São as curvas fornecidas pelo fabricante e que geralmente representam: H_B=f(Q); h_B=f(Q); NPSH_r=f(Q) e N_B=f(Q).

O levantamento das curvas características das bombas são realizadas pelo fabricante do equipamento,em bancos de prova equipados para tal serviço.

De uma maneira simplificada, as curvas são traçadas da seguinte forma, conforme esquema abaixo.

Considerando-se que:

- p_e seja a pressão de entrada no flange de sucção da bomba;

- p_s seja a pressão de saída no flange de descarga da bomba;

- a bomba em questão esteja com um diâmetro de rotor conhecido;

- exista uma válvula situada logo após a boca de recalque da bomba, com a finalidade de controle de vazão;

- exista um medidor de vazão, seja ele qual for, para obtermos os valores da vazão em cada instante.

1 - Coloca-se a bomba em funcionamento, com a válvula de descarga totalmente fechada (Q = 0); determina-se a pressão desenvolvida pela bomba, que será igual a pressão de descarga menos a pressão de sucção. Com essa pressão diferencial, obtém-se a carga (ou altura) manométrica desenvolvida pela bomba, através da fórmula:

Essa altura é normalmente conhecida como altura no "shutoff", ou seja, altura desenvolvida pela bomba correspondente a vazão zero, a qual chamaremos de H_B0.

2 - Abre-se parcialmente a válvula, obtendo-se assim uma nova vazão, determinada pelo medidor de vazão, a qual chamaremos de Q₁ e procede-se de maneira análoga a anterior, para determinarmos a nova carga (ou altura) desenvolvida pela bomba nesta nova condição, a qual chamaremos de H_B1.

3 - Abre-se um pouco mais a válvula, obtendo-se assim uma vazão Q₂ e uma carga (ou altura) H_B2, da mesma forma que as anteriormente descritas.

4 - Continuando o processo algumas vezes, obtemos outros pontos de vazão e carga (ou altura), com os quais plotaremos em um gráfico, onde no eixo das abscissas ou eixo horizontal, os valores das vazões e no eixo das ordenadas ou eixo vertical, os valores das cargas manométricas.

Normalmente, os fabricantes alteram os diâmetros de rotores para um mesmo equipamento, obtendo-se assim a curva característica da bomba com uma família de diâmetros de rotores, como mostrado abaixo.

TIPOS DE CURVAS CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS

Dependendo do tipo de bomba, da largura dos rotores, da quantidade de pás dos rotores, do ângulo de inclinação destas pás, as curvas características das bombas, também chamadas de curvas características do rotor, podem se apresentar de várias formas, como mostram as figuras abaixo.

1. CURVA TIPO ESTÁVEL OU TIPO RISING

   Neste tipo de curva, a altura aumenta continuamente coma diminuição da vazão. A altura correspondente a vazão nula é cerca de 10 a 20% maior que a altura para o ponto de maior eficiência.

   

2. CURVA TIPO INSTÁVEL OU TIPO DROOPING

   Nesta curva, a altura produzida com a vazão zero e menor do que as outras correspondentes a algumas vazões. Neste tipo de curva, verifica-se que para alturas superiores ao shutoff, dispomos de duas vazões diferentes, para uma mesma altura.

   

3. CURVA TIPO INCLINADO ACENTUADO OU TIPO STEEP

   É uma curva do tipo estável, em que existe uma grande diferença entre a altura desenvolvida na vazão zero (shutoff) e a desenvolvida na vazão de projeto, ou seja, cerca de 40 a 50%.

   

4. CURVA TIPO PLANA OU TIPO FLAT

   Nesta curva, a altura varia muito pouco com a vazão, desde o shutoff até o ponto de projeto.

   

5. CURVA TIPO INSTÁVEL

   É a curva na qual para uma mesma altura, corresponde duas ou mais vazões num certo trecho de instabilidade. É idêntica a curva drooping.

