Pré-visualização parcial do texto
Baixe Instalações elevatorias-bombas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!
INSTALAÇÕES ELEVATORIAS. BOMBAS DJALMA FRANCISCO CARVALHO Professor titular de Hidráulica Geral do Centro de Ciências Exatas da PUC-MG Professor assistente de Máquinas Hidráulicas da Escola de Engenharia da UFMG ONTITÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DI; MINAS GERAIS -AOS MEUS PAIS, Como testemunho da minha gratidão. -A MINHA ESPOSA E MEUS FILHOS, Por serem estimulo e inspiração dos meus trabalhos. índice capítulo 1 NOÇÕES INTRODUTÓRIAS 1 — Evolução das técnicas de bombeamento ............... 17 2 — Instalação de bombeamento típica .........ciciiioo 19 3 — Notação básica empregada ......cccicicicciititiis 22 capítulo 2 ESCOLHA DA BOMBA. POTÊNCIA NECESSÁRIA AQ ACIO- NAMENTO 25 26 3 — Diâmetros econômicos para uma instalação elevatória .... 28 3.1 — Fórmula de Bresse 28 3.2 — Fórmula da ABNT... 29 3.3 — Velocidades econômicas 29 4 — A altura manométrica da instalação . . 31 5 — Perda de carga na instalação .....icicciciiiiooo . 32 6 — Cálculo da perda de carga contínua 33 6.1 — Uso conjugado da fórmula de Darcy Weissbach com o ábaco de Moody .. o 33 6.2 — Uso do ábaco de Hazen-Willams .... 35 6.3 — Perda de carga em canalizações de PVC rígido 42 7 — Orgãos constitutivos de uma turbobomba .......... 71-— Orotor.. 7.2 — Odifusor . . . . . 7.3— Deixo ..iiciiiiiiiii 74 — Anéis de desgaste ......ciciiciciir 7.5 — Caixa de gaxetas e sela mecânico 7.5.1 — Caixa de gaxetas 7.5.2 — Selos mecânicos 7.5-— Rolamentos .......... 7.7 — Acoplamentos ........ 7.8 — Base dabomba ........ 8 — Bombas de projeto especial . 8.1 — Bombas verticais 8.2 — Bombas submersas .. 9 — Materiais usados na construção de bombas 9.1 — Generalidades .... 9.2 — O uso do bronze .... . 9.3 — Bomba de execução padrão capitulo 4 CURVAS CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS. 1 — Generalidades ......ccccciicisissin is 2 — Curva (Hman, O) da bomba ........iiiciiiico 3 — Curvas (N, 0) e (m, O) 4 — Influência da rotação nas curvas características de uma bomba. Parábolas de iso-eficiência .......iciccoccio. 5 — Influência da variação do diâmetro do rotor nas curvas características de uma bomba ........ccccciiseiiiio 6 — Estudo conjunto das catacterísticas da bomba e do siste- ma. Ponto de operação .....icicicissisisicii 7 — Casos particulares de traçado da característica do sistema .. 8 — Variação da característica do sistema ................. 9 — Regulagem do ponto de operação 10 — Influência do tempo nas curvas características da bomba edosistema ....cccccc cc cs csraas crase ricas 11 — Operação próxima ao ponto de vazão nula , . 12 — Bancada de ensaios de bombas .........ccciciicc 117 119 121 122 126 12.1 — Medição da altura manométrica .........ccccs 12.2 — Regulagem e medição da vazão . 12.3 — Medição da potência necessária ao acionamento .... 12.4 — Medição do rendimento da bomba ............. 12.5 — Medição da rotação 12.6 — Variação da rotação de acionamento ........... 12.7 — Obtenção das curvas .......cccicisccsce rico 13 — Problemas resolvidos 14 — Problemas propostos . capítulo 5 ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM PARALELO E EM SÉRIE. 1 — Generalidades ......ccccccscsscsssscarar aceso 2 — Associação em paralelo de bombas iguais com curvas es- táveis ....cccccccccccccres caca ana can ccrvcrsecs 3 — Associação em paralelo de bombas iguais com altura es- tática variável ......cccccici sic e nissan 4 — Associação em paralelo de bombas diferentes com curvas estáveis ....ciccicicicccs cics crer rastreio 5 — Associação em paralelo de bombas iguais com curvas ins- táveis ..cciccicccccscceccccerra rara rasa raras 6 — Associação em paralelo de bombas diferentes com curvas corrigidas ......icccccciccic cce s cisne 7 — Influência do tipo da curva característica da bomba na associação em paralelo ... — Associação de bombas em série . — Problemas resolvidos — Problemas propostos .. dom capítulo 6 ESCORVA DAS BOMBAS. 1 — Da necessidade do escorvamento 2 — Processos de prévia escorva 3 — Bomba auto-escorvante com recirculação na descarga .... 3.1 — Princípio do anel líquido 4 — Considerações finais... ....ciccicicccicr cera 142 142 143 144 144 145 145 146 159 165 167 168 120 171 172 174 175 176 183 187 189 191 192 193 3 — Tomada d'água .......ccccesisicistcceceecetaaneo 3.1 — Tomada simples ou direta 3.2 — Poçoseco ......... 3.3 — Canal de derivação . 3.4 — Torre de tomada . 3.5 — Canal de regularização .... 