Termos e informações de referência úteis sobre bombas e equipamentos de bombeamento. Relação entre altura manométrica e pressão Operação de bombas paralelas e em série

Os sistemas de aquecimento devem ser testados quanto à resistência à pressão

Neste artigo, você aprenderá o que é estático e pressão dinâmica sistemas de aquecimento, por que é necessário e como difere. Serão também consideradas as razões do seu aumento e diminuição e os métodos para a sua eliminação. Além disso, falaremos sobre como vários sistemas de aquecimento de pressão são testados e métodos para esse teste.

Tipos de pressão no sistema de aquecimento

Existem dois tipos:

• estatística;
• dinâmico.

Qual é a pressão estática de um sistema de aquecimento? Isto é o que é criado sob a influência da gravidade. A água sob seu próprio peso pressiona as paredes do sistema com uma força proporcional à altura a que sobe. A partir de 10 metros este indicador é igual a 1 atmosfera. Em sistemas estatísticos, não são utilizados sopradores de fluxo e o refrigerante circula por tubos e radiadores por gravidade. Estes são sistemas abertos. Pressão máxima em sistema aberto o aquecimento é de cerca de 1,5 atmosferas. EM construção moderna tais métodos praticamente não são utilizados, mesmo na instalação de circuitos autônomos Casas de campo. Isso se deve ao fato de que para tal esquema de circulação é necessário utilizar tubos de grande diâmetro. Não é esteticamente agradável e caro.

A pressão dinâmica no sistema de aquecimento pode ser ajustada

Pressão dinâmica em Sistema fechado o aquecimento é criado por um aumento artificial na vazão do refrigerante usando bomba elétrica. Por exemplo, se estamos falando de arranha-céus ou grandes rodovias. Embora, agora mesmo em residências particulares, bombas sejam usadas na instalação de aquecimento.

Importante! É sobre sobre o excesso de pressão sem levar em conta a pressão atmosférica.

Cada um dos sistemas de aquecimento tem sua própria resistência à tração permitida. Em outras palavras, pode suportar uma carga diferente. Para descobrir o que pressão de operação num sistema de aquecimento fechado, é necessário adicionar um dinâmico, bombeado por bombas, ao estático criado por uma coluna de água. Para operação correta sistema, o manômetro deve estar estável. Um manômetro é um dispositivo mecânico que mede a força com que a água se move em um sistema de aquecimento. Consiste em uma mola, uma flecha e uma balança. Os medidores são instalados em locais importantes. Graças a eles, você poderá saber qual é a pressão de trabalho no sistema de aquecimento, bem como identificar defeitos na tubulação durante o diagnóstico.

Quedas de pressão

Para compensar as quedas, equipamentos adicionais são incorporados ao circuito:

1. tanque de expansão;
2. válvula de liberação de refrigerante de emergência;
3. saídas de ar.

Teste de ar - a pressão de teste do sistema de aquecimento é aumentada para 1,5 bar, depois reduzida para 1 bar e deixada por cinco minutos. Neste caso, as perdas não devem ultrapassar 0,1 bar.

Teste com água - a pressão é aumentada para pelo menos 2 bar. Talvez mais. Depende da pressão de trabalho. A pressão máxima de funcionamento do sistema de aquecimento deve ser multiplicada por 1,5. Durante cinco minutos, a perda não deve exceder 0,2 bar.

painel

Teste hidrostático a frio - 15 minutos a 10 bar de pressão, perda não superior a 0,1 bar. Teste a quente - aumento da temperatura no circuito para 60 graus durante sete horas.

Testado com água, bombeando 2,5 bar. Além disso, são verificados aquecedores de água (3-4 bar) e unidades de bombeamento.

Rede de aquecimento

A pressão permitida no sistema de aquecimento é gradualmente aumentada para um nível superior ao de trabalho em 1,25, mas não inferior a 16 bar.

Com base nos resultados dos testes, é elaborado um ato, que é um documento que comprova as afirmações nele contidas. características de desempenho. Estes incluem, em particular, a pressão de trabalho.

13ª palestra.

13. FUNCIONAMENTO DE BOMBAS NA REDE.

14.1. Equilíbrio da pressão de fluxo em uma tubulação com bomba incluída.

14.2. Pressão estática da instalação.

14.4. Características da bomba.

14.4.1 Vácuo na linha de sucção.

14.5. Controle de fluxo da bomba.

14.6. Problemas com o funcionamento das bombas da rede.

14.7. Controle de alimentação unidade de bombeamento.

14.1. Equilíbrio da pressão de fluxo em uma tubulação com uma bomba incluída nela.

Ao trabalhar em rede, as bombas são consideradas fontes que transportam energia para o líquido, enquanto o processo de trabalho das bombas não é considerado.

Para solucionar problemas de funcionamento das bombas da rede, utiliza-se o equilíbrio das pressões de vazão na tubulação com a bomba nela incluída.

Com o movimento constante do fluido na tubulação, a inclusão de uma bomba nela como fonte de energia altera a equação de equilíbrio de pressão.