   

CURVA DE POTÊNCIA CONSUMIDA PELA BOMBA

Essas curvas são plotadas em um gráfico, onde no eixo das abscissas ou eixo horizontal, temos os valores de vazão (Q) e no eixo das ordenadas ou eixo vertical os valores de potência consumida (N_B ou P).

TIPOS DE CURVAS DE POTÊNCIA CONSUMIDA

As curvas de potência versus vazão também possuem características específicas de acordo com a forma que apresentam.

As bombas centrífugas se subdividem em três tipos de fluxos: de fluxo radial, axial e misto.

Para cada tipo de fluxo, verifica-se a existência de curvas de potências consumidas diferentes, conforme segue:

1. CURVA DE POTÊNCIA CONSUMIDA DE UMA BOMBA DE FLUXO MISTO OU SEMI-AXIAL

   Neste tipo de curva, a potência consumida aumenta até certo ponto, mantendo-se constante até certos valores seguintes de vazão e decresce em seguida. Esta curva tem a vantagem de não sobrecarregar o motor em qualquer ponto de trabalho, entretanto este tipo de curva não é obtido em todas bombas. Estas curvas também são chamadas de "no over loading"

   

2. CURVA DE POTÊNCIA CONSUMIDA DE UMA BOMBA DE FLUXO RADIAL

   Neste tipo de curva, a potência aumenta continuamente com a vazão. O motor deve ser dimensionado de modo que sua potência cubra todos os pontos de operação. Nos sistemas com alturas variáveis, é necessário verificar as alturas mínimas que poderão ocorrer, para se evitar o perigo de sobrecarga. Estas curvas também são chamadas "over loading".

   

3. CURVA DE POTÊNCIA CONSUMIDA DE UMA BOMBA DE FLUXO AXIAL

   Neste tipo de curva, a potência consumida é alta para para pequenas vazões e conforme o aumento de vazão, a potência diminui gradativamente.

   

CURVAS DE RENDIMENTO

Como vimos, o rendimento é obtido pela divisão da potência do fluido (ou hidráulica) pela potência consumida (ou potência da bomba).

A representação gráfica do rendimento é a seguinte:

Q_ótima é o ponto de melhor eficiência da bomba, para o rotor considerado.

CURVAS DE ISORENDIMENTO

Toda bomba apresenta limitação de rotores, ou seja, a família de rotores em uma curva característica vai desde um diâmetro máximo até um diâmetro mínimo. O diâmetro máximo é conseqüência do espaço físico existente no interior da bomba e o diâmetro mínimo é limitado hidraulicamente, ou seja, se utilizarmos diâmetros menores dos que indicados nas curvas das bombas, teríamos problemas de funcionamento da bomba, baixos valores de vazão, baixas alturas manométrica, baixos rendimentos, etc.

As curvas de rendimento das bombas, encontradas em catálogos técnicos dos fabricantes, se apresentam em alguns casos plotadas isoladamente, ou seja, o rendimento obtido para cada diâmetro de rotor em função da vazão. Em outros casos, que é o mais comum, apresentam-se plotadas sobre as curvas dos diâmetros de rotores. Esta nova representação baseia-se em plotar sobre a curva de Q x H de cada rotor, o valor do rendimento comuns para todos os demais; posteriormente unem-se os pontos de mesmo rendimento, formando assim as curvas de rendimento das bombas.

Essas curvas são também chamadas de curvas de isorendimento, representada abaixo:

CURVA DE NPSH (NET POSITIVE SUCTION HEAD)

Atualmente, toda curva característica de uma bomba, inclui a curva do NPSH requerido em função da vazão. Esta curva representa a energia mínima necessária que o líquido deve ter, em unidades absolutas, no flange de sucção da bomba, para garantir seu perfeito funcionamento.

Sua representação gráfica é a seguinte.

Portanto, as curvas características apresentadas pelos fabricantes, são obtidas nas bancadas de testes dos fabricantes, bombeando água limpa à temperatura ambiente.

Para bombeamento de fluidos com viscosidades diferentes da água, é necessário a correção destas curvas para esta nova condição de trabalho. Este assunto será abordado com mais detalhes em uma próxima unidade.

Exemplo: