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Escolha das bombas e determinao do ponto de operao do sistema
elevatrioPara isso, necessrio:
Anlise das curvas do sistema elevatrio e das bombas disponveis
no mercado, passveis de serem utilizadas em cada casoAnlise do tipo
de operao do sistema de bombeamento (com uma bomba, bombas em
paralelo e bombas em srie)A curva caracterstica vai representar as
condies hidrulicas operacionais da bomba trabalhando com
determinado nmero de giros na unidade de tempoAnlise:Etapas do
projetoPadronizao de equipamentos eletro-mecnicosEstudo dos
transientes hidrulicosNa operao: NPSHd>NPSHr
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Operao com apenas uma bombaO ponto de operao do sistema de
bombeamento dado pelo cruzamento as curvas da bomba e do sistema
elevatrio
Na escolha da bomba: pesquisar nas curvas caractersticas, aquela
que eleva a vazo de projeto altura manomtrica, operando o mais
prximo possvel de seu ponto de melhor rendimento
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Escolha das bombasDiversas rotaes em que a mquina pode operar,
as curvas caractersticas correspondentes e as parbolas de
isoeficinciaGrfico de seleo
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So omitidas as linhas de isoeficinciaEscolhida a bomba,
procura-se no catlogo do fabricante a respectiva curva
caracterstica que fornece o dimetro do rotor, o rendimento e outros
dados
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Associao de bombas centrfugasRazes tcnicas:quando um desnvel
elevado acarretar em um rotor de grande dimetro e alta rotao, e com
isso altas aceleraes centrfugas e dificuldades na especificao de
materiais.
Razes econmicas: quando o custo de duas bombas menores inferior
ao de uma bomba de maiores dimenses para fazer o mesmo
servioAumento da demanda no decorrer do tempo
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Associao de bombasCom viso no final do plano anti-econmico
dimensionar a bomba para a situao de vazo mximaA situao mais comum
aquela em que todas as bombas da associao so iguais, o que facilita
a manuteno do sistema
Associao em srie: a entrada da segunda bomba conectada sada da
primeira bomba. Mesma vazo, mas as alturas de elevao de cada uma so
somadas para obter a altura de elevao total
Associao em paralelo: cada bomba recalca a mesma parte da vazo
total do sistema, mas a altura total de elevao a mesma
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Operao de bombas em srieO sistema empregado quando a elevatria
deve atender a reservatrios em nveis ou distncias diferentes ou
alturas manomtricas muito elevadas ( mais econmico) A mesma vazo
passa pelas duas bombasCada bomba responsvel por uma parcela da
Hman totalA curva Hman x Q das duas bombas obtida pela soma dos
valores de Hman de cada uma para uma mesma vazo de recalque Se as
bombas forem iguais, cada uma vai fornecer metade a altura total do
sistema
Ponto de operao de cada bomba em separado
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Operao de bombas em paraleloCada bomba responsvel por parcela da
vazo total a ser recalcada
Bombas em paralelo vantagem operacional: se houver falha no
funcionamento em uma das bombas, acontecer apenas uma reduo da vazo
bombeada pelo sistema
Flexibilizao operacional no sistema: como a vazo varivel pode-se
retirar ou colocar bombas em funcionamento em funo das necessidades
e sem prejuzo da vazo requerida
Muitas vezes a utilizao deste tipo de associao realizada apenas
como um sistema de segurana e no visando ou aumento ou a variao da
vazo.