A altura manométrica da bomba é a soma da diferença entre as alturas manométricas nos pontos final e inicial mais as perdas do ponto inicial ao ponto final (Fig. 14.1). A altura manométrica da bomba é a energia fornecida pela bomba por unidade de peso do líquido bombeado.

H n + H 1 = H 2 + ∑ hp 1-2, (14.3)

H n + H1- h p.sol = H2+ tem. ,

Onde H1 E H2 - total de cabeças fluxo nas seções inicial 1 e 2 finais do pipeline, ∑ h p1-2 = h p.s. + tem. - a soma das perdas de pressão na tubulação entre as seções 1 e 2, ou seja, na sucção h p.sol - e canal de pressão tem. .

A altura manométrica da bomba é gasta no aumento da pressão do fluxo e na superação da resistência hidráulica na tubulação.

As cabeças H 1 e H 2 são as pressões no ponto 1 e no ponto 2. A equação de altura manométrica (14.1) não leva em consideração a perda entre a abertura de sucção e descarga e (14.1) é uma equação simplificada de equilíbrio de altura manométrica.

14. 2. Cabeça estática da instalação.

A rede na qual a bomba opera pode ser uma tubulação simples ou complexa e, em alguns casos, também inclui motores hidráulicos que convertem a energia hidráulica transmitida ao fluxo pela bomba em trabalho mecânico útil.

O esquema da unidade de bombeamento quando a bomba está operando em uma tubulação simples é mostrado na fig. 14.1. A bomba bombeia líquido do tanque receptor A para o tanque de pressão B através de uma tubulação composta por tubos de sucção e descarga.

A altura estática da instalação é a diferença entre as alturas hidrostáticas do líquido nos tanques de pressão e receptores:

(14.3)

Se a pressão nas superfícies livres do líquido nos tanques for igual à atmosférica, como para a instalação mostrada na Fig. 14.1, cabeça estáticaé a diferença nos níveis de líquido nos tanques: , ou seja, a altura do líquido na instalação.

Se a pressão nos tanques durante o funcionamento da bomba não for igual à pressão atmosférica, consulte a fig. 14.2, por exemplo, há vácuo no tanque de abastecimento e vácuo no tanque de pressão. sobrepressão maior que a pressão atmosférica, a pressão estática é igual à diferença entre os níveis piezométricos nos tanques. Cabeça estática de instalação

14.3. A pressão necessária da unidade de bombeamento.

A pressão necessária da instalação Ncons é a energia que deve ser transmitida ao peso unitário do líquido para movê-lo do tanque receptor para o tanque de pressão através da tubulação da instalação a uma determinada vazão .

14.3.1. Quando a bomba estiver funcionando em uma tubulação longa, negligencie pressão de baixa velocidade em tanques e pressão de saída, Nós temos

(14.4)

Onde ∑ tem. = hp.sol.+ hp.n. - soma das perdas de pressão:

hp.sun. - na linha de sucção, incluindo a perda na entrada da tubulação de sucção;

hp.n. – na linha de pressão, incluindo a perda ao deixá-la no tanque de pressão.

14.3.2. Quando a bomba está operando em uma tubulação equipada com um bocal de extremidade convergente (Fig. 14.3), a altura manométrica na saída do bocal é comparável à perda ao longo do comprimento nas tubulações e deve ser levada em consideração na equação para a cabeça necessária.

A pressão necessária quando se leva em conta a pressão dinâmica é igual a

(14.5)

Onde V2/2 g - altura manométrica de velocidade na saída da tubulação de pressão (assumindo regime turbulento, para o qual α = 1). Se as perdas de sucção fossem significativas, elas teriam que ser levadas em consideração. Portanto, os diâmetros das tubulações de sucção as tornam maiores que as de pressão, existem normas para vazão nas tubulações de sucção e pressão.

14.3.3. No estado estacionário de operação da instalação, quando a vazão no sistema de tubulação não muda com o tempo, a pressão desenvolvida pela bomba é igual a pressão necessária configurações:

Hn = Npotr (14.6)

14.4. Características da bomba.

As características da bomba a uma determinada velocidade são os seguintes indicadores:

abastecimento (volume de líquido movimentado pela bomba por unidade de tempo) P(m3/s),

pressão H (J/N =m)

potência do motor consumida pela bomba Nd, (C)

A potência útil da bomba é igual a energia transmitida por unidade de tempo ao fluxo de fluido, definida como o produtoN seg =Qn *ρgHn,

A eficiência da bomba é igual à razão entre a potência útil da bomba Npn à energia consumida pela bomba, ou seja, Poder do motor Ndv:

(14.7)

Visão aproximada as características da bomba são mostradas na Fig.14.6. Normalmente, a característica é dada na forma de um gráfico ou de uma tabela.

14.5 Vácuo na linha de sucção.

A altura manométrica da bomba, com alimentação conhecida, pode ser medida através dos manômetros V e M instalados em suas seções de entrada e saída (Fig. 14.5).

