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
Esboço dainstalação
Equação da CCI
Vazão de projeto
Escolha preliminar da bomba
Especificaçãodo ponto de trabalho
Dimensionamento da tubulação
Verificação do fenômeno de cavitação
Cálculo do custo de operação
Etapas do projeto de
uma instalaçãode bombeamento
23/6/2008 - v15
fluido e suatemperatura
condições de captação
condições de descarga
vazão desejada
especificação do motor elétrico
potência nominal
rotação síncronamotores assíncronos
cálculo do custo de operação
deve-se corrigir a curva HB = f(Q)
Cálculo do custo operação16/9/2008 - v6
rede de 110 V
rede de 220 V até motores de 200 CV
rede de 380 V até motoresde 1000 CV
escolha do motor
calcula-se NB
adota-se rendimento do motor de 90%
calcula-se Nm
escolhe-se o motor
n = 120*f/p
f = freqüência
p = números de polos
têm deslizamento
na = rotação assíncrona
na = 0,97 * n
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 ETIQUETAGEMETIQUETAGEMRESP/017-BOM
PÁGINA
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BOMBAS CENTRÍFUGASEDIÇÃO
05/06/2006ORIGEM:GT-BOM/PBE
REGULAMENTO ESPECÍFICO PARA USO DA ENCE
REVISÃO:
0DATA ÚLTIMA REVISÃO:
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. INTRODUÇÃOEsta 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 moto-bomba (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: QQ[m³/s] – vazão medida no
eletromagnético através da aquisição de dados.
3.2. Altura Total de Elevação: HNo 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
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;
12
21
2212 zz
g2
vv
g.p
g.p
H
22
221
1D.
Q4v;
D.
Q4v
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.
3h 10HQgP
2t0053,0t0094,014,1000
3.3. Potência Hidráulica: Ph
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:
[kg/m3] - massa específica da água;t[oC] - temperatura da água aquisitada durante o ensaio.O valor da aceleração da gravidade deverá ser considerado g = 9,8[m/s2].
3.4. Rendimentos
3.4.1.Rendimento do Conjunto: c
e
hc P
P
c [1] - rendimento do conjunto moto-bomba;Ph [kW] - potência hidráulicaPel [kW] - potência elétrica (aquisitada no Wattímetro
elele .PP
e
ht P
P
3.4.2.Rendimento total da bomba: t
Pe [kW] - potência de eixo da bomba;Pel [kW] - potência elétrica;el [1] - rendimento elétrico (fornecido pelo fabricante do motor
elétrico).
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:
Bt
mel
Be
mel
BO2Hh
B
globalc
NP
NP
HQNP
HH
nn
QQ 11
21
1 nn
HH
31
e1e nn
PP
31
el1el nn
pP
3.5 Correção dos Valores para a Rotação Constante
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, selecionou-se 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