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.

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;

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

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 +

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.

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 ?

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

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

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...

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