Quando a bomba está localizada acima do nível de recebimento, aberta para a atmosfera, ocorre um vácuo na seção de entrada da bomba (excesso de pressão Pvs< 0). Выделив подчеркиванием в уравнении 14.9 величины составляющие разряжение, получим значение вакуума во всасывающем патрубке насоса V:

O valor do vácuo V na entrada da bomba é determinado pela altura da coluna de líquido para movimento constante na linha de sucção, se a pressão acima do líquido no tanque receptor for atmosférica.

Cada modo de operação da bomba nesta instalação corresponde à "altura manométrica de sucção a vácuo permitida - Nvak.dop "(valor de vácuo permitido): N vac.dop ≤ Rato , ou seja H vac.adicional<0.

Valor Nvac.add. depende, em um determinado modo de operação da bomba, da pressão de vapor do líquido e da pressão atmosférica.

O vácuo na porta de sucção deve ser menor que a "cabeça de sucção a vácuo permitida": V ≤ H vac.perm. , ou seja, menor que o vácuo permitido, o que garante a ausência de fenômenos de cavitação na bomba. Na Figura 14.5, isso pode ser entendido no sentido de que a soma V ≤ H vac.perm.

Uma vez que esta condição também deve ser atendida durante a operação da bomba V ≤ Nvac.adm. , usando a fórmula (14.10), a cabeça geométrica de sucção permitida da bomba é determinada Zvs.adm. . Se Zvs.adm.< 0 a bomba deve estar localizada abaixo do nível do tanque receptor).

14.6. A operação da bomba na rede. Determinação do ponto de operação.

Quando a bomba está ligada à rede, é necessário determinar o ponto de funcionamento ou o ponto de funcionamento conjunto da bomba e da instalação, ou seja, gasoduto.

A característica de instalação está definida e o consumo de vazão Q requerido, de acordo com as características da instalação, selecione uma bomba para o consumo de vazão Q requerido.

Metodologia de construção de um ponto de trabalho.

1. A origem das coordenadas Q - H está localizada no nível piezométrico do tanque receptor (alimentação), este nível é escolhido como origem da pressão.

2. No plano coordenado Н-Q, a característica da bomba Hн = f(Q) é construída. Geralmente é especificado graficamente ou tabularmente.

3. É construída uma característica da instalação. A característica da instalação é a soma do Hst da carga estática e das características da tubulação - ∑ HP:

no qual ∑ HP- característica da tubulação ou dependência da perda total de pressão na tubulação em relação ao fluxo, incluindo perdas nas tubulações de sucção e descarga.

4. O ponto de operação da instalação é o ponto de intersecção das características da bomba e da tubulação. De acordo com o ponto de trabalho, são encontrados os valores de consumo e consumo de H.

5. No estado estacionário de operação, os valores encontrados no ponto de intersecção Qcont = Qn, Hcont = Hn são os iniciais para seleção da bomba e do motor para acionar a bomba.

A localização do tanque receptor pode ser definida em três opções: 1) Нst>0; 2) Hst = 0; 3) Nº< 0, что отмечено на рис.14.6. В зависимости от характеристики установки положение рабочей точки будет разным.

A característica da tubulação depende do modo de movimento do líquido na tubulação.

No modo turbulento, a característica do gasoduto está próxima de uma dependência quadrática ∑ h p =k*2º trimestre. O coeficiente de resistência da tubulação k é igual à soma dos coeficientes k das linhas de sucção e pressão k n:

k =k sol +sabe,

cada um dos quais é expresso pela fórmula .

As quantidades incluídas em k são constantes, ou são dadas como tal na primeira aproximação, se alguma delas for desconhecida, mais frequentemente que outras, isso se aplica a λ. O valor de λ é dado e um gráfico das características do pipeline é traçado na forma de uma parábola.

A característica da instalação é construída deslocando-a ao longo do eixo de pressão pelo valor Nst, no Hst = 0 a característica do setup passa pela origem das coordenadas e neste caso tem a forma

Нн = ∑ HP.

Neste caso, no ponto de funcionamento da bomba, a pressão é totalmente gasta na superação da resistência hidráulica do sistema. Este tipo inclui plantas de circulação, onde os níveis de admissão e pressão coincidem (Fig. 14.7).

No Rua H< 0 (o nível de pressão é inferior ao nível de entrada), o líquido pode fluir para o tanque inferior por gravidade na quantidade de Qc, e a bomba é usada se uma vazão maior que Qnz > Controle de qualidade (ver fig. 14.7).

Se o movimento na tubulação for laminar, a característica da tubulação é expressa pela fórmula ∑ HP = k* P , em que o coeficiente k do pipeline é igual a

14.7. Controle de fluxo da bomba.

A curva de desempenho de uma bomba centrífuga é classificada para operação econômica e de longo prazo. No entanto, torna-se necessário alterar as características da bomba de acordo com os requisitos da instalação que está a ser criada. Existem vários métodos para regular os parâmetros de uma unidade de bombeamento.

