CAPÍTULO VI

BOMBAS CENTRÍFUGAS (03/08)
( 8 páginas )


VI.2.3.4. Grandezas características

Uma bomba destina-se a elevar um volume de fluido a uma determinada altura, em um certo intervalo de tempo, consumindo energia para desenvolver este trabalho e para seu próprio movimento, implicando, pois, em um rendimento característico. Estas, então, são as chamadas grandezas características das bombas, isto é, Vazão Q, Altura manométrica H, Rendimento e Potência P.

VI.2.3.5. Altura manométrica ou Carga - H

Altura manométrica de uma bomba é a carga total de elevação que a bomba trabalha. É dada pela expressão

H = hs + hfs + hr + hfr + (vr2/2g)                                                                              Eq. 1

onde:

H = altura manométrica total;
hs= altura estática de sucção;
hfs= perda de carga na sucção (inclusive NPSHr);
hr = altura estática de recalque;
hfr = perda de carga na linha do recalque;
vr2/2g = parcela de energia cinética no recalque (normalmente desprezível em virtude das
aproximações feitas no cálculo da potência dos conjuntos elevatórios (Figura VI.8).

Figura VI.8 - Elementos da altura manométrica

VI. 2.3.6. Rendimentos

VI. 2.3.6.1. Perdas de Energia

A quantidade de energia elétrica a ser fornecida para que o conjunto motor-bomba execute o recalque, não é totalmente aproveitada para elevação do líquido, tendo em vista que não é possível a existência de máquinas que transformem energia sem consumo nesta transformação. Como toda máquina consume energia para seu funcionamento, então, haverá consumo no motor, na transformação da energia elétrica em mecânica e na bomba na transformação desta energia mecânica em hidráulica (Figura VI.9)

VI.2.3.6.2. Rendimentos da bomba - hb

Rendimento de uma bomba é a relação entre a potência fornecida pela bomba ao líquido (potência útil) e a cedida a bomba pelo eixo girante do motor (potência motriz). Uma bomba recebe energia mecânica através de um eixo e consume parcela desta energia no funcionamento de suas engrenagens, além do que parte da energia cedida pelo rotor ao líquido perde-se no interior da própria bomba em conseqüência das perdas hidráulicas diversas, da recirculação e dos vazamentos, de modo que só parte da energia recebida do motor é convertida em energia hidráulica útil.

Figura VI.9 - Esquema das demandas de energia nos conjuntos

A relação entre a energia útil, ou seja, aproveitada pelo fluido para seu escoamento fora da bomba (que resulta na potência útil) e a energia cedida pelo rotor é denominada de rendimento hidráulico interno da bomba. A relação entre a energia cedida ao rotor e a recebida pelo eixo da bomba é denominada de rendimento mecânicoda bomba. A relação entre a energia útil, ou seja, aproveitada pelo fluido para seu escoamento fora da bomba (potência útil) e a energia inicialmente cedida ao eixo da bomba é denominada rendimento hidráulicototal da bomba e é simbolizada por hb(Tabela VI.1).

Tabela VI.1 - Rendimentos hidráulicos aproximados das bombas centrífugas


Q (l/s)
5,0
7,5
10
15
20
25
30
40
50
80
100
200
hb(%)
55
61
64
68
72
76
80
83
85
86
87
88

A relação entre a energia cedida pelo eixo do motor ao da bomba (que resulta na potência motriz) e a fornecida inicialmente ao motor é denominada de rendimento mecânicodo motor, hm(Tabela VI.2). A relação entre a energia cedida pelo rotor ao líquido (que resulta na potência de elevação) e a fornecida inicialmente ao motor é chamada de rendimento total. É o produto hb. hm= h. Este rendimento é tanto maior quanto maior for a vazão de recalque para um mesmo tipo de bomba.

Tabela VI.2 - Rendimentos mecânicos médios

CV
1
2
3
5
6
7,5
10
15
%
72
75
77
81
82
83
84
85
CV
20
30
40
60
80
100
150
250
%
86
87
88
89
89
90
91
92

VI. 2.3.7. Potência solicitada pela bomba - Pb

Denomina-se de potência motriz (também chamada de potência do conjunto motor-bomba) a potência fornecida pelo motor para que a bomba eleve uma vazão Q a uma altura H. Nestes termos temos:

Pb= (g . Q . H) / h). , onde                                                                                     Eq. VI.2

Pb = potência em Kgm/s,
g = peso específico do líquido.
Q = vazão em m3/s,
H = altura manométrica,
h = rendimento total ( = hb.hm ).

Se quisermos expressar em cavalos-vapor - CV (unidade alemã)

Pb = (g . Q . H) / (75 . h).,                                                                                       Eq. VI. 3

ou em horse-power - HP (unidade inglesa)
.                                                                                                                                      Eq.VI.4
Pb = (g . Q . H) / (76 . h).

Nota: Embora sendo 1CV » 0,986HP, esta diferença não é tão significativa, pois a folga final dada ao motor e o arredondamento para valores comerciais de potência praticamente anulam a preocupação de se trabalhar com CV ou HP. Como g é aproximadamente igual 1000 Kg/m3para água, então podemos empregar

Pb = (Q . H) / (75 . h) ,                                                                                                Eq. VI.5

para Q em litros por segundo.