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MB-1032 Bombas hidráulicas de fluxo (Classe C) Ensaios de de de desem enho e de ca cavita ão
CDU: 621.65-82:620.1
NOV./1989
ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas Sed e: Rio de Jane iro iro Av. Trez Treze e d e M aio, 13 - 28 andar CEP20003 - Ca ixa Posta l 1680 Rio d e Ja neiro - RJ Tel.: PABX PABX (021) 210-3122 Tele x: (021) 34333 ABNT- BR Endere ç o Teleg rá fico: NORMATÉCNICA º
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Método de ensaio Registrada no INMETRO como NBR 6400 NBR 3 - Norma Brasileira Registrada Origem: Projeto MB-1032/88 CB-04 - Comitê Brasileiro de Mecânica CE-04:007.01 - Comissão de Estudo de Bombas Hidráulicas MB-1032 - Centrifugal, mixed flow and axial pumps - Code for acceptance tests "Class C" - Method of test Esta Norma substitui a MB-1032/76 Esta Norma foi baseada na ISO 2548/72 Palavra-chave: Bomba hidráulica
SUMÁRIO
1 Objetivo 2 Documentos complementares 3 Definições 4 Garantias e objetivo dos ensaios 5 Organização dos ensaios 6 Procedimentos para medição de vazão, altura, velocidade de rotação e potência consumida 7 Ensaio de cavitação 8 Ensaios com outros líquidos que não a água 9 Resultados Anexo A - Garantia para bombas de produção seriada Anexo B - Perdas por atrito Anexo C - Efeito do vórtice induzido pela bomba Anexo D - Custos e repetição dos ensaios Anexo E - Itens a serem combinados Anexo F - Modelo de folha de ensaio de bomba hidráulica de fluxo
1 Objetivo 1.1 Esta Norma prescreve métodos de ensaio de desempenho e de cavitação para bombas hidráulicas de fluxo (centrífugas, axiais e mistas). 1.2 Os métodos aqui previstos são válidos para ensaios de bombas Classe C, assim entendidas as bombas de utilização corrente, onde não são requeridos os cuidados adotados nas bombas Classe A ou Classe B.
2 Documentos complementares Na aplicação desta Norma é necessário consultar:
26 páginas
EB-120 - Máquinas elétricas girantes - Motores de indução - Especificação TB-68 - Bombas hidráulicas de fluxo - Terminologia IEC Publication 51 - Recommendations for indicating electrical measuring instruments and their accessories IEC Publication 193 - International code for model acceptance tests of hydraulic turbines ISO/R 541 - Measurement of fluid flow by means of orifice plates and nozzles ISO/R 781 - Measurement of fluid by means of Venturi tubes ISO 1438 - Liquid flow measurement in open channels using thin plate weir Venturi flumes ISO 2186 - Fluid flow closed conduits - Connections for pressure signal transmissions between primary and secondary elements
3 Definições Os termos técnicos utilizados nesta Norma estão definidos de 3.1 a 3.5 e na TB-68. 3.1 Leitura
Tarefa que consiste, apenas, na obtenção de um único valor numérico, obtido de um instrumento de medição.
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3.2 Medição
4.1.2 Atendimento das garantias
Conjunto de tarefas que conduzem ao valor numérico de uma grandeza qualquer. Por exemplo, para se conhecer uma vazão, deve-se escolher, calibrar, instalar determinado instrumento e, por meio dele, efetuar leituras; eventualmente, podem-se processar valores numéricos encontrados, determinando-se seu valor médio, por exemplo.
4.1.2.1 A garantia da vazão da bomba é atendida pelo
fabricante quando, operando na altura total de elevação especificada (Hesp ) e na velocidade de rotação especificada, a vazão obtida no ensaio de desempenho (corrigida, se necessário) estiver dentro da tolerância indicada em 9.4.1. 4.1.2.2 A garantia de altura total de elevação é atendida
Resultado final de uma medição.
pelo fabricante se, operando com vazão especificada (Qesp ), a altura total de elevação obtida no ensaio de desempenho (corrigida, se necessário) estiver dentro da tolerância indicada em 9.4.1.
3.4 Oscilações
4.1.2.3 A garantia do rendimento da bomba é atendida pe-
3.3 Medida
Pequenos desvios de uma leitura, ao redor de um valor médio, ao longo do tempo durante o qual a leitura é efetuada.
lo fabricante se, operando com vazão e altura total de elevação dentro das tolerâncias indicadas em 9.4.1, o rendimento obtido no ensaio de desempenho estiver dentro das tolerâncias indicadas em 9.4.2.
3.5 Variações
4.1.2.4 Para bombas de produção seriada, não ensaiadas
Desvios que ocorrem entre leituras consecutivas da mesma grandeza.
4.1.3 Critérios de garantia
4 Garantias e objetivo dos ensaios
4.1.3.1 Garantia de vazão e altura total
4.1 Garantias 4.1.1 Objetivo das garantias
A garantia de vazão e altura total de elevação é atendida à velocidade de rotação especificada, se o valor numérico da equação indicada em 9.4.1 for maior ou igual a 1.
4.1.1.1 Deve ficar estabelecido no pedido quais as grande-
4.1.3.2 Garantia de rendimento
zas garantidas pelo fabricante e sob que condições. Geralmente, são garantidas uma ou mais das seguintes grandezas: a) vazão especificada da bomba (Qesp ); b) altura total de elevação especificada (Hesp ); c) potência absorvida pela bomba (P), ou rendimento da bomba (η), ou do conjunto bomba-acionador (nt); d) altura absoluta positiva de sucção ((NPSH)esp ). 4.1.1.2 Quaisquer que sejam as grandezas garantidas,
devem ser informadas a velocidade de rotação (ou, em alguns casos, a freqüência e a tensão da rede de alimentação elétrica) e as propriedades físicas do líquido utilizado no ensaio, caso não seja água.
individualmente, ver o Anexo A.
A garantia do rendimento é atendida à velocidade de rotação especificada, se as condições indicadas em 9.4.2 forem atingidas ou superadas. 4.1.3.3 Altura absoluta positiva de sucção requerida
Caso o ensaio de cavitação seja solicitado no pedido, as garantias indicadas em 4.1.3.1 e 4.1.3.2 devem ser obtidas sob as condições em que o (NPSH) é especificado. Estas condições nem sempre asseguram ausência de cavitação. 4.1.3.4 Velocidade de rotação
Caso o motor elétrico seja fornecido pelo fabricante da bomba e se for utilizado utili zado no ensaio, a velocidade de rotação mencionada em 4.1.2 e 4.1.3 pode ser substituída pela freqüência e tensão da rede de alimentação elétrica, utilizada no ensaio.
4.1.1.3 Nesta Norma, as garantias referem-se somente às
bombas ensaiadas conforme 5.7. Em particular, não se aplicam a:
4.2 Objetivos dos ensaios 4.2.1 Objetivo contratual dos ensaios
a) tubulações e complementos, como válvulas, etc.; 4.2.1.1 Os ensaios devem ser realizados para se obter o
b) instalações do usuário, caso estas instalações não atendam às condições relacionadas em 5.7. 4.1.1.4 O fabricante da bomba não é responsável pela
especificação das condições de serviço da bomba (Q esp , Hesp , (NPSH)d ), nem pela instalação desta a não ser que essas responsabilidades tenham sido combinadas no pedido.
desempenho das bombas e compará-lo com a garantia do fabricante. Quando o (NPSH) também é garantido, deve ser especificado no pedido se o ensaio de cavitação deve ser realizado ou não. 4.2.1.2 Se for o caso da compra de um lote, o número de
bombas a ser ensaiado deve ser combinado entre fabricante fabri cante e usuário.
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4.2.2 Abrangência do ensaio de desempenho 4.2.2.1 O ensaio de desempenho é realizado para se de-
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registradas; as demais, se o forem, devem ser declaradas como meramente informativas.
terminar o desempenho da bomba com relação à vazão, altura total de elevação, potência absorvida, etc.
5.6 Instrumentação
4.2.2.2 Podem-se obter outras informações, como o-
registradores, devem ser escolhidos quando da decisão dos métodos adotados nessas medições.
corrência de cavitação, temperatura da caixa de vedação, empuxo axial, possíveis vazamentos ou entradas de ar na caixa de vedação, sempre executando-se os ensaios na velocidade de rotação especificada. 4.2.2.3 É possível, também, medir-se o nível de ruído e
amplitude de vibração e, se for o caso, compará-los com valores prescritos em outras normas. 4.2.3 Líquido utilizado nos ensaios
O líquido utilizado nos ensaios deve ser água limpa, à temperatura ambiente, de acordo com as recomendações do Capítulo 8, a não ser que haja determinações em contrário no pedido.