14.7.1. Controle de fluxo alterando a velocidade da bomba

O recálculo das características de uma bomba de palhetas ao alterar a rotação do motor (Fig. 14.8) é realizado utilizando as leis da proporcionalidade, expressando as propriedades de tais modos de operação esta bomba em velocidades diferentes. Este método altera as características da bomba e ponto de operação move-se ao longo de uma determinada característica constante da instalação (Fig. 14.8).

Os pontos de cada família de regimes semelhantes estão nas coordenadas Qn-H de uma parábola quadrática cujo vértice está na origem, esta é uma parábola de regimes semelhantes. (Fig. 14.8).

Ao usar as leis da proporcionalidade em relação ao fluxo, pressão, potência, são feitas as seguintes suposições.

1. Acredita-se que os modos semelhantes comparados estão na zona de auto-similaridade turbulenta e a mudança no número de Reynolds não afeta a distribuição das velocidades nos canais da bomba e seus coeficientes de arrasto.

2. Supõe-se que para tais modos os valores da eficiência da bomba podem ser aproximadamente os mesmos (η 1 = η 2).

3. Supõe-se que a bomba opera com o mesmo líquido (ρ 1 = ρ 2).

14.7.2. Método para determinação da nova velocidade da bomba centrífuga caso seja necessário alterar sua alimentação (Fig. 14.9) .

Dado: a) característica da bomba a n rpm; b) características da tubulação (instalação). c) O ponto A de sua intersecção é o ponto de operação do sistema: Qn e Hn - vazão e pressão da bomba para este ponto de operação.

É necessário determinar a nova velocidade da bomba n x , no qual a oferta Q I aumentará (ou diminuirá) em m%.

Método para determinar a frequência.

1. As características da bomba e da tubulação são construídas (Fig. 14.9a e 14.9b).

2. Com base na variação dada no avanço (em ± m%), encontramos o valor de Q I e traçamos esse valor no eixo x.

3. Desenhe uma linha vertical Q I até a intersecção com característica do gasoduto, obtemos um novo ponto de operação B (Q I e H I) da instalação. A característica da bomba deve passar por este ponto na velocidade desejada n x .

4. Determinamos o coeficiente da parábola de modos semelhantes pelos valores de Q I e H I .

5. Construímos uma parábola de modos semelhantes H par.p.r = k * Q 2 e encontramos o ponto de sua intersecção com a característica da bomba - C.

6. Com base nos valores de Q II e H II no ponto C, determinamos o número de rotações da bomba usando fórmulas de similaridade.

14.7.1. Regulação do abastecimento da unidade elevatória pelo método de estrangulamento.

O fluxo de uma bomba centrífuga (palhetas) pode ser controlado por estrangulamento instalando um acelerador com resistência variável (válvula, válvula, válvula, etc.) na tubulação. Quando a abertura do acelerador muda, a característica da instalação muda (a inclinação da característica da tubulação) e o ponto de operação se move ao longo de uma determinada característica da bomba (Fig. 14.10). Este método de controle de alimentação está associado a perdas adicionais de energia no acelerador e, portanto, não é econômico.

O fluxo das bombas de palhetas também pode ser controlado desviando o líquido da linha de pressão para a sucção (ou tanque receptor) através de um tubo de desvio com acelerador ajustável.

14.9. Controle de fluxo usando uma linha de bypass.

Na fig. 14.11 dá uma solução para o problema de funcionamento de uma bomba centrífuga em uma instalação equipada com um tubo de derivação, através do qual, para regular a vazão da bomba, o líquido é desviado da linha de pressão para a linha de sucção.

1. A característica da bomba e o valor da vazão necessária Qcons são definidos.

2. A partir de Hst constrói-se a característica da instalação Hst = Hst + h AD .

3. A característica do pipeline h = h CFB é construída.

3. É construída uma característica conjunta do gasoduto h AD +h CFB.

4. Encontra-se o ponto de operação A: na intersecção da característica h AD + h CFB com a característica da bomba, encontram-se os valores de Qn e Hn.

5. Uma linha Hn é traçada paralelamente ao eixo das abcissas, quando cruza com a característica h CFB \u003d f (Q), encontra-se t.B, em que a vazão q é determinada através linha de desvio e a vazão na linha CD - Q. Qn \u003d q + Q

14.8. Problemas com o funcionamento da bomba em um complexo (ramificado)

gasoduto.

Dois problemas de esquema são considerados: a operação de uma bomba para uma tubulação com ramificações paralelas e para uma tubulação com expansão final.

No primeiro caso, o problema é resolvido da mesma forma que quando se trabalha em uma tubulação simples, utilizando a característica total de uma tubulação complexa, incluindo a resistência de sua seção ramificada.

No segundo caso, na distribuição final, é considerado o modo de funcionamento de uma bomba centrífuga para dois tanques de pressão com níveis diferentes - a pressão hidrostática do líquido.

