CAPÍTULO VI

BOMBAS CENTRÍFUGAS (04/08)
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VI.2.3.8. Curvas características da bomba

É a representação gráfica em um eixo cartesiano da variação das grandezas características (Figura VI.10).


Figura VI.10 - Representação gráfica de uma curva característica

De acordo com o traçado de H x Q as curvas características podem ser classificadas como:

  •  flat - altura manométrica variando muito pouco com a variação de vazão;
  • drooping - para uma mesma altura manométrica podemos ter vazões diferentes;
  • steep - grande diferença entre alturas na vazão de projeto e a na vazão zero (ponto de shut off );
  • rising - altura decrescendo continuamente com o crescimento da vazão.
As curvas tipo drooping são ditas instáveis e são próprias de algumas bombas centrífugas de alta rotação e para tubulações e situações especiais, principalmente em sistemas com curvas de encanamento acentuadamente inclinadas. As demais são consideradas estáveis, visto que estas para cada altura corresponde uma só vazão, sendo a rising a de melhor trabalhabilidade (Figura VI.11).

Figura VI.11 - Tipos de curvas características

VI. 2.3.9. Associação de bombas

A) Associações típicas

Dependendo da necessidade física ou da versatilidade desejada nas instalações elevatórias o projetista pode optar por conjuntos de bombas em série ou em paralelo. Quando o problema é de altura elevada geralmente a solução é o emprego de bombas em série e quando temos que trabalhar com maiores vazões a associação em paralelo é a mais provável. Teoricamente temos que bombas em série somam alturas e bombas em paralelo somam vazões. Na prática, nos sistemas de recalque, isto dependerá do comportamento da curva característica da bomba e da curva do encanamento, como estudaremos adiante.

Para obtermos a curva característica de uma associação de bombas em série somamos as ordenadas de cada uma das curvas correspondentes. Exemplo: se quisermos a curva de duas bombas iguais dobram-se estas ordenadas correspondentes a mesma vazão. Quando a associação é em paralelo somam-se as abcissas referentes a mesma altura manométrica. Nesta situação para duas bombas iguais dobram-se as vazões correspondentes (Figura VI.12).

Figura VI.12 - Curvas características de associações de duas bombas iguais

B) Bombas em paralelo

É comum em sistemas de abastecimento de água, esgotamento ou serviços industriais, a instalação de bombas em paralelo, principalmente com capacidades idênticas, porém não exclusivas. Esta solução torna-se mais viável quando a vazão de projeto for muito elevada ou no caso em que a variação de vazão for perfeitamente predeterminada em função das necessidades de serviço.

No primeiro caso o emprego de bombas em paralelo permitirá a vantagem operacional de que havendo falha no funcionamento em uma das bombas, não acontecerá a interrupção completa e, sim, apenas uma redução da vazão bombeada pelo sistema. No caso de apenas uma bomba aconteceria a interrupção total, pelo menos temporária, no fornecimento.
Na segunda situação a associação em paralelo possibilitará uma flexibilização operacional no sistema, pois como a vazão é variável poderemos retirar ou colocar bombas em funcionamento em função das necessidades e sem prejuízo da vazão requerida.

A associação de bombas em paralelo, no entanto requer precauções especiais por parte do projetista. Algumas "lembranças" são básicas para se ter uma boa análise da situação, como por exemplo, quando do emprego de bombas iguais com curvas estáveis:

  • Vazão - uma bomba isolada sempre fornecerá mais vazão do que esta mesma bomba associada em paralelo com outra igual porque a variação na perda de carga no recalque é diferente (V. estudo de curvas do sistema);
  • NPSHr- este será maior com uma só bomba em funcionamento, pois neste caso a vazão de contribuição de cada bomba será maior que se a mesma estiver funcionando em paralelo;
  • Potência consumida - este item dependerá do tipo de fluxo nas bombas, onde temos para o caso de fluxo radial potência maior com uma bomba, fluxo axial potência maior com a associação em completo funcionamento e, no caso de fluxo misto, será necessário calcularmos para as diversas situações para podermos indicar o motor mais adequado.
Para outras situações, como nos casos de associação com bombas diferentes, sistemas com curvas variáveis, bombas com curva drooping, por exemplo, as análises tornam-se mais complexas, mas não muito difíceis de serem desenvolvidas.

C) Bombas em série

Quando a altura manométrica for muito elevada, devemos analisar a possibilidade do emprego de bombas em série, pois esta solução poderá ser mais viável, tanto em termos técnicos como econômicos. Como principal precaução neste tipo de associação, devemos verificar se cada bomba a jusante tem capacidade de suporte das pressões de montante na entrada e de jusante no interior da sua própria carcaça. Para melhor operacionalidade do sistema é aconselhável a associação de bombas idênticas, pois este procedimento flexibiliza a manutenção e reposição de peças.

D) Conclusões

Diante da exposição anterior podemos concluir que:

    • na associação em paralelo devemos trabalhar com bombas com características estáveis, que o diâmetro de recalque seja adequado para não gerar perdas de carga excessivas e que a altura manométrica final do sistema nunca ultrapasse a vazão zero de qualquer uma das bombas associadas (V. curvas do sistema);
    • na associação em série selecionar bombas de acordo com as pressões envolvidas;
e, no geral,
    • selecionar bombas iguais para facilitar a manutenção;
    • indicar motores com capacidade de atender todos pontos de trabalho do sistema;
    • no caso de ampliações, conhecimento prévio das curvas das bombas e do sistema em funcionamento.
E) Recomendações técnicas especiais

Para projetos de elevatórias recomenda-se que, no caso de associações em paralelo, o número fique limitado a três bombas com curvas iguais e estáveis. Se houver necessidade do emprego de um número maior ou de conjuntos diferentes, devemos desenvolver um estudo dos pontos de operação, tanto nas sucções como no ponto (ou nos pontos!) de reunião no recalque, principalmente para que não hajam desníveis manométricos que prejudiquem as hipóteses operacionais inicialmente previstas.

Quanto ao posicionamento das sucções apresentamos na Figura VI.13, algumas situações recomendadas para instalações bem como outras não recomendadas, mas que freqüentemente são encontradas por falta de uma orientação técnica conveniente.

Figura VI.13 - Arranjos de sucções