5 Organização dos ensaios 5.1 Local
Os ensaios devem ser realizados nas instalações do fabricante, ou em local combinado entre fabricante e usuário.
5.6.1 Os instrumentos de medida, sejam indicadores ou
5.6.2 O responsável deve verificar a correta instalação dos
instrumentos e seu perfeito funcionamento. 5.6.3 Todos os intrumentos devem ser garantidos por
relatórios que atestem, por calibração ou comparação com outras normas, estar de acordo com os requisitos de 5.12. Esses relatórios devem estar disponíveis para apresentação, se exigidos. 5.7 Condições de ensaio (ver Anexo E) 5.7.1 Condições ideais
O fluxo através da seção de entrada da bomba deve aproximar-se o mais possível das seguintes condições ideiais: a) velocidade axial e constante, em qualquer ponto da seção; b) pressão constante, em qualquer ponto da seção.
Os ensaios só são válidos se forem atendidas integralmente as condições previstas nesta Norma.
Estas condições ideais são impossíveis de se obter completamente, não havendo necessidade absoluta de consegui-las nos ensaios prescritos nesta Norma. Entretanto, as turbulências podem ser minimizadas evitando-se curvas, reduções e descontinuidades nas proximidades das seções de medição. Geralmente, a importância destas perturbações cresce com o númerotipo K; para números-tipo superiores a 1,5, é preferível reproduzir-se as condições do local definitivo da bomba do que limitar-se às instalações normais dos ensaios. Se for este o caso, tal fato deve ficar estabelecido no pedido.
5.4 Pessoal
5.7.1.1 Pontos de tomada de pressão na entrada
5.4.1 Medições precisas dependem não somente dos
5.7.1.1.1 O ponto de tomada de pressão deve ser localiza-
5.2 Data
Quando os ensaios forem testemunhados, a data deve ser combinada entre o fabricante e o usuário, mesmo quando os ensaios forem realizados em outro local que não a fábrica. 5.3 Validade
instrumentos utilizados, mas também da habilidade dos operadores durante os ensaios. Devem ser utilizados especialistas com experiência adequada para operar e efetuar leituras em instrumentos. 5.4.2 Deve ser destacado um responsável com experiência
nesse tipo de trabalho. Normalmente, quando os ensaios são realizados na própria fábrica, o responsável pertence à própria empresa. 5.4.3 Todo o pessoal que participa das medições deve
subordinar-se ao responsável, que é encarregado de conduzir as medições, anotar as grandezas e emitir os relatórios. Todas as dúvidas ocorridas durante as medições devem ser submetidas à decisão do responsável. 5.4.4 O fabricante e o usuário devem prover a assistência
requerida pelo responsável. 5.5 Registros
Somente as variáveis, objeto de garantia, devem ser
do num trecho de tubulação do mesmo diâmetro e concêntrico com o bocal de entrada da bomba, a uma distância igual a dois diâmetros a montante do flange de entrada, conforme Figuras 1 e 2. Em nenhum caso, o ponto de tomada deve ser localizado: a) em um trecho divergente, ou a uma distância inferior a quatro diâmetros a jusante da divergência; b) no plano da curva (na curva propriamente dita ou a uma distância inferior a quatro diâmetros a jusante); no entanto, mediante acordo, o ponto de t omada de pressão pode ser localizado num ponto de uma seção transversal a 90° do plano da curva; c) a uma distância inferior a quatro diâmetros a jusante de uma redução brusca de seção ou outra descontinuidade de área de seção transversal. 5.7.1.1.2 Quando são admitidas pelo usuário medições em
situações não recomendadas por esta Norma, deve-se considerar:
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MB-1032/1989 a) se a altura total na entrada (H1) é uma grandeza importante, por exemplo, em ensaios de cavitação;
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b) a relação entre a altura dinâmica na entrada (V1 /2g) e altura total de elevação (H).
Figura 1 - Esquema para instalação de manômetros de coluna líquida para ensaios de bombas centrífugas
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Figura 2 - Esquema para instalação de manômetros tipo Bourdon para ensaios de bombas hidráulicas
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5.7.1.1.3 Caso esta relação seja menor do que 0,005 e o
valor de altura total na entrada H 1 não seja grandeza importante, pode-se utilizar a tomada de pressão localizada no próprio flange de entrada da bomba, para obter o valor de H; em caso contrário, a tomada deve ser locada a dois diâmetros a montante.
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especificada (H1esp ), ou seja, o comprimento equivalente do tubo de sucção utilizado no ensaio deve ser o mesmo da instalação final. Se o ensaio não puder ser realizado conforme esta orientação, os detalhes correspondentes devem ser combinados no pedido. 5.7.6 Perdas de altura na sucção e na descarga
5.7.1.2 Pontos de tomada de pressão na saída 5.7.1.2.1 Geralmente, a tomada de pressão é localizada na
linha de descarga, a dois diâmetros do flange de saída. 5.7.1.2.2 Para bombas cujos números-tipo são menores ou
iguais a 0,5, a tomada de pressão pode ser locada diretamente no flange do bocal de saída das bombas, desde que a 90° do plano da voluta ou outra curva existente na carcaça. 5.7.1.2.3 Para bombas com números-tipo superiores a 0,5,
o trecho reto do tubo deve ser concêntrico com o bocal da bomba e ter o mesmo diâmetro. A linha de eixo da tomada deve passar pelo eixo do tubo e estar a 90° com o plano da voluta, ou outra curva formada pela carcaça da bomba. 5.7.2 Bombas ensaiadas com conexões acopladas 5.7.2.1 Se relacionado no pedido, os ensaios devem ser
executados com a bomba e mais: a) as conexões adjacentes que serão instaladas com a bomba em seu local de serviço; ou b) uma reprodução exata dessas conexões; ou c) conexões instaladas para fins de ensaio e que fazem parte da bomba em si (ver exemplos em 5.7.3, 5.7.4, etc.).
5.7.6.1 As medições mencionadas em 4.1 referem-se aos
flanges de entrada e de saída quando, normalmente, as tomadas de pressão estão localizadas a distâncias conforme indicado em 5.7.1 até 5.7.5. Pode ser necessário acrescentar à altura total de elevação da bomba as alturas devidas às perdas ocorridas entre os pontos de medição e os flanges. 5.7.6.2 Esta correção deve ser aplicada somente se:
H j1 + H j2 ¯ 0,005.H 5.7.6.3 Se não houver obstruções na tubulação entre as
tomadas e os flanges, e se a tubulação for de seção circular constante e de eixo reto, a perda de altura deve ser calculada pela fórmula: H j = λ . 1/D . V2 /2.g 5.7.6.3.1 O valor de λ pode ser obtido de(1) :
1/ λ0,5 = 2.log10 (2,51/Re . λ0,5 + k/3,7.D) Onde: Re = V.D/ υ k/D = rugosidade absoluta/diâmetro interno 5.7.6.4 O Anexo B indica como verificar se a correção de-
5.7.2.2 As tomadas na entrada e na saída do conjunto
ve ser aplicada e como calculá-la, se necessário.
bomba-conexões devem estar de acordo com 5.11.2 e 5.11.3.
5.7.6.5 Se a tubulação contiver obstruções ou não for de
5.7.3 Bombas com motor submerso
seção circular constante, a correção deve ser combinada entre fabricante e usuário.
Caso uma bomba ou conjunto bomba-conexões seja ensaiada ou instalada em condições tais que não seja possível atender-se às condições normalizadas para as tomadas de entrada e de saída, como descritas em 5.7.1, por motivos de acessibilidade ou de submergência, as medidas devem ser efetuadas conforme 6.2.2.3 e 6.2.3.3.
5.8 Velocidade de rotação durante o ensaio
5.7.4 Bombas verticais de eixo prolongado
5.8.1 As diferenças de velocidade de rotação admissíveis,
Estas bombas, normalmente, não podem ser ensaiadas com seus comprimentos de eixo normais; como conseqüência, a perda de altura, na entrada do trecho suprimido, e a correspondente potência não podem ser obtidas. O empuxo axial nos mancais também é ligeiramente inferior durante o ensaio, se comparado com a instalação final. 5.7.5 Bombas auto-escorvantes
Em princípio, a característica auto-escorvante dessas bombas deve ser verificada com a altura total na entrada (1)
A diferença percentual entre as velocidades de rotação especificada e a de ensaio é calculada pela fórmula: 100. (n - nesp )/ nesp para que sejam válidas as conversões para as condições especificadas de vazão e de altura total de elevação, são + 20% e - 50%. 5.8.2 Da mesma forma, as diferenças de velocidade de
rotação admissíveis no cálculo do rendimento são ± 20%, para potências máximas absorvidas pelas bombas até 100 kW. Acima desta potência, as diferenças admissíveis são + 20% e - 50%. Nota: Para bombas tipo monobloco, a variação do rendimento do motor, em função da velocidade de rotação diferente da especificada, deve ser combinada por ocasião do pedido.
