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Ponto de operação da bomba: por que a vazão cai quando o tanque sobe
O ponto de operação da bomba é o cruzamento da curva da bomba com a curva do sistema: H_bomba(Q) = H_est + hf(Q). Se a altura estática sobe, a curva do sistema sobe junto e o cruzamento escorrega para a esquerda, com menos vazão.
Arraste o tanque de recalque para cima e para baixo. A bomba é a mesma; o que muda é a cota do topo da tubulação de recalque, e com ela a altura que a bomba precisa vencer.
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1. Ao subir o tanque de recalque, a vazão da bomba…
2. A altura estática é medida do nível da sucção até…
3. AMT é…
Por que isso acontece
Setas comparam com o ponto inicial (Hest = 15 m). Termos em destaque mudaram.
Altura manométrica total
A altura estática vai do nível da sucção até o ponto mais alto da tubulação de recalque. A bomba eleva a água até essa crista continuamente, durante toda a operação; dali a água desce até a descarga livre, que tem ar na saída, e essa descida não devolve altura para a bomba. Por isso o nível do tanque de recalque não altera Hest.
Perda de carga (Darcy-Weisbach)
A perda cresce com o quadrado da velocidade. Menos vazão, menos velocidade, muito menos perda.
Ponto de operação
A bomba só trabalha onde as duas curvas se cruzam. A curva da bomba cai com a vazão; se o sistema pede mais altura, o cruzamento só acontece com menos vazão.
O que o PIT-01 mede
Bernoulli entre a tomada do PIT e o topo da tubulação: Δz = ztopo − zPIT. Subir o tanque aumenta Δz mais do que a perda diminui, e a leitura sobe. Com ρ fixa, cerca de 10,2 mca equivalem a 1 bar.
Bomba didática com curva ilustrativa.
Fórmulas em texto
- Altura manométrica total
AMT = H_est + hf com H_est = z_topo - z_succao- AMT = altura manométrica total (m) · H_est = altura estática (m) · hf = perda de carga na tubulação (m) · z_topo = cota do ponto mais alto do recalque (m) · z_succao = nível do tanque de sucção (m)
- Perda de carga (Darcy-Weisbach)
hf = f * (L / D) * v^2 / (2 * g) com v = Q / A- f = fator de atrito de Darcy (-) · L = comprimento da tubulação (m) · D = diâmetro interno (m) · v = velocidade média (m/s) · Q = vazão (m3/s) · A = área da seção (m2) · g = 9,81 m/s2
- Ponto de operação
H_bomba(Q) = H_est + hf(Q)- H_bomba(Q) = altura da curva da bomba na vazão Q (m) · H_est + hf(Q) = curva do sistema (m)
- Transmissor de pressão no recalque
p = rho * g * (dz + hf - v^2 / (2 * g))- p = pressão manométrica na tomada (Pa) · rho = massa específica (kg/m3) · dz = z_topo - z_tomada (m) · hf = perda da tomada até o topo da tubulação (m)
Perguntas frequentes
Como achar o ponto de operação de uma bomba?
Desenhe a curva da bomba (altura x vazão) e a curva do sistema H_est + hf(Q) no mesmo gráfico. A bomba opera no cruzamento, porque só ali a altura que ela entrega é igual à que o sistema pede.
Por que a vazão da bomba cai quando a altura estática aumenta?
Mais altura estática desloca toda a curva do sistema para cima. Como a curva de uma bomba centrífuga cai com a vazão, o novo cruzamento acontece com menos vazão e mais altura.
Qual a diferença entre altura estática e altura manométrica total?
A altura estática é só o desnível a vencer, do nível da sucção até o ponto mais alto do recalque. A AMT soma a perda de carga: AMT = H_est + hf.
O que acontece se a altura estática igualar a altura de shutoff?
A igualdade só vale em Q = 0. A bomba gira, mas não entrega vazão, e aquece se ficar muito tempo assim.