Dependendo das relações entre os elementos da instalação, a bomba pode bombear líquido do tanque receptor A para ambos os tanques C e B, ou pode alimentar o tanque inferior C juntamente com o tanque superior B.

A solução baseia-se na determinação do nível piezométrico no nó B, no qual é satisfeita a condição de equilíbrio das vazões nas tubulações adjacentes ao nó.

1. A característica da bomba é dada pelo gráfico.

2. O valor das perdas na tubulação de sucção h AN = hvs e na tubulação de pressão h N B = hn pode ser determinado pelas fórmulas: ∑ h p = kQ 2 , ∑ HP = k* Q.

3. Usando essas fórmulas, você pode traçar a dependência da pressão (nível piezométrico) no nó B na vazão da bomba, subtraindo das ordenadas da característica de pressão da bomba a perda de pressão na tubulação ANB (curva H B)

H B \u003d Hn - hvs- hn.

4. Encontrado o ponto I de intersecção da linha de pressão Hv com a característica do tubo BC construído a partir do nível piezométrico no tanque C, determinamos a direção do movimento no tubo BD que conduz ao tanque superior.

Se este ponto I estiver localizado acima do nível do tanque B, a bomba alimenta ambos os tanques.

5. Neste caso, construímos a dependência da vazão total nas tubulações BC e BD do nível piezométrico no nó B, o ponto de sua intersecção com a curva Hv determina o nível piezométrico no nó B, as vazões nas tubulações e o modo de operação da bomba (ponto de operação do sistema).

6. Se o ponto de intersecção da linha Hb e BC "está localizado abaixo do nível do tanque D, este último alimenta o tanque C junto com a bomba. Neste caso (linhas tracejadas na Fig. 14.12), a dependência do fluxo total A vazão nos tubos AB e BB no nível piezométrico no nó é traçada B (somando as curvas Hb e BB para vazões); o ponto de intersecção desta curva com a característica do tubo BC' é o ponto de operação do sistema.

8. Quando várias bombas operam em paralelo ou em série, para determinar o modo de operação do sistema, você deve primeiro construir a característica total das bombas e, em seguida, encontrar o ponto de operação do sistema da maneira habitual, ou seja cruzamento das características das bombas com as características da instalação.

Para construir as características totais das bombas com sua conexão paralela, é necessário somar as características das bombas ao longo das abcissas (alimentações), e quando conectadas em série - ao longo das ordenadas (panoramas).

14.9. Trabalho bombas paralelas e consistentemente

bombas conectadas em uma tubulação simples.

Na fig. 14.14 mostra um diagrama da operação paralela de bombas centrífugas em uma tubulação simples e é fornecida uma solução gráfica para este problema.

14.10. Características de trabalho em rede de bombas de deslocamento positivo.

Para bombas volumétricas (pistão, rotativas, etc.) Qn pode ser tomado como uma primeira aproximação independente da pressão desenvolvida pela bomba Hn e proporcional à velocidade da bomba. O deslocamento de uma bomba de pistão, por exemplo, é determinado pela fórmula

onde F e S são a área e o curso do pistão; n é o número de cursos duplos do pistão por minuto (velocidade do virabrequim); z é o número de câmaras de trabalho (cilindros) da bomba; ηo - coeficiente de vazão da bomba. EM visão geral bombas de deslocamento positivo Vários tiposé expresso pela fórmula

onde W é o volume de trabalho da bomba (sua alimentação por rotação do eixo), dependendo do tipo e tamanho da bomba.

Com a aproximação indicada, as linhas de pressão Нн = f(Qн) nas características das bombas volumétricas podem ser mostradas como linhas retas verticais Qн = const, cada uma das quais corresponde a uma determinada velocidade da bomba (Fig. 14.16). Na verdade, a vazão de qualquer bomba de deslocamento positivo a uma determinada velocidade diminui um pouco com o aumento da altura manométrica da bomba.

A determinação do modo de funcionamento de uma bomba volumétrica em um sistema hidráulico é realizada da mesma forma que para uma bomba de palhetas, traçando no mesmo gráfico nas coordenadas Q - H as características da bomba e do sistema hidráulico e encontrando o ponto de sua intersecção é o ponto de operação do sistema.

Como a entrega das bombas de deslocamento positivo é quase independente da altura manométrica, o método de regulação da alimentação por estrangulamento não é aplicável às bombas de deslocamento positivo (o fechamento completo do acelerador na saída da bomba de deslocamento positivo pode levar a um acidente se especial dispositivos de segurança não são fornecidos).

O controle de vazão em sistemas hidráulicos e instalações com bombas de deslocamento positivo pode ser realizado alterando a velocidade da bomba (ver Fig. 14.16) ou utilizando bombas especiais com vazão variável, nas quais o volume de trabalho W muda em movimento. , o controle de fluxo em sistemas hidráulicos com bombas de deslocamento positivo é produzido de forma menos econômica, mas a maioria de uma forma simples desviar o líquido da linha de pressão para a linha de sucção. Para tanto, são utilizados diversos aceleradores e válvulas de transbordamento ajustáveis, além de descarregadores automáticos e outros dispositivos especiais.

