MÁQUINAS HIDRÁULICAS

  • View
    122

  • Download
    6

Embed Size (px)

Text of MÁQUINAS HIDRÁULICAS

  • Slide 1
  • MQUINAS HIDRULICAS
  • Slide 2
  • Slide 3
  • Slide 4
  • Slide 5
  • Slide 6
  • Slide 7
  • Slide 8
  • Slide 9
  • Slide 10
  • Slide 11
  • Slide 12
  • Slide 13
  • Slide 14
  • Slide 15
  • Slide 16
  • Slide 17
  • Slide 18
  • Slide 19
  • Slide 20
  • Slide 21
  • Slide 22
  • Slide 23
  • Slide 24
  • Slide 25
  • Slide 26
  • Slide 27
  • Slide 28
  • Slide 29
  • Slide 30
  • Slide 31
  • Slide 32
  • Slide 33
  • Cavitao Nesta unidade, apresentamos o fenmeno de cavitao observado em instalaes de bombeamento. Para que possamos compreender o fenmeno de cavitao, consideramos um trecho de uma dada instalao de bombeamento representado pela figura 7.2, onde calculamos a presso na entrada da bomba.
  • Slide 34
  • Aplicando a equao da energia de (0) a (e),temos: Atravs da temperatura de escoamento do fluido, com auxlio de um manual de termodinmica, podemos determinar a presso de vapor - p vapor (tenso de vapor), que representa a presso que para a temperatura de escoamento, teramos a mudana de lquido para vapor em um processo isobrico. Se a p eabs (p e + p atm local ) for menor ou igual a p vapor, temos o fenmeno de evaporao temperatura de escoamento, que denominado de cavitao. Notas: 1 O fenmeno de cavitao observado na entrada da bomba (p eabs < p vapor ) denominado geralmente de supercavitao e considerado um erro grosseiro do projetista.
  • Slide 35
  • Ao considerar as figuras 7.3.a e 7.3.b, verificamos que a bolha de vapor ao ser lanada na direo do difusor da bomba, onde a energia total maior e a presso maior que a presso atmosfera, esta ir sofrer a condensao repentina com grande liberao de energia, ocorrendo a penetrao do fluido nos espaos vazios do material (funo do tamanho dos gros) do rotor, podendo promover o "arrancamento de gros. 2 A presso na entrada da bomba no representa o ponto de menor presso do escoamento, este ocorre no interior do corpo da bomba, o que equivale a dizer que o fato de no ocorrer o fenmeno de cavitao na entrada da bomba no garante que o mesmo no ocorra em seu interior.
  • Slide 36
  • Nota: (1) carcaa da bomba e (2) o seu rotor.
  • Slide 37
  • O fenmeno de cavitao, geralmente propicia os seguintes problemas: 1 eroso 2 vibraes 3 diminuio do rendimento 4o diminuio do tempo vida da bomba...
  • Slide 38
  • As figuras 7.4 e 7.5 mostram rotores de turbina e de bomba, respectivamente, que foram submetidos ao fenmeno de cavitao durante um dado perodo
  • Slide 39
  • Pelo fato do fenmeno de cavitao poder comprometer todo o projeto de uma instalao de bombeamento alguns cuidados preliminares devem ser tomados para evit-lo, cuidados estes baseados na equao 7.6, onde objetiva-se trazer a pe o mais perto possvel da patm, ou at mesmo superior a ela.
  • Slide 40
  • Os cuidados adotados para procurar-se evitar o fenmeno de cavitao so: 1 a bomba deve ser instalada o mais perto possvel do nvel de captao com a finalidade de diminuir Ze, ou, se possvel, a bomba deve ser instalada abaixo do nvel de captao (bomba afogada) com isto Ze< 0. 2 a tubulao de suco deve ser a menor possvel com a finalidade de diminuir a Hpsuco. 3 na tubulao de suco devem ser usados os acessrios estritamente necessrios com a finalidade de diminuir a Hpsuco. 4 o dimetro de suco deve ser um dimetro superior ao dimetro de recalque com a finalidade, tanto de diminuir a carga cintica de entrada da bomba, quanto diminuir Hpsuco. 5 o ponto de trabalho da bomba deve estar o mais prximo do ponto de rendimento mximo.
  • Slide 41
  • 7.9 Verificao do Fenmeno de Cavitao Como mencionado no item anterior a condio de peabs > pvapor no suficiente para garantir a no existncia fenmeno de cavitao. Por este motivo, introduzi-se um novo parmetro denominado de N P S H Net Positive Suction Head, ou A P L S Altura Positiva Lquida de Suco, ou Altura de Suco Absoluta; e que representa a disponibilidade de energia que o lquido penetra na boca de entrada da bomba e que lhe permitir atingir o bordo da p do rotor. Existem dois NPSH, um fornecido pelo fabricante que denominado de NPSHrequerido e o calculado pelo projetista que o NPSHdisponvel. Para a verificao do fenmeno, devemos lembrar que: 1 O NPSH da figura 7.6 representa o NPSHrequerido 2 A equao 7.7 possibilita o calculo do NPSHdisponvel, onde a condio necessria e suficiente para que no ocorra o fenmeno de cavitao : NPSHdisponvel > NPSHrequerido, ou reserva contra a cavitao.
  • Slide 42
  • Slide 43
  • onde: Z 0 obtido com o PHR adotado no eixo da bomba: Vs velocidade mdia de suco obtida com a vazo do ponto de trabalho
  • Slide 44
  • Existem frmulas especificas dos fabricantes para a determinao do NPSHrequerido para exemplificar este fato fornecemos a frmula comumente utilizada pela Sulzer:
  • Slide 45
  • Mencionamos a seguir alguns materiais que na ordem crescente resistem ao fenmeno de cavitao: FF Alumnio bronze ao fundido ao doce laminado bronze fosforoso bronze mangans ao-cromo ligas de ao inoxidvel especiais. Atualmente recorre-se a elastmeros (neoprene, poliuretano), que so aplicados na forma lquida, aderindo ao metal e aumentando sua resistncia a cavitao. Alguns podem, at ser usados na recuperao de rotores cavitados, outro mtodo atravs da solda eltrica e em seguida esmerilha-se o rotor.
  • Slide 46
  • Nota: Existem situaes onde no temos o NPSHrequerido, que um parmetro fundamental para verificarmos o fenmeno de cavitao, nestas situaes pode-se recorrer ao fator de cavitao, que tambm denominado de fator de cavitao de Thoma (Homenagem ao pesquisador Dieter Thoma) - s ou q - e atravs dele determina-se o, j que: O fator de cavitao de Thoma pode-se ser determinado em funo da rotao especfica (um excelente parmetro para se especificar o tipo de rotor que propicia um bom rendimento, para tal consulte o livro Bombas e Instalaes de Bombeamento pgina 171 a 183):
  • Slide 47
  • Com a rotao especfica na figura 7.7 (grfico de Stepanof - livro Bombas e Instalaes de Bombeamento pgina193 ), obtemos o fator de cavitao de Thoma e com ele podemos determinar o NPSHrequerido pela equao 7.8.
  • Slide 48
  • Slide 49
  • Slide 50
  • Slide 51
  • Slide 52
  • Slide 53
  • Slide 54
  • Slide 55
  • Slide 56
  • Slide 57
  • Slide 58
  • Slide 59
  • Slide 60
  • NPSH e Cavitao 1. DEFINIO: A sigla NPSH, vem da expresso Net Positive Suction Head, a qual sua traduo literal para o Portugus no expressa clara e tecnicamente o que significa na prtica. No entanto, de vital importncia para fabricantes e usurios de bombas o conhecimento do comportamento desta varivel, para que a bomba tenha um desempenho satisfatrio, principalmente em sistemas onde coexistam as duas situaes descritas abaixo: Bomba trabalhando no inicio da faixa, com baixa presso e alta vazo; Existncia de altura negativa de suco; Quanto maior for a vazo da bomba e a altura de suco negativa, maior ser a possibilidade da bomba cavitar em funo do NPSH. Em termos tcnicos, o NPSH define-se como a altura total de suco referida a presso atmosfrica local existente no centro da conexo de suco, menos a presso de vapor do lquido.
  • Slide 61
  • NPSH = (Ho - h - hs - R) - Hv Onde: Ho = Presso atmosfrica local, em mca (tabela 1); h = Altura de suco, em metros (dado da instalao); hs = Perdas de carga no escoamento pela tubulao de suco, em metros; R = Perdas de carga no escoamento interno da bomba, em metros (dados do fabricante); Hv = Presso de vapor do fludo escoado, em metros (tabela 2); Para que o NPSH proporcione uma suco satisfatria bomba, necessrio que a presso em qualquer ponto da linha nunca venha reduzir-se presso de vapor do fludo bombeado. Isto evitado tomando-se providncias na instalao de suco para que a presso realmente til para a movimentao do fludo, seja sempre maior que a soma das perdas de carga na tubulao com a altura de suco, mais as perdas internas na bomba, portanto: Ho - Hv > hs + h + R
  • Slide 62
  • 2. NPSH DA BOMBA E NPSH DA INSTALAO: Para que se possa estabelecer, comparar e alterar os dados da instalao, se necessrio, usual desmembrar-se os termos da frmula anterior, a fim de obter-se os dois valores caractersticos (instalao e bomba), sendo: Ho - Hv - h - hs = NPSHd (disponvel), que uma caracterstica da instalao hidrulica. a energia que o fludo possui, num ponto imediatamente anterior ao flange de suco da bomba, acima da sua presso de vapor. Esta varivel deve ser calculada por quem dimensionar o sistema, utilizando-se de coeficientes tabelados e dados da instalao; R = NPSHr (requerido), uma caracterstica da bomba, determinada em seu projeto de fbrica, atravs de clculos e ensaios de laboratrio. Tecnicamente, a energia necessria