Desempenho da bomba com líquidos viscosos

O desempenho de bombas centrífugas é afetada quando lidando com líquidos viscosos. Aumento na potência, redução na altura e redução na vazão ocorrem com viscosidades moderadas e altas. Figuras 1 e 2 fornecem meios de determinar a performance de uma bomba centrífuga convencional bombeando um líquido viscoso quando sua performance em água é conhecida. As figuras 1 e 2 também podem ser usadas como auxílio na seleção de uma bomba para determinada aplicação. Os valores mostrados na figura 2 são calculados da média de testes de bombas convencionais de um estágio bombeando petróleo. Os valores da figura 1 foram preparados de outros testes em várias bombas pequenas. Por isso, as curvas de correção não são exatas para uma bomba particular. Quando uma informação precisa é essencial, testes de performance devem ser conduzidos com o líquido viscoso a ser bombeado.


Limitações das curvas para correção de performace com líquido viscoso

Como estas curvas são baseadas em considerações empíricas, extrapolações além dos limites mostrados não são recomendados. Use apenas para bombas de projeto hidráulico convencional, na faixa de operação normal, com rotores abertos ou fechados. Não use para bombas de fluxo misto ou axial ou para bombas de projeto hidráulico especial para líquidos viscosos ou não-uniformes. Use apenas quando NPSH adequado está disponível a fim de evitar a cavitação. Use apenas em líquidos Newtonianos (uniformes). Líquidos não-uniformes podem produzir resultados variados, dependendo das características particulares dos líquidos.


Símbolos e Definições

  • QVIS – Vazão viscosa em m³/h: a vazão quando bombeando um líquido viscoso
  • HVIS – Altura viscosa em metros: a altura quando bombeando um líquido viscoso
  • hVIS – Rendimento viscoso em porcentagem: o rendimento quando bombeando um líquido viscoso
  • PVIS – Potência viscosa em kW: a potência quando bombeando um líquido viscoso
  • QW – Vazão de água em m³/h: a vazão quando bombeando água
  • HW – Altura de água em metros: a altura quando bombeando água
  • hW – Rendimento em porcentagem quando bombeando água
  • s – densidade relativa
  • CQ – Fator de correção da vazão
  • CH – Fator de correção da altura
  • Ch – Fator de correção do rendimento
  • QNW – Vazão de água na qual o máximo rendimento é obtido.

As seguintes equações são usadas para determinar a performance viscosa quando a performance com água é conhecida.

Fórmula para determinar a performance viscosa quando a performance com água é conhecida

CQ, CH e Ch são determinados das figuras 1 e 2, que são baseadas na performance em água. Figura 1 é para ser usada em bombas com vazão menores que 25 m³/h no ponto de melhor eficiência (na performance com água). As seguintes equações são usadas para aproximação da performance com água quando a vazão e altura viscosa são dadas e os valores de CQ e CH podem ser estimados das figuras 1 e 2, e usando QVIS e HVIS:

Fórmula de aproximação de performace

Gráfico de curvas de correção de performace para líquidos viscosos

Figura 1 - Curvas de correção de performance para líquidos viscosos (até 25 m³/h). Ref.: ANSI/HI 1.3

Gráfico das curvas de correção de performace para líquidos viscosos - ANSI / HI

Figura 2 - Curvas de correção de performance para líquidos viscosos. Ref.: ANSI/HI 1.3


Instruções para seleção preliminar de uma bomba para uma dada altura, vazão e viscosidade

Dada uma desejada vazão e altura de um líquido viscoso a ser bombeado, e a viscosidade e densidade na temperatura de bombeamento, figuras 1 e 2 podem ser usadas para encontrar vazão e altura equivalentes quando bombeando água. Entre com a vazão desejada na parte inferior da figura apropriada, (QVIS) e proceda subindo até a altura viscosa desejada (HVIS). Para bombas multi-estágio, use altura por estágio. Proceda horizontalmente (para esquerda ou para direita) até a viscosidade do fluido, e então suba até as curvas de correção. Divida a vazão viscosa (QVIS) pelo fator de correção de vazão (CQ) para conseguir a vazão em água equivalente (QW aproximadamente). Divida a altura viscosa (HVIS) pelo fator de correção de altura (CH) da curva identificada como “1.0 x QNW” para conseguir a altura em água equivalente (HW aproximadamente). Usando este novo ponto altura x vazão equivalente em água, selecione uma bomba na maneira usual. A eficiência viscosa e a potência viscosa podem ser calculadas.

Referência: ANSI/HI 1.3


Instruções para determinar a performace da bomba com um líquido viscoso quando a performace com a água é conhecida

Dadas as características completas de uma bomba bombeando água, pode-se determinar sua performance quando bombeando um líquido com uma viscosidade especificada.

Da curva de eficiência da bomba, localize a vazão em água (1.0 x QNW) na qual a eficiência máxima é obtida. Desta vazão, determine as vazões (0.6 x QNW), (0.8 x QNW), (1.2 x QNW).

Entre na parte inferior da figura apropriada com a vazão na melhor eficiência (1.0 x QNW), suba até a altura desenvolvida (em um estágio) (HW) nesta vazão, então siga horizontalmente (esquerda ou direita) até a viscosidade desejada, e então suba até as várias curvas de correção. Leia os valores de (Ch), (CQ) e (CH) para as quatro vazões.

Multiplique cada altura pelo seu correspondente fator de correção para obter as alturas corrigidas. Multiplique cada valor de rendimento por (Ch) para obter os valores de rendimento que se aplicam às vazões corrigidas correspondentes. Plote altura corrigida e rendimento corrigido contra vazão corrigida. Desenhe curvas suaves através destes pontos. A altura no shut-off pode ser tirada como sendo aproximadamente a mesma que para a água.