4 — Poços de sucção .....cicscccoo 5 — Defeitos mais comuns de uma instalação de bombeamento. Suas causas ....cicicrercececaecestrenes cancros 5.1 — A bomba deixa de recalcar 5.2 — A vazão ou a pressão, que estavam boas, caem 5.3 — Pouca pressão 5.4- A bomba funciona por algum tempo e depois pára de funcionar ......cccccciccssstretercecaa 5.5 — A bomba absorve maior potência ............... 5.6 — Ruídos estranhos ......iccccciicccitesarcr 5.7 — Parte elétrica ...ccccc cc cccccc oii iiiicstrras capítulo 9 NOÇÕES GERAIS SOBRE O ACIONAMENTO DAS BOMBAS. 1 — Generalidades .......iccccicci sis sc snsc 2 — Motores elétricos 2.1 — Vantagens e desvantagens 2.2 — Características de fonte 2.3- Otipodomotor.......... 2.4 — Rotação de acionamento ... 2.5 — Bitola dos fios para os motores elétricos... ....... 3 — Motores de combustão interna 4 — Outras fontes de acionamento 4.1 — Uso da tomada de força de um trator. 5B — Mecanismos de transmissão usuais . 5.1 — Generalidades ......... 5.2 — Acionamento direto ... 5.3 — Acionamento por correias .......cccicctrestes 5.4 — Cabeçotes com engrenagens em ângulo de 90º 6 — Localizando falhas em motor de bomba ......i........ 249 249 249 250 250 251 252 253 254 254 255 255 255 256 257 258 capítulo 10 TEORIA ELEMENTAR DE CONSTRUÇÃO DE BOMBAS (TEORIA MONODIMENSIONAL) 1 — Generalidades e hipóteses 2 — Conceitos de Hthoo e Hth.. 3 — Triângulos de velocidades 4 — Equação de Euler ........ 5 — Infiuência do perfil da palheta na natureza da energia ce- dida por uma bomba ......cccciiiiiiiiir 6 — Influência do perfil da palheta na curva (Hthes, 0) ...... 7 — Influência do nº finito de palhetas nos triângulos de ve- locidades teóricos. Correção .......ccciiiiiii 7.1 — Influência no triângulo de saída ......ciicsioo 7.2 — Influência no triângulo de entrada . 7.3 — Correção adotada em função do nº finito de p pás... 8 — Influência da espessura das pás nos triângulos de velocida- des. Correção ...liiiiiiii 9 — Curva (Hman, O) da bomba ... 10 — Problemas resolvidos 11 — Problemas propostos capítulo 11 SEMELHANÇA MECÂNICA APLICADA AS BOMBAS - Generalidades .......lcl iara . Semelhança Geométrica .....ccicccirii . Semelhança Cinemática ....ccciicicisi . Semelhança Dinâmica Fórmulas fundamentais da semelhança mecânica Características unitárias de uma bomba ......cccccccis Características unitárias de uma série de bombas semelhantes . Velocidade específica . Falhas na realização prática da semelhança mecânica .. . Problemas resolvidos - Problemas propostos AOLVONQUALDNA 261 263 264 265 267 273 275 275 276 271 278 283 285 297 capitulo 1 NOÇÕES INTRODUTÓRIAS 1— EVOLUÇÃO DAS TÉCNICAS DE BOMBEAMENTO. Desde tempos os mais remotos, tem sido preocupação primária do homem o transporte e elevação ou recalque dos flúidos. Inicialmente, motivado por sua natureza sociável e pela necessidade de defesa, passaram os homens a aglomerar-se em aldeias cuja fundação e posterior sobrevivência dependiam, fatalmente, da disponibilidade de água. Muito cedo, então, percebeu o homem a insuficiência de sua própria força para atendimento do consumo de seus grupamentos sempre crescentes, o que O tevou, usando sua inteligência, a fazer uso da força animal aliada a vários artifícios, no que poderíamos considerar como os embriões das futuras instalações de bombeamento. O consumo de água, contudo, aumentava continuamente e já não era, apenas, a manutenção de sas funções orgânicas o único elemento consumidor do precioso líquido. Atividades várias, entre as quais a irriga- ção necessária a uma atividade agrícola mais organizada, fez com que o homem viesse a precisar de água em maiores quantidades. Diante desta nova perspectiva, tornou-se também a força animal insuficiente e os guinchos e pedais, então em uso, se mostraram obsoletos. Bem mais tarde, somada à necessidade da irrigação, uma industria- lização emergente obrigou o homem a lançar mão, em larga escala, da bomba de pistão, dispositivo concebido pelo filósofo grego Ctesibius e aperfeiçoado por seu discípulo Hero, duzentos anos antes da era Cristã, agora, entretanto, acionada através da força a vapor. Já mais recentemente, o avanço tecnológico possibilitou a constru- ção de motores de acionamento de alta rotação, o que permitiu a cons- 7 trução de bombas centrífugas, muito mais funcionais e capazes não só do atendimento do consumo de água bem como de outros fluidos neces- sários ao desenvolvimento dos grandes parques industriais, já em flores- cimento. Assim, tais instalações destinadas a transportar e elevar flúidos, comuns tanto em quintais de residência quando fazendo parte integrante dos mais sofisticados equipamentos, constituem a razão de ser ou o obje- tivo deste trabalho, através de estudos que, ora, passamos a desenvolver. A máquina Fig. 1 — O evoluir da operação de transportar e recalcer Hlúidos. 18 
