O que é o cálculo da cabeça da bomba – Cálculo do desempenho da bomba – Definição

Neste exemplo, veremos como prever a cabeça da bomba e outras características de desempenho da bomba. Cálculo da cabeça da bomba – Cálculo do desempenho da bomba

Cálculo da cabeça da bomba – Cálculo do desempenho da bomba

Cálculo da cabeça da bombaNeste exemplo, veremos como prever

de uma bomba centrífuga . Esses dados de desempenho serão derivados da equação de turbomáquina de Euler:

Torque do eixo: T eixo     = ρQ (r 2 V t2 – r 1 V t1 )

Cavalos-força da água: P w         = ω. Eixo        T = ρQ (u 2 V t2 – u 1 V t1 )

Cabeça da bomba: H = P w / ρgQ = (u 2 V t2 – u 1 V t1 ) / g

São fornecidos os seguintes dados para uma bomba de água centrífuga:

  • diâmetros do impulsor na entrada e na saída
    • 1 = 10 cm
    • 2 = 20 cm
  • Velocidade = 1500 rpm (rotações por minuto)
  • o ângulo da lâmina na entrada β 1 = 30 °
  • o ângulo da lâmina na saída β 2 = 20 °
  • suponha que as larguras da lâmina na entrada e na saída sejam: 1 = b 2 = 4 cm .

Solução:

Primeiro, temos que calcular a velocidade radial do fluxo na saída. No diagrama de velocidade, a velocidade radial é igual a (assumimos que o fluxo entra exatamente normal ao impulsor, portanto o componente tangencial da velocidade é zero):

r1 = u 1 tan 30 ° = ω r 1 tan 30 ° = 2π x (1500/60) x 0,1 x tan 30 ° = 9,1 m / s

O componente radial da velocidade de fluxo determina quanto a taxa de fluxo de volume está entrando no impulsor . Portanto, quando conhecemos r1 na entrada, podemos determinar a descarga desta bomba de acordo com a seguinte equação. Aqui b 1 significa a largura da pá do impulsor na entrada.

Q = 2π.r 1 .b 1 .V r1 = 2π x 0,1 x 0,04 x 9,1 = 0,229 m 3 / s

Para calcular a potência de água (P w ) necessária, temos que determinar a velocidade do fluxo tangencial de saída V t2 , porque foi assumido que a velocidade tangencial de entrada V t1 é igual a zero.

A velocidade do fluxo radial de saída segue da conservação de Q :

Q = 2π.r 2 .b 2 .V r2  ⇒ r2 = Q / 2π.r 2 .b 2 = 0,229 / (2π x 0,2 x 0,04) =  4,56 m / s

A partir do ângulo da lâmina de saída da figura ( triângulo da velocidade ), β 2 , pode ser facilmente representado da seguinte maneira.

berço β 2 = (u 2 – V t2 ) / V r2

e, portanto, a velocidade do fluxo tangencial de saída V t2 é:

t2 = 2 – V r2 . berço 20 ° = ω r 2 – V R2 . berço 20 ° = 2π x 1500/60 x 0,2 – 4,56 x 2,75 = 31,4 – 12,5 = 18,9 m / s.

A potência de água necessária é então:

w  = ρ Q u 2 V t2 = 1000 [kg / m 3 ] x 0,229 [m 3 / s] x 31,4 [m / s] x 18,9 [m / s] = 135900 W = 135,6 kW

e a cabeça da bomba é:

H ≈ P w / (ρ g Q) = 135900 / (1000 x 9,81 x 0,229) = 60,5 m

 

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