Para valores da rugosidade k, pode-se adotar a Tabela 10, de acordo com o “Mechanical Engineers Handbook”, Edition 1958.
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5.8.3 Em ensaios de cavitação, a diferença percentual da
5.11 Oscilações
velocidade de rotação pode ser de ± 20%, desde que a vazão durante o ensaio varie entre 0,5 e 1,2 da vazão de maior rendimento.
5.11.1 Oscilações admissíveis nas leituras e uso de amortecimento
Nota: Para ensaios realizados conforme 7.1.1.1, as tolerâncias anteriormente mencionadas são sempre permitidas; para ensaios realizados conforme 7.1.1.2, as tolerâncias podem ser permitidas para bombas com números-tipo menores ou iguais a dois. Para bombas com números-tipo superiores a dois, deve haver acordo entre fabricante e usuári o.
5.11.1.1 Quando o projeto e a operação de uma bomba são
5.9 Controle de altura total de elevação
5.11.1.2 A fim de reduzir a amplitude das oscilações, pode-
O controle de altura total de elevação pode ser obtido, entre outros métodos, pela restrição de fluxo na entrada, na saída ou em ambos. Se o controle for realizado na entrada, deve-se evitar a ocorrência de cavitação ou entrada de ar, o que pode afetar a operação da bomba (ver 7.1.2), ou introduzir erros na medição da vazão, ou ambos (ver 6.1.3). 5.10 Execução dos ensaios 5.10.1 A duração dos ensaios deve ser suficiente para se
obter resultados confiáveis, levando-se sempre em consideração a precisão a ser conseguida. Se forem efetuadas diversas leituras da mesma grandeza com a finalidade de reduzir a margem de erros, as leituras devem ocorrer a intervalos de tempos iguais.
tais que provocam grandes oscilações, as medições de vazão devem ser efetuadas em instrumentos integradores, durante pelo menos um ciclo completo da oscilação. A calibração destes instrumentos deve ser efetuada conforme requerido pela presente Norma. se recorrer ao amortecimento nas linhas de impulso dos instrumentos, de modo a restringir aquela amplitude aos valores da Tabela 1. Tabela 1 - Amplitudes máximas admissíveis
Medição de
Amplitude
vazão, altura total, torque, potência,
± 6%
velocidade de rotação
± 2%
Notas: a) Quando uma variação de 6% na medição da vazão resultar numa variação calculada na altura total da elevação em 12%, pode-se admitir, como decorrência, uma amplitude de 12% na variação da altura.
5.10.2 Se, por qualquer razão, for necessário determinar-
b) No caso das medidas de altura total de elevação na entrada e na saída, a oscilação admissível indicada na Tabela 1 é aplicável para a altura total (H2 - H1).
se o desempenho acima de1,2 vez a vazão especificada, deve-se medir um número razoável de pontos (acima de 5), de modo a obterem-se as grandezas dentro dos limites de erro estabelecidos em 5.11.
c) Havendo possibilidade do amortecimento prejudicar a precisão das medições, os ensaios devem ser realizados utilizando-se dispositivos de amortecimento iguais, por exemplo, orifícios ou tubos capilares iguais.
5.10.3 Todas as leituras devem ser obtidas em condições
de regime permanente, como indicado em 5.11. Se o regime permanente não for conseguido, deve haver um acordo entre fabricante e usuário. 5.10.4 Se a potência do acionador utilizado no ensaio não
for suficiente e se tal fato obrigar a utilização de velocidade de rotação substancialmente mais baixa, as variáveis garantidas podem ser convertidas conforme 5.8.1, 5.8.2, 5.8.3, 9.2.1 ou 9.2.2. 5.10.5 Para verificar o ponto de operação garantida, devem
5.11.2 Número de observações 5.11.2.1 Condições estáveis
Em regime permanente, deve ser registrada somente uma seqüência de leituras. A seqüência deve ser considerada válida somente se as oscilações forem inferiores aos valores indicados nas Tabelas 1 e 2. Tabela 2 - Diferenças admissíveis entre leituras distintas da mesma grandeza (baseadas num intervalo de confiança de 95%)
ser registradas três medidas: uma o mais próximo possível do ponto e as restantes próximas, uma maior e a outra menor. 5.10.6 Os relatórios de ensaio devem dar origem a duas
cópias: uma para o usuário e outra para o fabricante; todos os relatórios e gráficos devem ser rubricados pelo responsável pelos ensaios e representantes de ambas as partes. 5.10.7 A avaliação dos resultados pelo responsável deve
ocorrer simultaneamente ao desenvolvimento dos ensaios e, em qualquer caso, antes da desmontagem da instrumentação, de modo que qualquer medida em dúvida possa ser repetida sem demora.
Conjunto de leituras
Diferenças admissíveis entre a maior e a menor leitura, em % Vazão, altura, torque, potência, rendimento
Velocidade de rotação
3
1,8
1,0
5
3,5
2,0
7
4,5
2,7
9
5,0
3,3
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5.11.2.2 Condições instáveis 5.11.2.2.1 Em casos onde a instabilidade coloca em dúvi-
da a precisão do ensaio, deve ser adotado o seguinte procedimento: a) obter diversas séries de leituras no ponto garantido, permitindo-se controle apenas de velocidade de rotação e temperatura; a válvula de controle de vazão, nível de água, injeção na caixa de vedação, água de balanceamento, ajustes, etc. devem ficar inalterados. As diferenças entre essas séries de leituras da mesma grandeza darão uma indicação da estabilidade das condições de ensaio, as quais são influenciadas, ainda que parcialmente, pela bomba e pela instalação; b) deve ser obtido um mínimo de três séries de leituras, devendo ser anotados os valores individuais e os correspondentes rendimentos da bomba. As diferenças percentuais entre os valores máximos e mínimos devem ser inferiores às da Tabela 2. São permitidas tolerâncias maiores, quando o número de séries aumenta, até o máximo de nove; c) estas tolerâncias são previstas para assegurar que os erros ocasionais, juntamente com os sistemáticos, cujos limites são indicados na Tabela 3, resultem em erros globais menores do que os da Tabela 4; Tabela 3 - Erros sistemáticos admissíveis
Grandeza
Erro admissível %
Vazão, altura total de elevação, potência absorvida pela bomba
± 2,5
Potência absorvida pelo motor (para obtenção de ηt), rendimento do motor
± 2,0
Velocidade de rotação
± 1,4
d) a média aritmética de todas as grandezas deve ser considerada como o valor representativo, para efeitos do ensaio; e) se os valores indicados na Tabela 2 não puderem ser alcançados, as causas devem ser pesquisadas, devendo-se iniciar nova série de leituras, rejeitando-se a antiga. Nenhuma leitura individual ou conjunto de leituras de determinada série deve ser descartada, mesmo que as diferenças sejam superiores às da Tabela 2; f) em casos onde ocorram diferenças excessivas não devidas a erros de instrumentos ou procedimentos incorretos, e quando essas diferenças não puderem ser eliminadas, as diferenças admissíveis devem ser calculadas por análise estatística. 5.12 Precisão das medidas 5.12.1 Os erros admissíveis recomendados neste Capítu-
lo são válidos para as grandezas assinaladas nas Tabelas 3 e 4, entendendo-se como erro a diferença entre o valor encontrado no ensaio e o valor verdadeiro (ver 9.4). 5.12.2 Esta Norma indica os métodos de medição usuais e
os instrumentos que devem ser usados para a obtenção de vazões, alturas manométricas totais na entrada e na saída, velocidades de rotação e potências. 5.12.2.1 Podem ser utilizados quaisquer instrumentos des-
de que, quando calibrados corretamente, demonstrem não apresentar erros sistemáticos superiores aos da Tabela 3. Os instrumentos e procedimentos devem ser combinados entre o fabricante e o usuário, caso difiram dos prescritos na presente Norma.
6 Procedimentos para medição de vazão, altura, velocidade de rotação e potência consumida 6.1 Medição de vazão 6.1.1 Método de pesagem
Nota: Se os erros sistemáticos adm issíveis, indicados na Tab ela 3, não forem ultrapassados, os erros globais (sistemáticos e ocasionais) não devem exceder os valores da Tabela 4.
