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Cálculo e Seleção da Bomba de Reforço
EXEMPLO
Seleção da Bomba de Reforço
Para selecionar uma bomba de reforço, utiliza-se uma relação gráfica entre a pressão e a vazão de água, que é única para cada modelo e está disponível nos catálogos dos fabricantes.
A metodologia de seleção de uma bomba de reforço depende das tarefas atribuídas. Para selecionar uma bomba de reforço, especifica-se a vazão e traça-se uma linha perpendicular a partir do eixo das abscissas até a curva característica da bomba. O ponto de trabalho resultante determinará a pressão na vazão especificada.
A bomba de circulação é selecionada sobrepondo a característica hidráulica do circuito de circulação, que reflete a dependência da perda de pressão em relação à vazão calculada, sobre a curva característica da bomba. O ponto de trabalho estará localizado na interseção das características da bomba e do circuito de circulação.
Se vários modelos atenderem aos parâmetros especificados, escolhe-se uma bomba menos potente que funcione com maior eficiência. Ao selecionar uma bomba centrífuga para uma rede com vazão variável de água, é preferível escolher um modelo com uma curva de pressão mais plana e uma ampla faixa de vazão.
As características de ruído muitas vezes se tornam um fator decisivo na escolha de bombas para instalação em edifícios residenciais. Nestes casos, recomenda-se escolher uma bomba com um motor elétrico menos potente e uma rotação não superior a 1500 rotações por minuto.
Cálculo da Bomba de Reforço
O cálculo de uma bomba de reforço envolve a determinação de dois parâmetros necessários para o funcionamento do sistema: vazão e pressão. Dependendo do esquema de instalação, a abordagem para calcular esses parâmetros pode variar.
O cálculo da bomba de reforço para um sistema de abastecimento de água é feito com base na taxa de consumo de água durante a hora de uso máximo, enquanto a pressão é determinada pela diferença entre a pressão desejada na entrada do sistema de abastecimento de água e a pressão na entrada da rede de água.
A pressão na entrada do sistema de abastecimento de água é igual à soma da pressão excedente no ponto superior de captação de água, a altura da coluna de água da bomba até o ponto superior em metros, e a perda de pressão na seção entre a bomba de reforço e o ponto superior. A pressão excedente no ponto superior de captação de água é geralmente de 5-10 m.
O cálculo da bomba de alimentação para um sistema de aquecimento conectado por um esquema independente é realizado com base no tempo máximo permitido para o enchimento do sistema e sua capacidade. O tempo de enchimento do sistema de aquecimento geralmente é de cerca de 2 horas. A pressão da bomba de alimentação é determinada pela diferença entre a pressão de desligamento da bomba (sistema cheio) e a pressão no ponto de conexão da linha de alimentação.
O cálculo da bomba de circulação para um sistema de aquecimento é realizado com base na carga térmica e no gráfico de temperatura calculado. A vazão da bomba é proporcional à carga térmica e inversamente proporcional à diferença de temperatura calculada entre as tubulações de alimentação e retorno. A pressão da bomba de circulação é determinada unicamente pela resistência hidráulica do sistema de aquecimento, que deve ser especificada no projeto (geralmente varia de 2 a 7 m).
Cavitação
A cavitação é a formação de bolhas de vapor no volume de um líquido em movimento devido à diminuição da pressão hidrostática, seguida de seu colapso em uma região onde a pressão hidrostática aumenta novamente.
Nas bombas centrífugas, a cavitação ocorre na borda de entrada do impulsor, onde a velocidade do fluxo é máxima e a pressão hidrostática é mínima. O colapso da bolha de vapor ocorre durante a condensação completa, o que leva a um aumento repentino da pressão para centenas de atmosferas. Se a bolha estava localizada na superfície do impulsor ou da lâmina no momento do colapso, o impacto se concentra nessa superfície, causando erosão do metal. A superfície do metal sujeita à erosão por cavitação apresenta uma aparência picada.
A cavitação em uma bomba é acompanhada por ruídos altos, estalos, vibrações e, o mais importante, uma diminuição da pressão, potência, vazão e eficiência. Não existem materiais com resistência absoluta à erosão por cavitação, motivo pelo qual a operação de uma bomba em regime de cavitação não é permitida.
A pressão mínima na entrada de uma bomba centrífuga é chamada de margem NPSH (net positive suction head) e é indicada pelos fabricantes de bombas na descrição técnica.
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