Na fig. 14.17 mostra o diagrama de uma unidade de bombeamento com bomba de deslocamento positivo e tubo de derivação equipado com acelerador ajustável.

Para determinar o modo de operação da bomba a uma determinada pressão Po no tanque de pressão e alguma abertura do acelerador, você pode usar a construção gráfica mostrada na Fig. 14.13. Ao resolver um problema semelhante com uma bomba de palhetas, o tubo de desvio foi considerado como um ramal da tubulação, no qual opera uma bomba com uma determinada característica.

Em alguns casos, outra forma de resolver este problema é mais conveniente, em que o tubo bypass é considerado como elemento adicional a própria bomba, trocando-a característica operacional. Tendo traçado no gráfico geral nas coordenadas Q-H a característica da bomba e a característica do tubo de derivação, segue-se da primeira subtrair a segunda em termos de custos; para isso, é necessário quando valores diferentes da altura manométrica da bomba, subtraia os fluxos no tubo de derivação da sua vazão (uma vez que a altura manométrica disponível do tubo de derivação é igual à altura manométrica da bomba).

A curva AB resultante representa o desempenho da bomba juntamente com o tubo de derivação. A intersecção desta curva com as características do sistema hidráulico (a curva LD determina o ponto de operação do sistema (ponto B), ou seja, as vazões Q no tanque de pressão e no tubo de derivação q, bem como a vazão Qp e a altura manométrica da bomba Hn (ponto de funcionamento da bomba C).

Com qualquer outra abertura da válvula borboleta, sua característica muda e, conseqüentemente, a característica da bomba junto com o tubo de derivação; neste caso, o ponto de operação do sistema é alterado.

Na fig. 14.18 mostra esquematicamente uma instalação com bomba volumétrica e bomba de transbordamento, cuja mola é ajustada à pressão especificada Ncalc, que determina o momento de sua abertura. O gráfico mostra a definição dos modos de operação da bomba, ou seja, encontrar pontos de operação, em três pressões diferentes no tanque de pressão.

Para determinar os modos de funcionamento da bomba, é necessário, como no diagrama anterior, subtrair da característica da bomba a característica da válvula de alívio, ou seja, obtenha a característica total da bomba junto com a válvula (linha ABC). Os pontos de intersecção desta curva com as características do sistema hidráulico nos três casos indicados determinam os pontos de funcionamento 1, II, III da bomba.

Como visto na fig. 14.18, na cabeça da bomba Hn< Нрасч (случай 3) вся подача насоса идет в напорный бак; при Н >Parte baixa (casos 1 e 2) da vazão da bomba retorna para o lado de sucção.

Aplicando os métodos analisados ​​​​para resolver problemas de funcionamento de bombas de deslocamento positivo em rede, deve-se ter em mente que as características experimentais das bombas de deslocamento positivo são geralmente dadas na forma de dependências da alimentação da bomba Qn‚ e sua eficiência em a pressão da bomba Рn (Fig. 14.19).

A pressão da bomba representa a energia fornecida pela bomba

volume unitário do líquido bombeado e está relacionado à altura manométrica da bomba pela razão

Na prática, o valor de Рн é igual ao aumento da pressão do fluido desde a sucção até os bicos de descarga da bomba. A potência útil da bomba é expressa pela fórmula

Para lidar com esta questão, analisaremos os termos básicos dos quais dependem a pressão e a pressão da bomba.

Cabeça de sucção da bomba geodésica (estática)

É definido como a diferença de nível geodésico entre a entrada da bomba e a superfície livre do líquido no reservatório mais baixo, medida em metros (m).

Altura manométrica estática (altura manométrica estática) da bomba

É definido como a diferença de nível geodésico entre a saída e o ponto mais alto do sistema hidráulico ao qual o fluido deve ser fornecido.

Perda de pressão da bomba de sucção

Estas são perdas por atrito entre o líquido e as paredes da tubulação e dependem da viscosidade do líquido, da qualidade da rugosidade superficial das paredes da tubulação e da vazão do fluido. Quando a taxa de fluxo é duplicada, a perda de pressão aumenta para a segunda potência

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Sobrepressão final da bomba

Essa é a pressão que deve estar no ponto onde o líquido deve ser fornecido.

Sobrepressão inicial da bomba

Esta é a pressão na superfície livre do líquido no ponto de entrada. Para um tanque aberto ou tanque, esta é simplesmente a pressão atmosférica (barométrica).

Uma coluna de água com 10 m de altura exerce a mesma pressão que uma coluna de mercúrio (Hg) com 0,7335 m de altura. Multiplicando a altura da coluna (pressão) pela densidade do líquido e pela aceleração da gravidade (g), obtemos o pressão em newtons por metro quadrado(N/m2) ou em pascal (Pa). Por se tratar de um valor muito pequeno, uma unidade de medida igual a 100.000 Pa, chamada bar, foi introduzida na prática de operação de bombas.