Tabela 4 - Erros globais admissíveis
Grandeza
Erro admissível %
6.1.1.1 Este método mede apenas o valor médio da vazão
da bomba, durante determinado período de tempo. 6.1.1.2 É sujeito a erros na medição da massa, do tempo e
da densidade; pode haver erros durante a operação de desviar ou interromper a corrente para o tanque de medição. 6.1.1.3 A norma “IEC Publication 193” indica a precisão
alcançada por este método.
Vazão, altura total de elevação, potência absorvida pela bomba, potência absorvida pelo acionador (para obtenção de ηt )
± 3,5
Velocidade de rotação
± 2,0
Rendimento global (calculado a partir da vazão, altura total de elevação e potência absorvida pelo motor)
valor médio, durante determinado período de tempo. O volume do tanque deve ser obtido por calibração, pesando-se um líquido de densidade completa.
± 4,5
6.1.2.2 Os tanques ao ar livre devem ser adequadamente
Rendimento da bomba
± 5,0
6.1.2.3 Em casos de tanques com grandes dimensões ao
6.1.2 Método volumétrico 6.1.2.1 Este método, como o precedente, mede apenas o
protegidos de modo a evitar-se a influência do vento ou da chuva na medição do nível. ar livre, este método é, em geral, sujeito a erros na medi-
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ção do nível, que pode não ser constante. Nestes casos, os níveis devem ser medidos ao mesmo tempo em, pelo menos, quatro locações distintas, ao longo da superfície da água no tanque.
6.1.4.2 Para efeitos desta Norma, a menor divisão de esca-
6.1.2.4 Os níveis podem ser medidos através de prumos,
6.2 Medição de altura total de elevação
flutuadores, piezômetros ou outros instrumentos com a precisão requerida. 6.1.2.5 A norma “IEC Publication 193” indica a precisão
alcançada por este método.
la de qualquer instrumento utilizado para medição de altura total de elevação deve corresponder a uma variação de vazão de 1,5, no máximo.
6.2.1 Pontos de tomada de pressão e linhas de impulso 6.2.1.1 Os pontos de tomada de pressão devem estar de
6.1.3 Métodos da placa de orifício, tubo Venturi e bocal
acordo com a Figura 3, devem ser livres de rebarbas e irregularidades, não devem ter projeções e devem ter eixo perpendicular à superfície interna do tubo.
6.1.3.1 A medição da vazão pode ser obtida utilizando-se
6.2.1.2 O diâmetro interno do orifício do ponto de tomada
dispositivos projetados e instalados conforme ISO/R 541, no caso de placas de orifício e bocais, e ISO/R 781, no caso de tubos Venturi. Os comprimentos retos mínimos necessários a montante dos dispositivos podem ser obtidos nas Tabelas 1 da ISO/R 541 e ISO/R 781, respectivamente. 6.1.3.2 Para efeitos desta Norma, a bomba deve ser
considerada equivalente a uma curva de 90°, no que diz respeito à turbulência provocada, considerando-se a voluta ou último estágio como pertencente ao plano da curva. 6.1.3.3 As características destes dispositivos devem ser
calculadas utilizando-se as normas ISO, até que sejam preparadas Normas Brasileiras a respeito; a calibração desses dispositivos não é necessária. 6.1.3.4 Devem ser tomadas precauções para evitar entra-
das de ar ou cavitação nestes dispositivos ou em suas linhas de impulso, especialmente na válvula de controle de vazão. A presença de ar é usualmente revelada abrindo-se as válvulas de respiro dos dispositivos. 6.1.3.5 Os manômetros utilizados para medição de pres-
são diferencial devem ser do tipo coluna líquida e estar de acordo com 6.2.6. A ISO 2186 indica como devem ser instaladas as linhas de impulso.
deve estar compreendido entre 2 mm e 6 mm, ou deve ser igual a 1/10 do diâmetro interno do tubo, devendo-se adotar o menor. O comprimento do orifício do ponto de tomada deve ser igual ou superior a duas vezes o seu diâmetro. 6.2.1.3 A superfície interna do tubo na região dos pontos de
tomada deve ser limpa, lisa e quimicamente inerte em relação ao líquido bombeado. Qualquer pintura ou revestimento, eventualmente aplicados, devem estar intactos. Se o tubo contiver costura longitudinal, o ponto de tomada deve ser locado tão longe quanto possível da solda. 6.2.1.4 As linhas de impulso do instrumento medidor de
pressão diferencial e, eventualmente, do dispositivo do amortecimento devem ter diâmetro interno igual ou superior ao diâmetro do orifício do ponto de tomada. Toda a tubulação deve ser isenta de vazamentos. 6.2.1.5 É recomendada a utilização de tubos transparen-
tes, a fim de visualizar a eventual presença de ar nas linhas de impulso. A ISO 2186 indica como devem ser instaladas as linhas de impulso. 6.2.2 Altura total na entrada da bomba (ver Anexo C)
6.1.4 Vertedouros
6.2.2.1 Instalação de acordo com 5.7.1.1
6.1.4.1 A ISO 1438 apresenta recomendações para a
6.2.2.1.1 Este tipo de instalação e o correspondente for-
construção e instalação de vertedouros.
mulário são indicados nas Figuras 1 e 2.
Figura 3 - Dimensionamento dos orifícios dos pontos de tomada de pressão
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6.2.2.2 Instalação de acordo com 5.7.2
6.2.3.2 Instalações de acordo com 5.7.2
6.2.2.2.1 Quando as bombas são ensaiadas em conjunto
6.2.3.2.1 Quando as bombas são ensaiadas em conjunto
com os acessórios usados em seu local de trabalho definitivo ou com os que fazem parte da instalação de ensaio, as recomendações de 6.2.2.1 devem ser aplicadas ao flange extremo e não ao flange de entrada da bomba.
com conexões, em seu local de trabalho definitivo ou na fábrica, as recomendações de 6.2.3.1 devem ser aplicadas ao flange da conexão e não ao flange de saída da bomba.
6.2.2.2.2 Este procedimento debita à bomba a perda de al-
6.2.3.2.2 Este procedimento debita à bomba a perda de
tura causada por acessórios instalados na sucção desta.
altura causada por conexões no lado da descarga.
6.2.2.3 Instalações de acordo com 5.7.3 e 5.7.4
6.2.3.3 Instalações de acordo com 5.7.3 e 5.7.4
6.2.2.3.1 A altura total na entrada da bomba é medida a
6.2.3.3.1 As instalações e o correspondente formulário são
partir do plano da superfície do líquido no reservatório de sucção mais a altura de pressão referida àquela superfície.
indicados na Figura 4. Entretanto, se a bomba descarrega em um reservatório, a altura total na saída é medida a partir do plano da superfície livre deste reservatório mais a altura de pressão referida àquela superfície.
6.2.2.3.2 Este procedimento debita à bomba a perda de
altura causada por conexões no lado da sucção. 6.2.3.3.2 Este procedimento debita à bomba a perda de 6.2.3 Altura total na saída da bomba
altura causada por conexões no lado da descarga.
6.2.3.1 Instalações de acordo com 5.7.1.2
6.2.4 Altura total na entrada e na saída - Casos especiais
As instalações e o correspondente formulário são indicados nas Figuras 1 e 2.
Em alguns casos, é necessário admitir-se exceções às regras anteriormente mencionadas.
Figura 4 - Esquema para instalação de manômetros tipo Bourdon para ensaios de bombas de poço Nota: Estas figuras mostram apenas os princípios de funcionamento, mas não os detalhes técnicos completos da instalação.
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6.2.4.1 Bombas ensaiadas conforme suas instalações definitivas
Nestes casos, as perdas de altura por atrit o entre os pontos de medição e os flanges de entrada ou de saída das bombas devem ser determinadas conforme o método indicado em 5.7.6, corrigidas pela soma das diferenças entre as alturas estáticas, alturas dinâmicas e alturas de pressão. 6.2.4.2 Bombas com entradas ou saídas inacessíveis
Se as entradas ou saídas ou ambas são inacessíveis, deve ser seguido o procedimento anterior para medição de altura total. Em certos casos, as perdas de altura por atrito, como indicado em 5.7.6 e 6.2.4.1, devem ser levadas em consideração.
11
6.2.5.2 Entretanto, em alguns casos, a altura total pode ser
medida usando-se instrumentos de pressão diferencial. Este tipo de instalação e o correspondente formulário são indicados na Figura 5. 6.2.6 Instrumentos para medição de pressão 6.2.6.1 Manômetro de coluna líquida 6.2.6.1.1 Não é necessário calibração. 6.2.6.1.2 A distância mínima entre duas graduações deve
ser 1 mm. Deve ser evitada a utilização desse tipo de instrumento para colunas inferiores a 50 mm de água. Se não for possível, devem ser tomadas precauções a fim de se diminuírem os erros de medição. A altura da coluna pode ser modificada, escolhendo-se um líquido com massa específica menor que 1,00.
