pé, o líquido retornará do
reservatório de recalque para o de sucção passando
contrariamente à bomba. Quando o nível atingir G, a
bomba volta a deslocar vazão correspondente a I e,
portanto, o funcionamento será intermitente.
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Estabilidade de funcionamento.
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