A equação pode ser resolvida em metros de altura da coluna líquida:

ρv ] g ] hv = ρHg ] g ] hHgρv ] hv = ρHg ] hHghv = hHg ]

Para lidar com esse problema, vamos analisar os termos básicos dos quais dependem a altura manométrica e a pressão da bomba." />

Conceitos cujo significado não é divulgado no manual são explicados aqui.

Pressão absoluta
A pressão absoluta é a razão entre a força que atua em uma superfície infinitesimal e a área dessa superfície:

Onde dF é a força que atua sobre uma superfície infinitesimal, dS é uma área de superfície infinitesimal.
No sistema SI, a pressão absoluta é expressa em [N/m 2 ] ou [Pa].

pressão atmosférica
A pressão atmosférica é a pressão absoluta criada pela atmosfera. O valor da pressão atmosférica é determinado por meio de barômetros, portanto seu segundo nome é barométrico.

Medidor de Vácuo
Medidor de vácuo - um dispositivo para medir pressão abaixo da pressão atmosférica. Os mais amplamente utilizados na prática são os medidores mecânicos de vácuo de mola. Devido às especificidades de seu dispositivo, os medidores de vácuo mecânicos mostram não pressão absoluta, mas rarefação (vácuo), ou seja, a quantidade pela qual a pressão absoluta é menor que a pressão atmosférica.

Altura de sucção
Elevação de sucção - a distância vertical do nível do líquido no tanque de abastecimento até a porta de sucção da bomba.

Cabeça geométrica
Em sentido estrito, a cabeça geométrica é a altura da subida do líquido, ou seja, distância vertical do nível do líquido no tanque de abastecimento até o nível no tanque de recebimento.
Em um sentido mais amplo, a cabeça geométrica é posição vertical alguma seção isolada no líquido acima de um plano de referência escolhido arbitrariamente.

Diafragma
Diafragma - instalado na tubulação dispositivo técnico com furo passante para criação e seleção de pressão diferencial do meio por redução local da seção da tubulação (estreitamento do fluxo), utilizado em conjunto com manômetro diferencial para medir a vazão de líquido na tubulação.

Manômetro diferencial (manômetro diferencial)
Manômetro diferencial - um dispositivo para medir a diferença de pressão (diferencial) em dois vários pontos espaço, utilizado para determinar o fluxo de líquido ou gás em tubulações, bem como o nível de líquido em tanques.

válvula de gaveta
válvula de gaveta - acessórios para dutos, cujo elemento de travamento se move para frente e para trás perpendicularmente à direção do fluxo do fluido. As válvulas gaveta são usadas para fechar completamente uma tubulação. Menos comumente, as válvulas são usadas para controlar o fornecimento (fluxo) de fluido, fechando parcialmente a tubulação.

Sobrepressão
A pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a atmosférica (barométrica), desde que a pressão absoluta seja maior que a atmosférica:

,

Onde p izb - excesso de pressão; p é pressão absoluta; p atm - pressão atmosférica.
O excesso de pressão é medido por meio de manômetros.

cavitação
Cavitação é a formação e colapso de bolhas de vapor em um fluxo líquido. A cavitação ocorre quando a pressão absoluta em um fluxo líquido é reduzida à sua pressão de vapor saturado. A cavitação é um fenômeno extremamente indesejável durante o funcionamento das bombas, pois é acompanhada por vibração dos elementos e tubulações da bomba, destruição das peças de trabalho da bomba.

Coeficiente resistência local x
O coeficiente de resistência local é utilizado para determinar a perda de pressão nas resistências hidráulicas locais (válvulas gaveta, curvas, filtros, válvulas, etc.). Geralmente depende do tipo de resistência, diâmetro da tubulação e regime de fluxo. Os valores numéricos do coeficiente de resistência local são fornecidos na literatura de referência. [3,4]

Coeficiente de atrito l
O coeficiente de atrito é usado para determinar a perda de carga devido ao atrito hidráulico. Geralmente depende do regime de fluxo, da rugosidade da tubulação e do diâmetro da tubulação. As seguintes fórmulas podem ser usadas para determinar o coeficiente de atrito:

Fórmula	Aplicabilidade	Área de fricção
		fluxo laminar
		hidraulicamente tubos lisos
		hidraulicamente tubos ásperos
		Automodelo (quadrático) região

onde d – diâmetro da tubulação [m]; e é a rugosidade absoluta do material do tubo [m].

Critério de Reynolds Re
O critério de Reynolds caracteriza o regime de fluxo do fluido e é determinado pela fórmula:

Onde W é a vazão do fluido [m/s]; d – diâmetro da tubulação [m]; r é a densidade do líquido [kg/m 3 ]; m - coeficiente de viscosidade dinâmica do líquido [Pa. Com].
A velocidade do fluido pode ser determinada em termos da vazão e da área da seção transversal do fluxo:

Se o fluxo flui através de um tubo circular com diâmetro d, então a área da seção transversal é igual a:

.

