Cálculo da vazão da bomba de água
Com base no volume de água projetado e no número de bombas, a vazão projetada de uma única bomba pode ser calculada. A fórmula de cálculo é a seguinte:
Q = Qtotal / n
Onde,
Q-Taxa de vazão projetada de uma única bomba (m3/h);
Qtotal-Fluxo médio por hora do projeto (m3/h);
n-Número de bombas.
Vale ressaltar que para projetos com vazões pequenas, geralmente são utilizadas duas bombas, uma em operação e outra em standby; para projetos com grandes vazões, podem ser utilizadas três bombas, duas em operação e uma em standby.
Durante a operação, ambas as bombas funcionam simultaneamente. Se a bomba em funcionamento falhar, ela será substituída pela bomba reserva. A bomba com falha pode ser removida para reparo. Portanto, o investimento na bomba standby é mais econômico do que naquela em operação e na configuração standby.
Finalmente, deve-se notar que ao usar múltiplas bombas, bombas do mesmo modelo devem ser selecionadas tanto quanto possível para facilitar a manutenção e o gerenciamento.
Cálculo da cabeça da bomba
Como é bem conhecido, a altura manométrica total da bomba é determinada por três fatores: a altura manométrica de sucção da bomba, a altura manométrica de bombeamento e a perda de carga na tubulação. Portanto, uma vez determinados a vazão da bomba, o diâmetro do tubo e o layout da tubulação, a altura manométrica projetada da bomba pode ser determinada.
H Maior ou igual a h1 + h2 + h3 + h4
Onde,
H-Altura manométrica total da bomba (m);
h1-Perda de carga do tubo de sucção (m), geralmente incluindo a boca do sino de sucção, cotovelo de 90 graus, seção reta, válvula, redutor, etc .;
h2-Perda de carga do tubo de descarga (m), geralmente incluindo o redutor, válvula de retenção, válvula, tubo curto, cotovelo de 90 graus (ou T), seção reta, etc.;
h3-Diferença entre o menor nível de água de trabalho no reservatório e o maior nível de água de elevação requerido (m);
h4-Altura manométrica de segurança (m), que pode ser estimada como 0,5m~1,0m ao estimar a altura manométrica. No entanto, deve-se ter cautela ao utilizar este valor em cálculos detalhados para evitar desvios do ponto operacional.
Vale ressaltar que para projetos de tratamento de esgoto, a principal função da bomba é aumentar a cota ao invés de distribuir água por longas distâncias. A tubulação de distribuição de água é geralmente curta e a perda por atrito ao longo da tubulação é insignificante.
Portanto, a perda de carga só precisa ser calculada com base na perda de resistência local. A fórmula de cálculo específica é a seguinte:
hx=ξx·[(Vx^2)/(2g)]
Onde,
x-1, 2 (1 tubo de sucção, 2 tubos de descarga);
h-soma das perdas de carga locais (m);
ξ-soma dos coeficientes de resistência locais;
v-velocidade do fluxo na tubulação (calculada com base na vazão da bomba e no diâmetro da tubulação);
g-aceleração da gravidade, 9,81 m/s².
Deve-se observar que se for utilizada uma bomba submersível, a perda de carga no tubo de sucção h1 (1 tubo de sucção) pode ser desconsiderada.
Princípios para seleção de bombas
Geralmente, os fabricantes de bombas fornecem curvas características de elevação-de fluxo (H-Q) e curvas de eficiência-de fluxo (η-Q) para cada bomba que produzem. Para cada projeto específico, são calculadas a elevação necessária da bomba (Hc) e a vazão (Qc), representadas por um ponto de coordenada específico C no diagrama acima.
Os princípios para selecionar uma bomba são os seguintes:
1) A curva H-Q da bomba selecionada deve atender simultaneamente aos requisitos de vazão e altura manométrica.
Idealmente, o ponto C deveria cair na curva, mas isso é raro em projetos reais. Nesses casos, a altura manométrica do ponto de operação da bomba deve ser ligeiramente superior à altura manométrica projetada, garantindo ao mesmo tempo a vazão (a curva H-Q da bomba selecionada precisa ser ligeiramente superior ao ponto C exigido).
2) Geralmente, o ponto de operação da bomba não será o seu ponto de maior eficiência, mas deve estar próximo dele para garantir uma operação eficiente (Qc deve estar próximo ao pico da curva η-Q).
Além disso, como o nível de água no tanque muda durante a operação da bomba, a bomba ou unidade de bomba deve operar dentro de sua zona de alta-eficiência durante essas mudanças.
