O sistema é o chefe (parte 1 de 2… a parte fácil)

Jul 27, 2023

O sistema de tubulação informa à bomba onde operar em sua curva de desempenho. O sistema físico pode ser representado geograficamente por uma curva parabólica e é referido como a curva de atrito do sistema ou, mais comumente, a curva de resistência do sistema (SRC).

Eu começo meus cursos de treinamento de bomba com a afirmação de que as bombas são burras. É o sistema, não a bomba, que dita onde a bomba irá operar em sua curva de desempenho - se a bomba for capaz de operar naquele ponto.

A bomba operará onde sua curva de desempenho cruza a curva do sistema. Nem sempre sabemos onde está o ponto de interseção – e só para complicar, ele pode mudar rapidamente devido a uma infinidade de variáveis. Para obter mais informações, consulte minha coluna de agosto de 2019, "Por que sua bomba está operando fora da curva?"

O conhecimento da forma e da posição da curva do sistema é crucial para resolver vários problemas de campo. Se você é responsável pela confiabilidade da bomba e nunca tentou calcular a curva do sistema para um de seus processos, esta coluna pode servir como um impulso para iniciar sua jornada educacional.

Determinar o ponto de operação real da bomba (altura e vazão) é uma etapa crítica na solução de problemas. Se a bomba não estiver desgastada e o sistema tiver sido projetado e operado adequadamente em primeiro lugar, basta medir a pressão diferencial (cabeça) na bomba (cabeça de descarga menos cabeça de sucção = cabeça total) para aproximar a curva da bomba , mas essa informação produz apenas um ponto na curva do sistema.

Para esta coluna de duas partes, examinaremos os três principais fatores que compõem uma curva de sistema para uma única bomba centrífuga em um sistema aberto com sucção inundada. Abordarei os dois primeiros fatores (os fáceis) este mês e o atrito (o difícil) no próximo mês.

No campo, muitas vezes encontro sistemas que foram projetados corretamente, mas com o tempo, revisões foram feitas no projeto inicial sem levar em consideração a confiabilidade ou os custos de operação/manutenção de longo prazo. Infelizmente, também experimentei projetos de sistemas que estavam fadados ao fracasso desde o início. Ao resolver um problema no sistema de bombeamento, geralmente solicito uma cópia da curva do sistema ao proprietário. No entanto, é uma ocorrência rara quando o operador do sistema sabe qual é a curva do sistema e/ou onde ela está. Conseqüentemente, passamos as próximas horas "percorrendo o sistema" e desenvolvendo a curva do sistema. Mais discussão sobre "caminhar no sistema" no próximo mês.

Alguns projetistas projetam primeiro o sistema de tubulação e depois escolhem a bomba, enquanto outros fazem o oposto. Uma escolha inteligente seria fazer as duas coisas ao mesmo tempo. O processo de design do projeto ditará os parâmetros básicos do sistema e a economia (pense no tamanho ideal do tubo). As decisões relativas à vida útil do sistema devem ser guiadas pelo nível de confiabilidade exigido/desejado, equilibrado com o custo total estimado de propriedade.

A curva do sistema é composta por três fatores básicos: a carga estática (elevação), a pressão e a fricção (queda de pressão).

Simplificando, uma curva do sistema define a relação entre a perda de carga total e a taxa de fluxo.

Uma curva de carga do sistema é uma representação cartesiana (quadrante gráfico 1) da carga exigida pelo sistema em toda a faixa de vazões projetadas.

A curva do sistema exibida como um gráfico retrata a relação funcional entre a taxa de fluxo e a combinação agregada de cabeças de estática, pressão e fricção.

Na prática convencional, a taxa de fluxo (Q) é atribuída ao eixo X horizontal e a carga (H) está no eixo Y vertical. Para sistemas abertos sem retorno com sucção inundada, o cabeçote total da bomba é a soma total de todas as perdas por atrito mais o cabeçote estático e o cabeçote de pressão, mas para um sistema de circuito fechado, é simplesmente as perdas por atrito.

Tecnicamente, há um quarto componente da curva do sistema de carga de velocidade que pode ser ignorado para esta versão "101" do cálculo da curva do sistema porque em um sistema projetado adequadamente, normalmente é um fator insignificante.