Mecflu 3

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – Departamento de Engenharia Mecânica PME2237 - Mecânica dos Fluidos XI

Roteiro de experiência de laboratório:

Estudo das bombas: aplicação da análise dimensional e da teoria da semelhança
1 Introdução

Uma máquina de fluxo é um dispositivo que realiza trabalho sobre um fluido ou extrai trabalho de um fluido. As máquinas de fluxo têm um papel importante na sociedade moderna, principalmente porque apresentam uma densidade de potência alta, ou seja, a potência desenvolvida dividida pelo volume da máquina, ou pela massa da máquina, é grande. Além disso, essas máquinas tipicamente têm poucas partes móveis e uma eficiência razoável. As máquinas de fluxo podem ser divididas em duas categorias principais: máquinas de deslocamento positivo (denominadas estáticas) e turbomáquinas (denominadas dinâmicas). Nas máquinas de deslocamento positivo, a transferência de energia é feita por variações de volume que ocorrem devido ao movimento da fronteira na qual o fluido está confinado. Essas incluem dispositivos do tipo cilindro-pistão, bombas de engrenagens (por exemplo, bomba de óleo de um motor de carro) e bomba de lóbulos. A figura 1 mostra alguns exemplos típicos de máquinas de deslocamento positivo. As turbomáquinas, por sua vez, direcionam o fluxo com lâminas ou pás fixadas em um elemento rotativo, chamado rotor. Todas as interações de trabalho numa turbomáquina resultam de efeitos dinâmicos do rotor sobre a corrente de fluido. De modo geral as turbomáquinas que adicionam energia a um fluido, realizando trabalho sobre o fluido, são denominadas turbobombas, ou simplesmente bombas, quando o escoamento é líquido ou pastoso, e ventiladores, sopradores ou compressores para unidades que lidam com gás ou vapor, dependendo do aumento de pressão. Em geral, os ventiladores geram um pequeno aumento de pressão, os sopradores geram um aumento de pressão moderado e compressores e bombas podem ter aumentos de pressão muito grandes. Por outro lado,