6.2.4.3 Bombas com motor submerso 6.2.6.1.3 Para alturas inferiores a 100 mm, o diâmetro
A medição da altura total na saída deve ser entendida como enquadrada em 5.7.2, já que o flange da saída da bomba, por razões práticas, está localizado a determinada distância da bomba em si, precedido de determinado comprimento de trecho reto ou de curva.
externo do tubo do manômetro de coluna líquida deve ser de 6 mm, para mercúrio, e 10 mm, para água ou outros líquidos, no mínimo. 6.2.6.1.4 O líquido manométrico deve ser mantido puro, de
6.2.4.4 Bombas verticais de eixo prolongado
modo a se evitar erros devidos à variação da tensão superficial.
6.2.4.4.1 Neste caso, as perdas de altura entre as tomadas
6.2.6.1.5 O projeto dos manômetros deve ser tal que sejam
de pressão e os flanges de entrada e de saída devem ser determinadas de acordo com 5.7.6 e o Anexo B.
minimizados erros de paralaxe. Os manômetros de coluna líquida podem ter uma das extremidades aberta (para baixas pressões) ou fechada; neste caso, o ar fica comprimido nos dois ramos.
6.2.4.4.2 As perdas de altura na sucção são causadas,
principalmente, pelo crivo de entrada, pela válvula de retenção (válvula de pé) e pela tubulação de sucção. Todas essas perdas devem resultar o mais próximo possível do combinado entre fabricante e usuário, qualquer que tenha sido o fornecedor desses acessórios (fabricante ou usuário). Caso seja impraticável medir essas perdas de altura, deve haver entendimento entre as partes para a escolha das tabelas de perdas aplicáveis ao caso. 6.2.4.4.3 As perdas de altura na descarga resultam da re-
6.2.6.1.6 A utilização do manômetro de coluna é mostrada
esquematicamente nas Figuras 1 e 5. 6.2.6.1.7 As conexões entre os tubos onde são efetuadas
as medidas e os manômetros devem ser executadas conforme esquematizado na Figura 1. Não devem ocorrer descontinuidades (por exemplo, através de bolsas de ar decorrentes de falhas de sangria) nos tubos de impulso, desde as tomadas até os manômetros.
sistência ao escoamento na coluna e na curva de saída. 6.2.6.2 Manômetros tipo Bourdon 6.2.4.4.4 Como as bombas de poço, geralmente, não são
ensaiadas com seus comprimentos de eixo normais, a menos que o ensaio seja realizado na instalação definitiva, as perdas de altura por atrito devem ser calculadas segundo critérios aceitos por fabricantes e usuários e utilizadas na correção do resultado dos ensaios.
Quando este tipo de manômetro é utilizado para medição da pressão na entrada ou saída da bomba, é recomendado que o espaçamento entre duas graduações consecutivas da escala esteja compreendido entre 1,5 mm e 3,0 mm, e que esta diferença corresponda a menos de 5% da altura manométrica total da bomba.
6.2.4.4.5 Caso seja necessário confirmar estes resultados,
através de outros ensaios realizados na instalação definitiva do usuário, deve haver entendimentos prévios entre fabricante e usuário neste sentido. Para ensaios em instalações conforme 5.7.2 e 5.7.4, as garantias do fabricante devem estender-se também às conexões. 6.2.5 Altura total 6.2.5.1 A altura total da bomba é calculada de acordo com
a fórmula seguinte: (p2 - p1) / ρ . g + (v22 - v12 ) / 2.g + (z2 - z1)
6.3 Medição de velocidade de rotação 6.3.1 A velocidade de rotação deve ser medida através da
contagem do número de rotações durante determinado período de tempo, por meio de um tacômetro de leitura direta. 6.3.2 Quando a velocidade de rotação não puder ser me-
dida diretamente (por exemplo, em bombas submersas), pode ser determinada indiretamente conhecendo-se a freqüência, a tensão da rede e o escorregamento do motor.
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Figura 5 - Medição direta da altura total de elevação
6.4 Medição de potência absorvida
6.4.2 Medição de potência elétrica absorvida
A potência absorvida pela bomba pode ser calculada através da velocidade de rotação e do conjugado, ou através da medição da potência elétrica absorvida pelo motor de rendimento conhecido acoplado à bomba.
6.4.2.1 Quando a potência elétrica absorvida pelo motor,
acoplado diretamente à bomba, é utilizada para determinação da potência absorvida pela bomba, devem ser observados os seguintes pontos:
6.4.1 Medição de conjugado
a) o motor deve ser utilizado em condições tais que seu rendimento seja conhecido com precisão;
O conjugado deve ser medido em dinamômetro apropriado que atenda às recomendações de 5.11.
b) o rendimento do motor deve ser determinado de acordo com EB-120.
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6.4.2.2 A potência elétrica absorvida pelo motor deve ser
medida utilizando-se o método dos dois wattímetros, no caso de motores de corrente alternada. Podem-se utilizar dois wattímetros de um elemento de corrente ou um wattímetro com dois elementos ou, então, um wattímetro de um elemento com as respectivas chaves de comutação.
positiva absoluta de sucção requerida pela bomba ((NPSH)r ) é igual ou inferior à altura disponível ((NPSH)d ) ou inferior à altura especificada ((NPSH)esp ) pelo usuário. Os ensaios de cavitação, em nenhum caso, devem ser utilizados com a finalidade de se prever ausência de erosão provocada por cavitação, durante o tempo de vida útil das bombas.
6.4.2.3 Caso o motor seja de corrente contínua, devem ser
utilizados um wattímetro ou amperímetro e um voltímetro.
7.1.1 Tipos de ensaio
6.4.2.4 Os tipos e graus de precisão requeridos pelos ins-
Existem dois tipos distintos de ensaios de cavitação:
trumentos elétricos devem atender às recomendações da IEC Publication 51. 6.4.2.5 Quando a potência elétrica absorvida pelo motor a-
coplado a um redutor ou quando a velocidade de rotação e conjugado no eixo entre o motor e o redutor são medidas para fins de garantia, deve ficar determinado no pedido como calcular as perdas do redutor. 6.4.3 Bombas com extremidades inacessíveis 6.4.3.1 No caso de unidades compactas (por exemplo:
bombas com motor submerso ou bombas monobloco, ou unidades separadas mas com rendimento do conjunto garantido), a potência da unidade deve ser medida nos terminais do motor, se acessíveis. 6.4.3.2 No caso de bombas com motor submerso, a medi-
ção deve ser efetuada nas extremidades acessíveis dos cabos; devem ser levadas em consideração as perdas de tensão nos cabos que devem ser estabelecidas no pedido. O rendimento obtido deve ser o da unidade em si, excluindo-se as perdas nos cabos e eventuais dispositivos de partida. 6.4.4 Bombas de poço 6.4.4.1 Neste caso, a potência consumida pelo mancal de
7.1.1.1 Para verificar a não-ocorrência de cavitação, no ponto de serviço da bomba (Q 085; H085)
O ensaio é realizado à vazão especificada (Q esp ) e em condições de igualdade de ((NPSH) d ), ou seja, o ((NPSH)d ) do ensaio deve ser o mesmo do usuário. A bomba é considerada livre de cavitação se outra medição com ((NPSH)d ) mais elevado fornecer a mesma altura total de elevação (H), à mesma vazão especificada (Qesp ). 7.1.1.2 Para provocar cavitação, reduzindo-se o (NPSH) /, até que apareçam alterações mensuráveis no desempenho da bomba
Qualquer que tenha sido o tipo de ensaio escolhido, no pedido deve ser acordado qual o critério de aceitação a ser utilizado, que deve ser um dos seguintes: a) queda máxima de 3% + x% na altura total de elevação (H) ou no rendimento da bomba (η), à determinada vazão indicada pelo usuário; ou b) queda máxima de 3% + x% na vazão da bomba (Q) ou no rendimento da bomba (η), à determinada altura total de elevação (H) indicada pelo usuário, onde x = (número-tipo) /2.
escora e pelos mancais intermediários deve ser levada em consideração.
Notas: a) O valor resultante para o (NPSH)U deve ser igual ou inferior a ((NPSH)G) ou ((NPSH)HVS).
