condições de funcionamento da bomba em um sistema de bombeamento

Condições de Funcionamento de uma Bomba

FEG - 2010 1

Condições de Funcionamento da Bomba

em um Sistema de Bombeamento


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Altura Manométrica do

Sistema

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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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.

Montagem com tanques pressurizados.

eg2

Vp

g2

VpH

2oo

233

aa

2rsrs

2oo Jh

g2

Vp

g2

Vp

eJhg2

Vp

g2

Vprr

2rrrr

233

rarrra

2rs

2rr

rapp

JJg2

VVhhH


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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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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. Montagem com tanques não pressurizados.


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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.

Leituras de pressões na entrada e na saída da bomba.

g2

VV)zz(

ppH

2o

23

121man2man

(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.


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Curva Característica do Sistema

Altura geométrica com tanques pressurizados:

Altura manométrica do sistema:

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.

rarrrae

pphhh

)Q(fhH ne


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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.

Curva característica de uma tubulação.

H

Q

f (Q )f(Q ) f(Q )1 2 3n n n

h e

P

Q p

H p

h e

curva característica da bom ba

curva do sistem a

Ponto de funcionamento.


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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.

Variação do ponto de funcionamento pela alteração da rotação da bomba.

P

Q p

H p

h e


curva do sistem a

n

n

1

2

11

1Q p2

Hp2P2


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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.

Variação do ponto de funcionamento através do registro de saída.

P

Qp

Hp

h e


curva do sistem a1

1

1Q p 2

Hp2

P2

S 1

S2

Hreg

v

v


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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.

Estabilidade de funcionamento.


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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.

Estabilidade de funcionamento.

condições de funcionamento da bomba em um sistema de bombeamento

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