Lendo uma curva de bomba centrífuga
Escolher a bomba centrífuga correta para sua aplicação é fundamental para maximizar o desempenho a longo prazo. A bomba errada não só funcionará de forma ineficiente, mas pode falhar prematuramente porque não é ideal para a aplicação's condições.
A identificação da melhor bomba para sua aplicação começa com o exame da curva da bomba, que indica como uma bomba funcionará em relação a taxas específicas de pressão e vazão. A interpretação adequada desses dados é a única maneira de tomar decisões informadas sobre a escolha da bomba, dimensionamento do motor, estratégias de consumo de energia e outros fatores. Antes de ler uma curva de bomba, as seguintes informações devem ser coletadas para um determinado sistema:
· a taxa de fluxo necessária em galões por minuto (gpm)
· os tamanhos de tubos e componentes do sistema apropriados
· a cabeça do sistema em pés
Depois de fazer esses cálculos, é hora de encontrar uma bomba que funcione de forma eficiente dentro dos parâmetros do sistema.
Termos Básicos: Curva da Bomba, BEP e Curvas do Sistema
UMA curva da bomba denota fluxo no eixo x (horizontal) e pressão máxima no eixo y (vertical). A curva começa no ponto de vazão zero, ou altura manométrica de fechamento, e desce gradualmente até atingir o ponto de saída da bomba ou vazão máxima.
A bomba'está operando"ponto certo,"ou ponto de melhor eficiência (BEP), geralmente está localizado próximo ao meio da curva. As bombas são as mais eficientes e têm maior expectativa de vida quando podem funcionar perto de seu BEP, conforme determinado pelo fabricante. Normalmente, a área na curva entre 70 e 120 por cento do BEP é conhecida como a região de operação preferida (POR) para a bomba.
Uma segunda curva, chamada curva do sistema, é usada em conjunto com a curva da bomba e pode ser sobreposta no mesmo gráfico. A curva do sistema representa a altura manométrica do sistema em sua aplicação específica em várias taxas de fluxo e é calculada determinando o sistema's carga estática e perda por atrito.
Em uma curva do sistema, à medida que a vazão aumenta, há um aumento correspondente na altura manométrica do sistema, ou pressão necessária para fazer o líquido se mover. A energia usada para superar a resistência ao fluxo é chamada de perda de carga (ou pressão) devido ao atrito.
A sobreposição da curva do sistema na curva da bomba indica como a bomba funcionará dada uma vazão e pressão de cabeça específicas, dependendo da posição da válvula de controle da bomba e do diâmetro do impulsor. O ponto em que a curva da bomba e a curva do sistema se cruzam no gráfico indica que a bomba's ponto de operação real naquele sistema em particular.
Imagem 1. Curva de velocidade única (Imagens cortesia da Grundfos)
Para ilustrar, considere o exemplo a seguir e consulte a curva de velocidade única exibida na Imagem 1:
· um fluxo de 9.000 gpm
· uma cabeça de 180 pés
Localize 9.000 gpm no eixo x e siga-o até cruzar com 180 pés de cabeça no eixo y. O ponto de interseção cairia no meio da curva e provavelmente estaria dentro do POR, tornando a bomba uma boa escolha para este exemplo de aplicação.
Seria importante confirmar que de fato se enquadra no POR, verificando o fabricante's orientações.
O mesmo gráfico pode representar como a bomba'O desempenho do rotor mudará se o diâmetro do impulsor for reduzido ou aumentado. O diâmetro é expresso em polegadas vizinhas a sua respectiva curva. Uma mudança no diâmetro do impulsor não afeta a curva do sistema, que só muda se houver uma mudança na cabeça do sistema, como uma válvula fechada. Os pontos de interseção são onde a bomba funcionará em cada diâmetro.
Observe que é permitido alterar o diâmetro do rotor, bem como as condições do sistema, desde que o desempenho da bomba ainda esteja dentro do POR. Existe uma faixa mais ampla da curva da bomba identificada como a região de operação permitida (AOR), na qual pode ser permitido e benéfico operar a bomba. Normalmente fica entre a linha de fluxo mínimo contínuo estável (MCSF) e a linha de excentricidade. Se o desempenho da bomba estiver fora dessa zona, procure outra bomba.
Outros Elementos da Curva da Bomba
Além de traçar as curvas da bomba e do sistema, um gráfico de curva da bomba fornece outros elementos importantes para a escolha do produto correto para sua aplicação.
Curva de eficiência: A curva de eficiência da bomba representa uma bomba's eficiência em toda a sua faixa de operação. A eficiência é expressa em porcentagens à direita do gráfico da curva. O BEP é representado pela curva de eficiência's, com a eficiência diminuindo à medida que a curva se afasta, para a direita ou para a esquerda, do BEP. Conhecer a porcentagem de eficiência também ajudará a calcular a potência necessária para uma aplicação.
Linhas de eficiência ISO: As linhas da Organização Internacional para Padronização (ISO) são curvas elípticas concêntricas que indicam eficiência igual em um gráfico de curva de bomba. Eles são usados como outro meio de representar como os níveis de eficiência mudam ao longo de uma curva de bomba à medida que se afasta do BEP ou se o diâmetro do rotor é reduzido.
Curva de potência: A curva de potência representa a carga que a bomba impõe ao acionador em um determinado ponto da curva da bomba e auxilia no dimensionamento adequado do motor. Ele é representado como um gráfico de curva separado e aumenta gradualmente em direção ao seu pico de carga, que normalmente é próximo ao BEP com a maioria dos tipos de bombas rotodinâmicas. Depois, declina à medida que se aproxima do ponto de excentricidade.
Curva de cabeça de sucção positiva líquida: A altura de sucção positiva líquida necessária (NPSHr) indica quanta força é necessária para empurrar o líquido para o olho do impulsor da bomba. Ele é exibido em pés abaixo do gráfico da curva da bomba principal. Saber a quantidade correta de NPSHr impedirá a bomba de cavitar, vibrar e falhar prematuramente.
Bombas de Velocidade Variável
Até agora, apenas bombas fixas de velocidade única foram consideradas. Agora vamos dar uma breve olhada na curva de velocidade variável, mostrada na Imagem 2.
Imagem 2. Curva de velocidade variável
Quando observado no gráfico, as várias velocidades são representadas em rpm por curvas separadas. À medida que a velocidade é reduzida, as curvas da bomba de velocidade variável ajudam a prever quais serão as reduções correspondentes nos níveis de vazão e altura manométrica, com base em seus pontos de interseção com a curva do sistema. Ao longo do arco da curva do sistema, as reduções continuam até que a vazão e a altura manométrica cheguem a zero e a rotação da bomba pare. Curvas de sistema adicionais também podem ser adicionadas para ilustrar, por exemplo, o impacto de várias válvulas de zona abrindo e fechando como em um sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC). Observe que dependendo do tipo de controle de velocidade utilizado, a bomba pode operar em uma curva de controle diferente da curva do sistema.
Os termos e considerações acima não podem abranger todos os cenários que um especificador pode encontrar. No entanto, entendê-los ajudará a fornecer uma base sólida para interpretar uma curva de bomba.
Isso, por sua vez, promoverá decisões sólidas ao selecionar e especificar bombas.
https://www.pumpsandsystems.com/pumps