simulação experiencia bomba hidraulica
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327 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
Objetivos da oitava aula da unidade 5:
Simular a experincia de bomba hidrulica Propor a experincia de bomba hidrulica. 5.13 Levantamento das Curvas Caractersticas de uma Bomba 5.13.1 Introduo A bancada de laboratrio esquematizada na pgina 197 da Unidade 3 constituda por uma bomba centrfuga (4), que responsvel pelo escoamento de gua do reservatrio de captao (1) para o reservatrio de distribuio (17). Vamos considerar que a tal bomba centrfuga seja uma bomba centrfuga radial da Hero S/A tipo Heromba monobloco 12 H26 que opera em cada bancada (figura 5.45) com as seguintes caractersticas: Drotor = 126 mm; Dsuco = 2; Drecalque = 1 (ambos Sch 40) e n = 3450 rpm;
hmQ
3 0 2 4 6 8 10 11
( )mHB 25 25 25 25 22,5 20 16 ( )%B - - 40 50 60 50 45
Figura 5.45
Por outro lado, devemos estar cientes que as curvas representadas pela figura 5.46 foram obtidas para uma situao onde, tanto a perda de carga na suco como a perda de carga no recalque, so desprezveis, o que equivale a dizer que no conseguiremos reproduzir tal situao no laboratrio, j que na bancada temos perda de carga, tanto na suco como no recalque.
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328 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos Devemos ter em mente, que a vazo mxima conseguida por esta bomba nos ensaios feitos pelo fabricante foi de aproximadamente 3,5 l/s, conforme a curva da figura 5.46, no entanto na bancada esquematizada pela figura 5.47, a bomba consegue recalcar uma vazo mxima em torno de 2 l/s, isto devido s perdas existentes.
Figura 5.46 5.13.2 Objetivos - Neste ensaio procuramos evocar:
- os conceitos de manmetro e manovacumetro tipo Bourdon; - como efetuamos as leituras, tanto no manmetro como no
manovacumetro; - o conceito de uma instalao de recalque; - o conceito de tubulao de suco e de tubulao de recalque; - o conceito da equao da energia para um escoamento incompressvel, em
regime permanente e em presena de mquina hidrulica. - o conceito da vazo em volume; - o conceito da equao da continuidade para um escoamento em regime
permanente;
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329 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
- o conceito, tanto do coeficiente manomtrico () como do coeficiente de
vazo ():
- o conceito de curva universal. Alm disto, desejamos obter: - a curva HB = f (Q); - a curva g = f (Q); - a curva = f (). 5.13.3 Reproduo de Ensaio para Levantamento das Curvas Caractersticas
de uma Bomba. 5.13.3.1 Esquema Bsico do Ensaio A figura 5.47 representa o esquema bsico utilizado no ensaio.
Figura 5.47
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330 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos 5.13.3.2 Estudo Terico do Ensaio 5.13.3.2.1 Determinao da Vazo Evocando a segunda experincia e o conceito da vazo, sabemos que :
Q = Vt
Para a determinao do volume depositado no reservatrio de distribuio por uma dada vazo , devemos cronometrar o tempo para uma variao h no medidor de nvel, instalado no referido reservatrio, como mostrado na figura 5.48.
Figura 5.48
Sabemos, por outro lado, que a rea da seo transversal do reservatrio de distribuio S = 0,5625 m2, portanto: V = 0,5625 x h
Para cada posio da vlvula globo (por exemplo a 8), pode-se calcular a vazo pela seguinte expresso:
Q = 0,5625 . ht
5.13.3.2.2 Determinao da Altura Manomtrica da Bomba Considerando a entrada e a sada da bomba com os dados fornecidos pela figura 5.49, podemos obter a altura manomtrica aplicando-se a equao da energia para um escoamento incompressvel e um regime permanente , entre a entrada e a sada da bomba, ou seja: He + HB = Hs onde,
Hi (He ou Hs) = zi + 2gvp 2ii +
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331 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
Figura 5.49
Pede-se:
P1 Reescreva a equao da energia apresentada anteriormente em funo de:
Z variao da cota entre a sada e a entrada da bomba; pe presso de entrada; ps presso de sada; Ve velocidade mdia do escoamento na entrada; Vs velocidade mdia do escoamento na sada; peso especfico do fluido que escoa; g acelerao da gravidade.