6.4.4.2 Como as bombas verticais de eixo prolongado,
b) Quando do estabelecimento do mencionado critério, devem ser levados em consideração o tipo de bomba, número de estágios, propriedades físicas do líquido bombeado, materiais de construção e as condições de serviçoesperadas.
normalmente, não são ensaiadas com seus comprimentos de eixo normais, a menos que o ensaio seja realizado no local definitivo, as perdas de potência no mancal de escora e nos mancais intermediários devem ser estimadas pelo fabricante e informadas ao usuário. 6.5 Medição do rendimento do conjunto bombaacionador
7.1.2 Métodos de variação do (NPSH) /
Podem ser utilizados os métodos descritos a seguir.
Para a medição do rendimento do conjunto bomba-acionador, devem ser medidas apenas a potência útil fornecida pela bomba e a potência absorvida pelo acionador, mantendo-se o acionador nas condições especificadas no pedido. Neste ensaio, não é possível determinar-se as potências consumidas individualmente por equipamentos como redutores de velocidade, por exemplo.
7.1.2.1 A bomba é instalada em sistema fechado, onde a
7 Ensaio de cavitação
7.1.2.1.2 Devem ser previstas facilidades para aquecer ou
7.1 Geral
Caso o ensaio de cavitação seja relacionado no pedido, deve ser efetuado ensaio para se determinar se a altura
altura total na entrada da bomba (H1) é alterada, variandose a pressão na entrada (p), ou a temperatura do líquido, até que ocorra cavitação (Figura 6). 7.1.2.1.1 Pode ocorrer cavitação a montante ou a jusante
das válvulas de controle utilizadas neste método, o que exige uma escolha cuidadosa do tipo da válvula. resfriar o líquido, de modo a manter-se a temperatura desejada. Deve ser previsto, igualmente, um vaso de dimensões adequadas com a finalidade de separar os gases ou vapores eventualmente presentes na sucção da bomba; o mencionado vaso deve ser de utilização obri-
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Figura 6 - Variação do (NPSH) através de circuito fechado
gatória, quando se tratar de bomba especificada para serviços com água desaerada. 7.1.2.1.3 Devem ser previstos eliminadores de turbulência
internos ao vaso, caso a velocidade média no interior deste seja superior a 0,25 m/s. 7.1.2.2 A bomba succiona o líquido de um tanque aberto,
cujo nível pode ser variado, através de tubulação livre de obstáculos (Figura 7). 7.1.2.3 A pressão na entrada da bomba (p 1) é variada
através de válvula de controle manual, instalada na tubulação de sucção, a uma cota mais baixa possível (Figura 8).
7.1.2.3.1 A eventual ocorrência de cavitação nesta válvula
de controle pode ser evitada através da utilização de uma segunda ou mais válvulas, ou outros dispositivos em série. Opcionalmente, pode-se instalar uma única válvula de controle, imediatamente a montante do vaso separador de gases (ou de tubo de grande diâmetro), vaso este instalado entre a válvula e a entrada da bomba. Devem ser previstos meios para extração de ar, principalmente se a altura na entrada da bomba (H1) for pequena. 7.1.2.3.2 Se a válvula de controle operar parcialmente
fechada e se situar a uma distância inferior a 12 diâmetros do flange de entrada da bomba, deve ser verificado se a tubulação está cheia de líquido, no ponto de tomada de pressão na entrada da bomba.
7.2 Determinação do (NPSH)r requerido pela bomba
Os ensaios descritos em 7.1.1 devem ser conduzidos em instalações como as indicadas nas Figuras 6, 7, 8 e 9. É possível utilizar instalações combinadas, embora, por razão de dificuldades práticas, o normal seja a utilização de apenas um tipo. 7.3 Limite de erro na determinação do (NPSH)r 7.3.1 Deve ser fixado em 5,3% ou 0,2 m, o que for maior,
desde que a medição de pressão na entrada da bomba tenha sido efetuada com manômetros de coluna líquida. 7.3.2 Casos de ensaios efetuados a altas temperaturas ou
próximas do ponto de ebulição devem ser acordados com detalhes no pedido. 7.4 Medição da altura total de elevação, vazão, velocidade de rotação, potência consumida (se necessário) e pressão de vapor 7.4.1 As recomendações do Capítulo 6, quanto às medi-
ções de alturas totais de elevação, vazões, velocidades de rotação e potências consumidas, aplicam-se aos ensaios de cavitação. Caso as condições de ensaio sejam instáveis a ponto de se recomendar a repetição de medidas, são admissíveis variações no valor do ((NPSH)r ) até um máximo de 1,5 vez os valores citados na Tabela 2 ou 0,2 m, o que for maior.
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Figura 7 - Variação do (NPSH) através do controle do nível de líquido
7.4.2 Devem-se tomar precauções para evitar que a medi-
ção de vazão seja afetada pela cavitação, bem como evitar a entrada de ar falso através de juntas e gaxetas.
Figura 8 - Variação do (NPSH) através de válvula de controle na entrada
Tabela 5 - Características da água
Características
Unidade
determinada com precisão compatível com os limites de erro indicados em 7.3. Para a obtenção da pressão de vapor em tabelas, a medição da temperatura do líquido deve ser efetuada com suficiente precisão.
Temperatura Viscosidade cinemática Massa específica Sólidos em suspensão Sólidos dissolvidos
°C 2 m/s kg/m3 kg/m3 kg/m3
7.4.4 O elemento sensível do medidor de temperatura deve
8.1.2 Os gases dissolvidos não devem ter atingido os
7.4.3 A pressão de vapor do líquido de ensaio deve ser
ser instalado a mais do que 1/8 do diâmetro interno do tubo de entrada, a partir da sua parede interna. Caso o elemento sensível seja mergulhado a um comprimento inferior ao recomendado por seu fabricante, pode tornarse necessário efetuar calibração do instrumento, à profundidade de imersão efetiva. 7.4.5 Devem-se tomar precauções para evitar que o medi-
Máx. 40 1,75 x 10 1100 2,5 50
-6
pontos de saturação correspondentes: a) para circuitos abertos, à pressão e temperatura da água, na entrada da bomba; b) para circuitos fechados, à pressão e temperatura existentes no vaso.
dor de temperatura cause erros na medição da pressão na entrada da bomba.
8.2 Características de líquidos bombeados para os quais são aceitáveis ensaios com água
8 Ensaios com outros líquidos que não a água
8.2.1 Bombas previstas para serviços com outros líquidos
O desempenho de uma bomba pode variar substancialmente com a natureza do líquido bombeado. Apesar de não ser possível estabelecer regras gerais de correspondência entre os desempenhos em ensaios com água fria e ensaios com outros líquidos, é necessário que as partes estabeleçam regras empíricas para atendimento de casos particulares a partir de ensaios com água. 8.1 Características da água 8.1.1 As características da água devem estar nos limites
indicados na Tabela 5.
podem ser ensaiadas com água, caso os líquidos obedeçam às especificações da Tabela 6, com resultados de vazão, altura e rendimento sem necessidade de correção. Tabela 6 - Características de líquidos equivalentes à água fria e limpa
Características
Unid.
Mín.
Máx.
Viscosidade cinemática Massa específica Sólidos em suspensão
m2/s kg/m3 kg/m3
s/limite 450 -
10 x 10-6 2000 5,0
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Figura 9 - Métodos para determinação do (NPSH)r para
M B -1 0 3 2 / 1 9 8 9
H/H = (3 + X)%
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8.2.2 Os gases dissolvidos não devem ter atingido os
pontos de saturação correspondentes: a) para circuitos abertos, à pressão e temperatura do líquido, na entrada da bomba; b) para circuitos fechados, à pressão e temperatura existentes no vaso. 8.2.3 Ensaios com líquidos fora das condições anterior-
aos casos em que a freqüência da rede durante os ensaios não varie mais do que 1% da freqüência nominal. Caso a variação da tensão seja inferior a 5% da tensão especificada na grandeza sob garantia, não há necessidade de se aplicar as fórmulas de conversão. 9.2.1.5 Se as mencionadas tolerâncias de 1% (freqüência)
e 5% (tensão) forem superadas, deve haver acordo entre usuário e fabricante.
mente estipuladas devem ser objeto de acordos específicos.
9.2.2 Ensaios realizados com (NPSH) diferentes dos exigidos na garantia
8.2.4 Não havendo acordo em contrário, os ensaios de
9.2.2.1 A avaliação de desempenho das bombas ensaiadas
cavitação devem ser realizados com água.
