Potência e Cavitação em Instalações de Recalque

INSTALAÇÕES DE RECALQUE PARTE 2 Potência necessária ao funcionamento da bomba Pot Pot QH Pot QH Pot 0735 QH Pot 0735 QH Q em m 3 s Ƴ em kgfm 3 ŋ é o rendimento do conjunto motobomba 2 ŋ ŋ B ŋ M Os seguintes acréscimos são recomendados para os motores elétricos 3 4 4 Os motores elétricos brasileiros são normalmente fabricados com as seguintes potências cv Cavitação formação de cavidades no rotor da bomba devido ao abaixamento da pressão até a pressão de vapor do líquido em uma dada temperatura Situação indesejável Se p abs p vapor parte do líquido se vaporiza 5 5 Calculase o Net Positive Suction Head disponível NPSH d e comparase com o requerido NPSH r pelo manual do fabricante γ γ Sendo NPSH d p atm γ p v H s h ts p atm γ pressão atmosférica absoluta atuante p v pressão de vapor da água a certa temperatura γ H s altura de sucção Se bomba não afogada H s é positivo se afogada H s é negativo 6 h ts perda de carga total na sucção 7 8 9 Ex calcular NPSH d para uma instalação de recalque com uma bomba de sucção positiva com desnível de 2 m no trecho de sucção e h ts 5 m em uma cidade a 300 m de altitude temperatura média de 15º C Verifique se ocorrerá cavitação para NPSH r 25 m NPSH p atm p v H s h ts d γ γ NPSH d 996 0174 2 5 NPSH d 279 mca 12NPSH r 1225 3 m NPSH r 05 3 m 10 Como NPSH d é um valor inferior aos limites ocorrerá cavitação SISTEMA A curva do sistema é dada por H m H g kQ n Sendo n expoente ao qual a vazão está elevado de acordo com a fórmula utilizada se fórmula de HazenWillians n 1852 se fórmula de FairWhippleHsiao para tubulações de PVC conduzindo água fria n 175 se fórmula universal n 2 etc H m H g e Q definidos no projeto encontrase o valor de 11 k acima Seleção da bomba a partir do manual do fabricante Cruzar o par QH m calculados no projeto ou no exercício e verificar quais bombas atenderiam a esta solicitação Ir às curvas da bombas escolhidas marcar o par QH m para determinar o diâmetro do rotor e escolher qual delas possui o maior rendimento Na maioria das vezes o par não coincidirá com as curvas existentes no gráfico do fabricante Para isso traçar a equação do sistema dada por H m H g k Q n o u p o r o ut r a s s i m ilares a d ep en d e r d a 12 equação de perda de carga utilizada Seleção da bomba a partir do manual do fabricante Plotar a curva do sistema junto ao gráfico do fabricante e pegar outro ponto QH m que intercepta a curva da bomba com diâmetro de rotor imediatamente acima ao ponto QH m calculado no projeto A equação da bomba é quadrática da forma H m AQ 2 BQ C A partir deste ponto verificar qual o diâmetro de 13 13 rotor necessár io NPSH r e potência dados nos gráficos do fabricante com os novos valores de Q e H m Exemplo de curvas de bombas 14 Ex calcule a equação do sistema para H m 500 m H g 463 m e Q 100 m³h considerando Equação Universal n 2 Escolha a bomba para esta solicitação no manual KSB H m H g kQ² 50 463 k100² k 000037 Logo H m 463 000037Q² plo t e n o E x ce l e v ej a a i n te r ces s ã o c o m a cu r v a do f a b rica n 1 t 5 e 16 17 Para bomba de 3500 rpm rendimento cerca de 804 18 Para bomba de 1750 rpm rendimento cerca de 710 19 Bomba escolhida 3500 rpm pelo critério do maior rendimento 804 Pontos aproximados obtidos no gráfico do fabricante curva imediatamente acima do ponto D rotor 174 mm Curva da bomba Q m³h H m m 0 63 85 55 105 50 Equação da bomba obtida no Excel 20 20 H m 00015Q² 00321Q 63 Ponto de interseção entre as duas curvas Q 10347 m³s e H m 5026 m Marcar este ponto nas curvas do fabricante e obter NPSHr potência e diâmetro do rotor Para o exemplo NPSH r 5 m Pot 235 hp 2383 cv D rotor 174 mm Considerando uma folga de 10 para potências maiores que 20 cv temse 112383 2622 cv 21 22 Sugestão de vídeoaula httpswwwyoutubecomwatchv7ZMV aOeeW4abchannelTrecosdeEngenharia 23 DETERMINAÇÃO DA CURVA DO DETERMINAÇÃO DA CURVA DO POTÊNCIA NECESSÁRIA AO FUNCIONAMENTO DA BOMBA POTÊNCIA NECESSÁRIA AO FUNCIONAMENTO DA BOMBA VERIFICAÇÃO QUANTO À OCORRÊNCIA DE CAVITAÇÃO VERIFICAÇÃO QUANTO À OCORRÊNCIA DE CAVITAÇÃO ESCOLHA DA BOMBA ESCOLHA DA BOMBA