P2 Para uma dada posio da vlvula globo, explique como
determinamos cada uma das grandezas mencionadas na P1. P3 Para a situao do ensaio, pe pode ser positiva (> patm)?
Justifique. 5.13.3.2.3 Determinao do Rendimento Global da Bomba (g) O rendimento da bomba obtido evocando-se o conceito de potncia e rendimento, aplicados na figura 5.50.
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332 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
Figura 5.50
Sabemos que: B = NNB rendimento da bomba.
m = NNB
m rendimento do motor.
g = NNm rendimento global.
P4 - Admitindo-se que o m 90% determine a expresso para o clculo
de B em funo:
peso especfico do fluido que escoa; Q vazo do escoamento; HB altura manomtrica da bomba; Nm potncia fornecida pela rede eltrica.
Obs.: 1CV 0,736 KW. 5.13.3.2.4 Determinao da Curva Universal da Bomba A curva universal da bomba, geralmente dada por = f (), onde: o coeficiente manomtrico da bomba; o coeficiente de vazo da bomba; Considerando como dados da bomba: n = 3450 rpm e Drotor = 126 mm, pergunta-se:
P5 Quais as expresses para a determinao, tanto de como de ?
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333 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
P6 Podemos afirmar que a representao de = f () e HB = f (Q) so semelhantes? Justifique.
Tarefa: Considerando o tpico levantamento das curvas caractersticas de uma
bomba, pede-se: (A) As respostas de todas as perguntas; (B) Elabore e preencha uma tabela de resultados, onde se deve ter:
(variao do nvel do tanque em m); t (tempo em s); h
;s
mQ3
;m
Kgfp2s
;m
Kgfp2e
( );mpp es
;
smvs
;sm ve
( );mg2
vv 2e2s
( );%global
N (C.V);
;m26,0z = ( );mHB );V.C(Nm2r
2B
Dn
gH
= e .
Dn
Q3r
=
(C) Os grficos de HB = F (Q) e g = f (Q), que devem ser traados sobre a a CCB obtida atravs da tabela da pgina 327
(D) O grfico de = f () Quando no mais
existir esperana nem confiana
num mundo melhor
Olhe para seu interior e vers
que sua vida acabou ...
Continue vivo.
Raimundo Ferreira Igncio
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334 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
ENSAIOS PARA A EXPERINCIA BOMBAS
h (mm)
Cota 1 Cota
2 t (tempo)
2e pol
lbp
2s pol
lbp ( )KwNm 1 0 0 - - 1,55 34,00 1,227 2 10 14,94 20 - 1,55 34,00 1,227 3 20 29,88 20 - 1,55 33,99 1,227 4 35 49,83 20 - 1,55 33,99 1,227 5 10 19,88 10 - 1,55 33,28 1,227 6 30 42,34 10 - 1,55 32,57 1,227 7 10 24,81 10 - 1,55 31,85 1,227 8 30 47,28 10 - 1,55 31,13 1,227 9 10 29,75 10 - 1,55 30,41 1,227 10 35 57,20 10 - 1,55 29,69 1,227 11 10 24,70 10 - 1,55 28,97 1,227 12 30 57,20 10 - 1,55 28,25 1,227 13 10 39,60 10 - 1,55 26,82 1,227 14 10 42,20 10 - 1,55 25,38 1,227 15 10 44,60 10 - 1,55 23,95 1,227
Tabela de dados obtidos na experincia
Trecho da bancada utilizada na experincia
Manoel lendo o Wattmetro
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335 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
Manoel trabalhando em um trecho da bancada do laboratrio
A vida no se define.
Vive-se.
E para bem viv-la,
precisamos de compreenso,
tranqilidade e amor.
Pegue um sorriso
e doe-o a quem jamais o teve...
Pegue um raio de sol
e faa-o voar l onde reina a noite...
Pegue uma lgrima
e ponha no rosto de quem jamais chorou...
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336 Curso Bsico de Mecnica dos Fluidos
Pegue a coragem
e ponha-a no nimo de quem no sabe lutar...
Descubra a vida e narre-a a quem
no sabe entend-la...
Pegue a esperana e viva na sua luz...
Pegue a bondade e doe-a a quem no sabe doar...
Descubra o amor
e faa-o conhecer o mundo...
(Gandhi)
Eu e o Marcus Vincius
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