De acordo com o valor numérico do critério de Reynolds, pode-se julgar o modo (caráter) do fluxo do fluido:

	O fluido flui em modo laminar. O regime de fluxo laminar é caracterizado pelo movimento de partículas fluidas ao longo de trajetórias paralelas à direção geral do fluxo.
	O fluido flui em um regime transicional (turbulento fracamente desenvolvido). Este regime é caracterizado pelo aparecimento de vórtices. Um vórtice é o movimento de um grupo de partículas ao longo de uma trajetória rotacional. Devido aos vórtices, o fluxo do fluido é misturado na direção transversal. Quanto mais próximo o valor do critério de Reynolds de 10.000, mais redemoinhos.
	O fluido flui em regime turbulento. O regime turbulento é acompanhado pelo aparecimento um grande número vórtices que agitam o líquido.

Medidor de pressão
Manovacuumômetro - um dispositivo para medir pressão. O manômetro possui duas escalas. Uma escala é usada para sobrepressão e outra para vácuo. Tais dispositivos são utilizados quando a pressão a ser determinada pode estar acima ou abaixo da pressão atmosférica.

Medidor de pressão
Manômetro - um dispositivo para medir pressão acima da pressão atmosférica. Os mais amplamente utilizados na prática são os manômetros mecânicos de mola. Devido às especificidades de seu dispositivo, um manômetro mecânico não mostra pressão absoluta, mas excesso de pressão, ou seja, a quantidade pela qual a pressão absoluta é maior que a pressão atmosférica.

válvula de retenção
Válvula de retenção - elemento de tubulação que permite a passagem de fluido em apenas uma direção.

Vácuo (vácuo)
O vácuo é a diferença entre a pressão atmosférica (barométrica) e absoluta, desde que a pressão absoluta seja menor que a atmosférica:

,

Onde p vac é rarefação; p é pressão absoluta; p atm - pressão atmosférica. A magnitude do vácuo é medida usando medidores de vácuo.

Cabeça estática
Ao revisar rede de gasodutos A carga estática é a energia por 1 N de fluido que deve ser gasta para que o fluido seja mantido imóvel na rede de dutos. A pressão estática da rede de dutos mais simples é determinada pela fórmula:

,

Onde H g é a cabeça geométrica; P 2 - pressão no tanque receptor; P 1 - pressão no tanque de abastecimento.
Não é difícil perceber que quanto maior a pressão no tanque receptor, ou seja, Quanto maior for o reservatório onde o líquido será bombeado, maior deverá ser a altura manométrica estática para neutralizar essa pressão.

Pressão total, estática e dinâmica

Quando o ar se move ao longo de explosivos em qualquer seção transversal, distinguem-se 3 tipos de pressão:

estático,

dinâmico,

Pressão estática determina a energia potencial de 1 m 3 de ar na seção considerada. É igual à pressão nas paredes do duto. .

pressão dinâmica- energia cinética do fluxo, relativa a 1 m 3 de ar.

- densidade do ar,

Velocidade do ar, m/s.

Pressão total igual à soma da pressão estática e dinâmica.

É habitual utilizar o valor do excesso de pressão, tomando a pressão atmosférica ao nível do sistema como um zero condicional. Nas condutas de ar de descarga, a sobrepressão total e estática é sempre “+”, ou seja, pressão > . Nos dutos de sucção a sobrepressão total e estática é “-”.

Medição de pressão em dutos de ventilação

A pressão no explosivo é medida usando um tubo pneumométrico e alguns equipamento de medição: micromanômetro ou outro dispositivo.

Para duto de fornecimento de ar:

pressão estática - tubo Pressão estática ao tanque do micromanômetro;

pressão total - tubo pressão total ao tanque do micromanômetro;

Para duto de sucção:

pressão estática - tubo de pressão estática para o capilar do manômetro;

pressão total - tubo de pressão total para o capilar do micromanômetro;

pressão dinâmica - um tubo de pressão total para o tanque e pressão estática - para o capilar do micromanômetro.

Esquemas de medição de pressão em dutos de ar.

Bilhete número 10

Perda de pressão em sistemas de ventilação

Ao se mover ao longo do explosivo, o ar perde energia para superar diversas resistências, ou seja, ocorrem perdas de pressão.

Perda de pressão por fricção

é o coeficiente de resistência ao atrito. Depende do modo de movimento do fluido através do duto.

Viscosidade cinemática, dependente da temperatura.

No modo laminar:

durante o movimento turbulento depende da rugosidade da superfície do tubo. Várias fórmulas são usadas e a fórmula Altshul é amplamente conhecida:

é a rugosidade equivalente absoluta do material superfície interior duto de ar, mm.

Para chapa de aço 0,1mm; lajes de concreto silicatado 1,5 mm; tijolo 4 mm, gesso na grade 10 mm

Perda de pressão específica

Nos cálculos de engenharia, são utilizadas tabelas especiais que fornecem valores para um duto redondo. Para dutos de ar feitos de outros materiais, um fator de correção é introduzido e igual.