Lab hidraulica

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3o EXPERIMENTO
Levantamento de curvas de bomba centrifugas

PARTE CONCEITUAL:
Bomba centrífuga é uma turbo-máquina e é o equipamento mais utilizado para bombear líquidos: no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, elevando, pressurizando ou transferindo líquidos de um local para outro.
A bomba centrífuga cede energia para o fluido àmedida que este escoa continuamente pelo interior da bomba. Embora a força centrífuga seja uma ação particular das forças de inércia, ela da o nome a esta classe de bombas. A potência a ser fornecida é externa à bomba, seja um motor elétrico, um motor à diesel, uma turbina a vapor, etc. A transferência de energia é efetuada por um ou mais rotores que giram dentro do corpo da bomba, movimentando ofluido e transferindo a energia para este. A energia é em grande parte cedida sob a forma de energia cinética - aumento de velocidade - e esta pode ser convertida em energia de pressão.
O fluido entra na bomba por um bocal de sucção. Neste bocal a pressão manométrica pode ser superior (positiva) ou inferior à atmosférica: (vácuo) ou pressão negativa. Do bocal de sucção o fluido é encaminhado a umou mais rotores que cedem energia ao fluido, seguindo-se um dispositivo de conversão de energia cinética em energia potencial de pressão. O fluido sai da bomba pelo bocal de recalque. A energia cedida ao fluido se apresenta sob a forma de diferença de pressão entre a sucção e o recalque da bomba. Esta energia específica (energia por unidade de massa) é conhecida como altura manométrica total(Hman). Em função desta transferência de energia é que podemos: elevar, pressurizar ou transferir fluidos.
A figura 1 a seguir, mostra um exemplo visual de uma bomba centrifuga denominada vertical. Nesse esquema podemos verificar as partes internas da bomba de forma didática.

(fonte: Melo Junior, 1998)
O estudo de uma bomba centrifuga se faz necessário quando o engenheiro civil deve mencionar emprojetar uma rede hidráulica. A parte vital da obra hidráulica sem dúvida é a parte do bombeamento.
Por isso, ao escolher a bomba o engenheiro deve primeiramente levantar em laboratória a curva característica da mesma de forma a permitir acompanhar o desempenho da mesma.
A figura 2 traz um “retrato” de um levantamento hipótetico de uma bomba centrifuga vertical.

(fonte: Melo Junior, 1998)Na figura 2 a curva é levantada pela perda de carga (altura manometrica) em função da vazão, sendo que o ponto de encontro entre a curva característica da bomba e a curva do sistema de tubulação fornece o ponto ideal de trabalho do sistema.

3o EXPERIMENTO - Levantamento de curvas de bomba centrifugas

OBJETIVO EXPERIMENTAL
Em laboratório foi proposto o levantamento das curvascaracterística e universal de uma bomba ensaiada. As curvas descritas são das funções:
HB = f(Q) curva característica
Ψ = f(ϕ) curva universal

Procedimento Experimental
Para a realização da experiência foi utilizada a bomba centrifuga vertical existente na bancada de ensaios. O diâmetro da tubulação de entrada corresponde a 38,1 mm e na saída o diâmetro vale 25,4 mm.
As tomadas de pressão entre asecção de entrada e a secção de saída da bomba, que têm um desnível de 53 cm, foram ligadas ao manômetro diferencial de mercúrio (Hg), conforme a figura 3. A diferença de tomada de pressão foi dada em mm de Hg.
O reservatório localizado na saída da tubulação tem uma secção transversal de 31,6 x 31,6 cm foi utilizado para determinação da vazão real do fluído (água) que passou pela bombacentrífuga.


Figura 3 – Esquema de montagem da leitura da bomba centrifuga.

Equacionamento da Bomba
Para a curva foi utilizado o mesmo principio dos experimentos anteriores, onde a perda de carga total inicial é igual a de saída, pois o sistema deve manter a conservação da energia.
Assim;
H1 + Hbomba = H2
V12/2.g + p1/γ + z1 + Hbomba = V22/2.g + p2/γ + z2
Como z1 = 0 (referencial de...
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