9 Resultados 9.1 Informações necessárias para a análise
com (NPSH)d mais elevados, com a intenção de simular o desempenho a (NPSH)d mais baixos, não pode ser admitida, mesmo após as conversões para valores de velocidade de rotação dentro dos limites permitidos. 9.2.2.2 O contrário, no entanto, é válido, desde que as ve-
As informações necessárias para a verificação das grandezas garantidas pelo fabricante devem ser as indicadas em 4.1.
locidades de rotação estejam dentro dos limites previstos em 5.8.3 e que a ausência de cavitação tenha sido constatada conforme 7.1.1.1.
9.2 Conversão dos resultados para os valores especificados
9.3 Imprecisões nas medições
A mencionada conversão tem por objetivo determinar se os valores garantidos foram conseguidos, caso os ensaios tenham sido conduzidos sob as condições exigidas na garantia.
Todas as medições são sujeitas a imprecisões, mesmo que os procedimentos e instrumentos utilizados obedeçam às regras aqui estabelecidas. Os limites de erro para as bombas Classe C são os da Tabela 4.
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8.2.2 Os gases dissolvidos não devem ter atingido os
pontos de saturação correspondentes: a) para circuitos abertos, à pressão e temperatura do líquido, na entrada da bomba; b) para circuitos fechados, à pressão e temperatura existentes no vaso. 8.2.3 Ensaios com líquidos fora das condições anterior-
aos casos em que a freqüência da rede durante os ensaios não varie mais do que 1% da freqüência nominal. Caso a variação da tensão seja inferior a 5% da tensão especificada na grandeza sob garantia, não há necessidade de se aplicar as fórmulas de conversão. 9.2.1.5 Se as mencionadas tolerâncias de 1% (freqüência)
e 5% (tensão) forem superadas, deve haver acordo entre usuário e fabricante.
mente estipuladas devem ser objeto de acordos específicos.
9.2.2 Ensaios realizados com (NPSH) diferentes dos exigidos na garantia
8.2.4 Não havendo acordo em contrário, os ensaios de
9.2.2.1 A avaliação de desempenho das bombas ensaiadas
cavitação devem ser realizados com água.
9 Resultados 9.1 Informações necessárias para a análise
com (NPSH)d mais elevados, com a intenção de simular o desempenho a (NPSH)d mais baixos, não pode ser admitida, mesmo após as conversões para valores de velocidade de rotação dentro dos limites permitidos. 9.2.2.2 O contrário, no entanto, é válido, desde que as ve-
As informações necessárias para a verificação das grandezas garantidas pelo fabricante devem ser as indicadas em 4.1.
locidades de rotação estejam dentro dos limites previstos em 5.8.3 e que a ausência de cavitação tenha sido constatada conforme 7.1.1.1.
9.2 Conversão dos resultados para os valores especificados
9.3 Imprecisões nas medições
A mencionada conversão tem por objetivo determinar se os valores garantidos foram conseguidos, caso os ensaios tenham sido conduzidos sob as condições exigidas na garantia. 9.2.1 Conversão dos resultados em função da velocidade de rotação 9.2.1.1 Todos os resultados obtidos à velocidade de rota-
Todas as medições são sujeitas a imprecisões, mesmo que os procedimentos e instrumentos utilizados obedeçam às regras aqui estabelecidas. Os limites de erro para as bombas Classe C são os da Tabela 4. 9.4 Verificação das grandezas garantidas 9.4.1 Curvas QH e Q 9.4.1.1 As grandezas garantidas Q G , HG e ηG devem ser
ção (n) devem ser convertidos, utilizando-se as expressões a seguir.
lançadas em gráfico e, a seguir, desenhadas duas curvas contínuas pelos pontos QH e Qη, sendo Q e H obtidos no ensaio de desempenho e η calculado.
9.2.1.2 Se a diferença de velocidade de rotação não exce-
9.4.1.2 Se o ensaio for realizado à velocidade de rotação
der os valores de 5.8, as conversões de vazão (Q), altura total de elevação (H), potência consumida (P), altura positiva absoluta de sucção (NPSH) e rendimento (ηt ) devem ser efetuadas a partir das expressões: Qesp = Q (nesp /n) Hesp = H (nesp /n)2 Pesp = P (nesp /n)3 (NPSH) esp = (NPSH) (nesp /n)2 ηesp
=n
diferente da especificada, a ponto de dificultar a verificação das grandezas garantidas, os pontos obtidos no gráfico devem ser convertidos para a velocidade de rotação especificada, conforme 9.2. Isto é válido com relação à freqüência da rede alimentadora de energia elétrica. 9.4.1.3 Devem ser estabelecidas tolerâncias, a mais e a
menos, para as grandezas garantidas de vazão (XQ ) e altura total de elevação (XH). Estas tolerâncias devem levar em consideração os erros globais admissíveis indicados na Tabela 4, bem como as tolerâncias de fabricação. 9.4.1.4 Não havendo acordo prévio, podem ser adotados
os seguintes valores:
9.2.1.3 Se a diferença entre a velocidade de rotação efeti-
va e a especificada exceder os valores indicados em 5.8, é necessário escolher-se de comum acordo as fórmulas de conversão. 9.2.1.4 No caso de conjuntos bomba-motor, ou quando as
garantias forem estabelecidas com base em determinada freqüência e tensão da rede alimentadora de energia elétrica (ver 4.1.3.4), as variáveis garantidas estão sujeitas às mesmas fórmulas de conversão, desde que (nesp ) seja substituído pela freqüência da rede (fesp ) e (n) pela freqüência efetiva (f). Este critério, no entanto, deve ficar restrito
XQ = 0,07
XH = 0,04
9.4.1.5 Estando o ponto garantido a uma distância vertical ∆H
e a uma distância horizontal ∆Q da curva obtida no ensaio (ver Figura 10), deve ser satisfeita a seguinte condição: (XH . HG / ∆H)2 + (XQ . QG / ∆Q)2 ¯ 1 9.4.1.5.1 Se esta condição não tiver sido satisfeita, fica
constatado que as condições de garantia não foram atingidas.
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Figura 10 - Curva QH para verificação da garantia 9.4.2 Rendimento
a) local e data dos ensaios;
9.4.2.1 O rendimento deve ser calculado a partir da curva
b) nome do fabricante, tipo da bomba, número de série e ano de fabricação;
QG HG , no ponto onde a curva é interceptada por uma linha reta passando pelo ponto Q H e a origem dos eixos Q H. 9.4.2.2 O rendimento no ponto de interseção deve ser pelo
c) grandezas garantidas;
menos 95% do especificado. Para conjuntos bombamotor, a percentagem deve ser elevada para 95,5%.
d) especificações básicas do acionador da bomba;
Nota: Estes valores são resultantes dos erros de medições globais indicados na Tabela 4.
e) descrição dos procedimentos e dos instrumentos utilizados, quando diferirem desta Norma, inclusive as tabelas de aferição;
9.4.3 Potência consumida 9.4.3.1 A potência consumida pela bomba, dentro do es-
tabelecido em 9.4.1 para as tolerâncias ± XQ e ± XH, não deve exceder o combinado entre o fabricante e usuário por ocasião do pedido. 9.4.3.2 Tal acordo deve levar em consideração as diferen-
f) leituras obtidas; g) conclusões: - comparação entre os resultados dos ensaios e as garantias;
ças entre as perdas na transmissão e na selagem do eixo no ensaio e nas condições efetivas de serviço.
- declaração, informando se as grandezas garantidas foram total ou parcialmente atendidas;
9.5 Relatório dos ensaios
- recomendação se a bomba pode ser aceita ou deve ser rejeitada e sob que condições;
9.5.1 Após a coleta dos resultados dos ensaios, os dados
devem ser anotados em relatório, em tantas cópias quantas forem necessárias. O relatório deve ser assinado pelo responsável dos ensaios ou por este e mais os representantes do fabricante e do usuário (ver Anexo F). 9.5.2 O relatório do supervisor responsável deve conter as
seguintes informações:
- caso as garantias não sejam totalmente atendidas, a decisão final, se a bomba pode ser aceita ou não, deve ser do usuário; - definição das ações a serem tomadas com referência a algum acordo específico que tenha sido feito.
/ANEXOS
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ANEXO A - Garantia para bombas de produção seriada
Para bombas de produção seriada, quando o fabricante fizer referência à presente Norma em seus catálogos, as curvas publicadas nestes devem ser tais que qualquer bomba correspondente a estas curvas, para qualquer condição de serviço escolhida, após os ensaios, resulte em valores não divergentes das curvas publicadas em mais de:
a) ± 6% para altura total de elevação; b) ± 8% para a vazão; c) ± 8% para a potência absorvida.
/ANEXO B
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ANEXO B - Perdas por atrito
B-1 A fórmula apresentada em 5.7.6, para cálculo das
perdas de altura por atrito, envolve cálculos complexos que levariam, em muitos casos, à conclusão de que não seria necessária nenhuma correção.