A curva combinada das bombas em paralelo obtida pela soma das
vazes correspondentes mesma altura das bombas
Vazo - uma bomba isolada sempre fornecer mais vazo do que esta
mesma bomba associada em paralelo com outra igual porque a variao
na perda de carga no recalque diferente;
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Operao de bombas em paralelo1 e 2 pontos de operao de cada bomba
separadamente. Qa=Qb + QcTem-se sempre que Qa < 2Qd, isto ,
associando-se duas bombas iguais, no se consegue dobrar a vazo
correspondente a uma nica bomba instalada no sistemaCaso uma das
bombas parar de funcionar, a unidade que fica em operao tem seu
ponto de funcionamento deslocado de 1 para 3, a despeito da
diminuio da altura de elevao, h um aumento de potncia necessria
pelo aumento na vazo. neste ponto que a potncia do motor eltrico
deve ser estudada
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Recomendaes para associar bombas em paraleloSelecionar bombas
com curvas caractersticas do tipo estvel (para cada Hman, uma s
Q)Usar de preferncias bombas de caractersticas semelhantes, isto ,
que tenham a mesma variao percentual entre a vazo e a altura
manomtricaEmpregar motores cujas potncias sejam capazes de atender
a todas as condies, sem perigo de sobre cargaProjetar a instalao,
de modo que: NPSHd > NPSHr, em qualquer ponto de trabalho
provvel
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Associao da curva da bomba com a curva caracterstica do sistema
para vrios tipos de recalque
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A curva do sistema obtida somando-se as vazes das duas tubulaes
para a mesma altura manomtricaQ3Para Q < Q3, apenas R2 ser
abastecido. Para vazes maiores, as tubulaes funcionam como se
estivessem em paralelo sob a mesma Hman
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Nmero de conjuntos elevatriosAnlise tcnica: quantidade de
conjuntos motor-bomba funo das vazes envolvidas e de suas variaes e
dos equipamentos disponveis no mercado
Anlise econmica: considerando os custos das obras civis e
equipamentos a serem adquiridos, incluindo-se a operao e a manuteno
do sistema
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Nmero de conjuntos elevatriosRecomendaes:
Pequenas elevatrias: duas bombas iguais, cada uma devendo estar
apta para atender a Qmx prevista (1 + 1reserva)Elevatrias maiores:
mnimo de 3 bombas, que podem ser iguais, devendo duas quaisquer,
poder atender a Qmx prevista (mesmo no caso de bombas diferentes =
2 + 1 reserva)Elevatrias de grande porte: vrias unidades de
recalque
Deve-se garantir uma reserva instalada que corresponda a, pelo
menos, a cerca de 25% da capacidade total (Tsutya, 2006)Em
elevatrias de pequeno porte, estas reservas devem ser superiores a
50%
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ExercciosBombas NPSH
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A bomba dever recalcar uma vazo de 30 m3/h com uma rotao de 1750
rpm e, para etsa vazo, o NPSH requerido de 2,50. A instalao est na
cota de 834,50 m e a temperatura mdia da gua de 20oC. Considere que
a folga para o NPSHd deva ser de 35%, determine o o comprimento de
X. D = 75 mm, C = 150, considere vlvula de p com crivo e joelho com
90o (soma dos comprimentos equivalentes igual a 30,7m)
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Noes sobre motores eltricosMotor eltrico a mquina destinada a
transformar energia eltrica em mecnicaUtilizado para o acionamento
das bombas
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Noes sobre motores eltricos
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Noes sobre motores eltricosMotor sncrono:
Tem rotao constante determinada pela frequncia e nmero de plos.
A rotao dada por:
rpm = nmero de rotao por minutof = freqncia da correnten = nmero
de plos
Utilizao no acionamento de bombas que exigem grandes potncias e
baixas velocidades (pot = 5000 CV, +- 16 plos).Devido a sua maior
eficincia, o dispndio com energia eltrica em grandes instalaes,
passa a ter significativo valor na economia geral do sistemaO custo
inicial elevado e a fabricao ainda restrita no Brasil
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Noes sobre motores eltricosMotor assncrono:
a velocidade de rotao no coincide exatamente com a velocidade de
sincronismo. H uma ligeira reduo na rotao, devido carga, da ordem
de 3 a 5%, em que conhecida por escorregamento
Motor assncrono com rotor de gaiola Mais utilizado nas pequenas
e mdias instalaes de bombeamento (at mesmo em grandes)90% dos
motores fabricados so deste tipoUsado para acionamento de bombas de
rotao constanteRendimento elevado
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Noes sobre motores eltricosMotor assncrono:
Motor assncrono com rotor bobinadoUtilizado para o acionamento
de bombas com rotao varivel e possui enrolamento no rotorEst sendo
substitudo por motor de induo assncrono com o uso de variador de
rotao do tipo inversor de frequncia, por ser mais simples e
confivel
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Potncia de motores para o acionamento de bombasA potncia eltrica
fornecida pelo motor que aciona a bomba, sendo m seu rendimento
global, dada por:
Rendimento:O motor eltrico absorve energia eltrica da rede de
alimentao e a transforma em energia disponvel no eixoPm potncia
mecnica disponvel no eixoPe potncia eltrica que o motor retira da
rede
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As condies de operao de cada bomba pode variar sensivelmente em
funo do nmero de bombas em operao simultnea, fazendo com que o
ponto de cada uma se afaste de seu ponto de melhor eficinciaA qtde
de conjuntos motor-bomba funo das vazes envolvidas e de suas
variaes, dos equipamentos disponveis no mercado e de uma anlise
econmica, considerando os custos das obras civis e equipamentos a
serem adquiridos, incluindo-se a operao