Condições de Funcionamento da Bomba em um Sistema de Bombeamento

1. Condições de Funcionamento da Bomba em um Sistema de Bombeamento

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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. (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. Leituras de pressões na entrada e na saída da bomba.

7. 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.

8. 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. Ponto de funcionamento.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.