B-2 A Figura 11 pode ser utilizada para verificação pre-
liminar da necessidade ou não de cálculos para correção.
É aplicável a tubos de aço ou de ferro maleável com seção circular constante, para condução de água fria. Os tubos de entrada e de saída são considerados de igual diâmetro e os pontos de medição devem ser considerados a uma distância de dois diâmetros a montante e a jusante dos flanges de entrada e de saída da bomba (ver 5.7.1).
Figura 11 - Gráfico que mostra as velocidades acima das quais são necessárias correções relativas às perdas
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B-3 Se os tubos forem de diâmetros diferentes, deve ser
utilizado o diâmetro menor para entrada na Figura 13. Caso não seja indicada nenhuma correção, nenhum cálculo precisa ser feito.
B-4 Se houver necessidade de correções, deve ser utili-
zada a Figura 12 para obtenção de λ, que é aplicável a tubos de aço ou ferro fundido conduzindo água fria.
Figura 12 - Gráfico do fator de atrito
Rugosidade superficial (k) = 5,186 x 10 -5 m Viscosidade cinemática (υ) = 1,022 x 10-6 m2 /s
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B-5 Caso os tubos sejam de outro material ou o líquido
não for a água fria, pode ser utilizado o gráfico de Moody,
representado na Figura 13; opcionalmente, o valor de λ pode ser obtido na fórmula citada em 5.7.6.
Figura 13 - Valores do fator de atrito - Gráfico de Moody
/ANEXO C
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ANEXO C - Efeito do vórtice induzido pela bomba
C-1 Podem ocorrer erros na medição da altura de entra-
da da bomba (H1), para vazões reduzidas em relação à vazão de melhor rendimento devido ao vórtice induzido pela bomba (ver Figura 14).
C-2 Tal fato pode ser observado e corrigido da seguinte
maneira: mede-se a altura diferencial entre a seção de
medição especificada e outra posição mais a montante, onde o vórtice inexista (por exemplo, no poço coletor). Esta altura diferencial deve ser proporcional ao quadrado da vazão: qualquer desvio desta relação indica a correção a ser aplicada na medida da altura de entrada da bomba para corrigir o efeito do vórtice induzido por esta, conforme ilustrado na Figura 15.
Figura 14 - Exemplo de instalação com vórtice induzido pela bomba
Figura 15 - Correção da altura de entrada medida
/ANEXO D
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ANEXO D - Custos e repetição dos ensaios
D-1 Custos dos ensaios de rotina e ensaios especiais Recomenda-se que os custos dos ensaios de rotina e os especiais sejam claramente estabelecidos no pedido.
D-2 Repetição dos ensaios Em casos de dúvidas quanto à veracidade ou à precisão das medições efetuadas, o usuário pode exigir a repetição dos ensaios. Caso a dúvida não j ustifique a mencionada repetição, o solicitante deve assumir o custo desta.
/ANEXO E
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ANEXO E - Itens a serem combinados
A seguir estão relacionados os pontos, quando aplicáveis, que devem ser combinados entre o fabricante e o usuário, antes da realização dos ensaios.
E-7 Perdas de entrada e de transmissão em bombas de
E-1 Abrangência da garantia.
(ver 6.4.3).
E-1.1 Bomba sem motor (ver 4.1.1). E-1.2 Conjunto bomba-motor (ver 4.1.1).
eixo vertical (ver 6.2.4.4 e 6.4.3).
E-8 Perdas nos cabos de transmissão de energia elétrica E-9 Perdas em engrenagens (redutores e multiplicadores) (ver 6.4.2).
E-10 Instalações para ensaio da capacidade de escorva para bombas auto-aspirantes (ver 5.7.5).
E-1.3 Grandezas garantidas: vazão, altura total de elevação, potência consumida, rendimento, NPSH, etc. (ver 4.1.1, 4.1.2, 4.1.3.3, 4.2.1 e 9.4.3).
E-11 Testemunho do usuário e data dos ensaios (ver 5.2).
E-2 Método de verificação do (NPSH) garantido (ver 4.2.1
E-13 Instrumentação utilizada nos ensaios (ver 5.6).
e 7.1.1).
E-3 Desvios da velocidade de rotação além do permitido pelas tolerâncias (ver 5.8.3 e 9.2.1).
E-12 Local dos ensaios (ver 5.1).
E-14 Arranjo físico (ver 5.7.1 e 5.7.2). E-15 Responsável pelos ensaios quando os mesmos não são realizados na fábrica (ver 5.4).
E-4 Desvios da tensão de alimentação e da freqüência além do permitido pelas tolerâncias (ver 9.2.1).
E-5 Método de estimativa do desempenho da bomba,
usando-se água como líquido de ensaio (ver Capítulo 8).
E-6 Líquido usado nos ensaios (ver 4.2.3).
E-16 Custo do ensaios (ver Anexo D). E-17 Número de bombas a serem ensaiadas em um grupo de bombas iguais (ver 4.2.1).
E-18 Qualquer outra característica que se deseje verificar durante os ensaios.
/ANEXO F
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MB-1032/1989 ANEXO F - Modelo de folha de ensaio de bomba hidráulica de fluxo FOLHA DE ENSAIO DE BOMBA
TIPO DE ENSAIO :
FOLHA N : º
(CLASSE C) USUÁ RIO:
PEDIDO:
BOMBA
DIÂ M. DO ROTOR
TIPO
N
º
DE SÉRIE
DIÂ M. DE ENTR. DIÂ M. DE SA ÍDA
GRANDEZAS
VAZÃO (Q*)
VEL. ROT. (ηHVS)
POT. ABSORV (P*)
GARANTIDAS
ALT. TOTAL (H *)
RENDIM ENTO (η*)
(NPSH)
LÍQUIDO BOM BEADO
TEMPERATURA (t)
(PELO USUÁ RIO)
DENSIDA DE (ρ)
VISCOSIDADE CINEM Á TICA (υ)
FABRIC.
C ERT. ENSAIO
FASES
TENSÃ O
TIPO
POTÊNCIA
VEL.ROTA ÇÃ O
C O RRENTE
ACIONADOR VAZÃO
ALT. ENTRAD A
ALT. SAÍDA
POTÊNCIA
TORQUE
NPSH
VEL. ROTAÇÃ O
ENGRENAGEM
M ÉTODO
M ÉTODO SDE MEDIÇÃ O
CO NSTAN TE
PRESSÃ O BAROM ÉTRICA
CORR. A LT. P/ PLANO REFER.
TEMPERATURA DO LÍQUIDO
PRESSÃ O DE VAPOR
ENTRADA
DENSIDADE
VISCO SIDADE CINEM Á TICA
SA ÍDA
CONDIÇÕ ES DE
TEMPERATURA
ENSAIO LÍQUIDO:
AMBIENTE
RESULTADOS DE MEDIÇ O
UNIDA DES
1
2
3
4
5
6
7
8
VELOCIDADE DEROTA ÇÃ O
VAZ O
INTERVALO D E TEMPO LEITURA VAZÃ O M EDIDA LEITURA DE ALTURA NA ENTRADA LEITURA DE ALTURA NA SAÍDA ALTURA DE ENTRADA ALTURA DE SA ÍDA
ALTURA
( V - V) / 2g DIF. DE POS. DE MEDIÇÃ O (z - z) ALTURA TOTAL DE ELEVA ÇÃ O
V / 2g ( NPSH) DISPONÍVEL POTÊNCIA
ÚTIL
TENSÃ O CO RRENTE LEITURA DE WATTÍMETRO (1) LEITURA D E WA TTÍMETRO (2) TO TAL D OS WATTÍMETROS
POTÊNCIA
POTÊNCIA ABSORVIDA PELO AC ION. (P$&.) RENDIMENTO DO A CIO NADO R LEITURA DO TO RQUE RENDIM ENTO DO REDUTOR/M ULTIPLIC. POTÊNCIA DE SA ÍDA DO ACIONADOR POTÊNCIA ABSORVIDA PELA BOMBA (P) RENDIMENTO DO CO NJUNTO (ηW) RENDIMENTO DA BOMBA (η) VAZÃO
VA LORES REFERIDO S
À VELOCIDA DE DE ROTA ÇÃ O ESPECIFICA DA
NOTAS:
ALTURA TOTAL DE ELEVA ÇÃ O POTÊNCIA (NPSH) DISPONÍVEL LOC AL E DA TA
RESPONSÁ VEL
REPRESENTANTES DO FABRICA NTE
DO USUÁ RIO
