Curva do sistema para uso na determinação do ponto de operação da bomba

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O que se entende por uma "curva do sistema" usada para determinar o ponto de operação de uma bomba. Sei o que é uma "curva da bomba", mas geralmente ouço que uma "curva do sistema" está sendo gerada para que o ponto de operação da bomba possa ser determinado por onde a curva da bomba e a curva do sistema se cruzam.

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— J. Ari
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Imagine se você estivesse bombeando através de um único tubo. Isso é tudo o que a bomba faz, é coletar água de uma fonte e bombeá-la por um longo tubo. Como essa é uma tubulação simples, a perda de atrito não é difícil de determinar, mas você precisa saber a velocidade para calcular o número de Reynolds . Sem ele, você não pode usar um Gráfico Moody para calcular um fator de atrito para descobrir a perda. Mas, com uma boa estimativa da taxa de fluxo, a faixa estimada da taxa de fluxo pode ser calculada e um fator de atrito pode ser calculado. Com uma estimativa do fator de atrito, mas uma taxa de fluxo desconhecida, você finalmente decide a perda de pressão nesse longo tubo:

Δ P = f_{D} \frac{ρ V^{2}}{2} \frac{L}{D} = f_{D} \frac{8 ρ Q^{2}}{π^{2}} \frac{L}{D^{5}}

$\Delta P =f_D \frac{\rho V^2}{2}\frac{L}{D} = f_D \frac{8\rho Q^2}{\pi^2}\frac{L}{D^5}$

Onde P é pressão, Q é a taxa de fluxo, é a densidade, L é o comprimento do tubo, D é o diâmetro e é o fator de atrito. Vamos pegar o tubo de ferro fundido de 100 mm, regime altamente turbulento, percorrendo 10 km. Conectando todos os números nessa situação teórica, chegamos a (hipoteticamente): $\rho$ $f_D$

Δ P = 0.304 Q^{2} \frac{k P a}{(\frac{L}{s})^{2}}

$\Delta P = 0.304 Q^2 \frac{kPa}{(\frac{L}{s})^2}$

Agora, temos uma fórmula para dar uma ideia do tamanho da bomba! Mais importante, temos uma curva. A inserção de qualquer valor arbitrário de Q (em L / s) causaria a perda de pressão no tubo em kPa. Essa curva é a curva do sistema e, naturalmente, parece uma parábola. Isso geralmente é verdadeiro para todos os sistemas de fluidos sem nenhum tipo de resposta de controle (agindo sob comportamento natural). Você pode plotar esta curva no topo da curva da bomba e descobrir onde o sistema alcançará o equilíbrio.

Observe que não é difícil, com um sistema tão simples, extrair muito líquido. Um sistema mais complexo tem uma mecânica muito mais complexa, mas a regra geral da parábola ainda se aplica. Assim, a maioria das pessoas trabalha com a mecânica complexa de seu sistema para simplificá-lo em um único ponto. No nosso caso, operar a 25 L / s significaria uma bomba que precisa bombear 190 kPa. Este é o único ponto operacional. Normalmente, muitos engenheiros aumentam levemente esses valores, para encontrar sempre um ponto de operação seguro. Nesse caso, atingir 30 L / s significaria 275 kPa. Assim, a única parábola que passa pelo ponto 30 L / s, 275 kPa e a origem (existe apenas uma parábola que faz isso) seria a curva do sistema.

— Marca
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Você quer dizer que P é a pressão no parágrafo abaixo da equação 1?

— J.Juli Ari

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Geralmente, uma curva característica de pressão / fluxo para uma determinada potência.

Eles geralmente são fornecidos pelo fabricante.

A menos que você tenha um diploma de engenharia, onde você pode medir a vazão, pressão, potência, calcular a eficiência, etc.

— Solar Mike
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E as probabilidades são de que, a menos que você mesmo tenha feito a bomba, ainda haveria uma curva de fabricantes disponível. Eu também sugiro usar que em vez de uma curva de auto-gerado se você tem a escolha: P

— JMac

@JMac oh, os profs tinham as curvas originais - parte da série foi o quão perto você chegou! E está trazendo para nomes mente como Stannitz e Stodola ...

— Solar Mike

Acho que minha pergunta não ficou clara porque sei o que é uma curva de bomba, mas muitas vezes ouço meus colegas do MechE falarem sobre derivar uma curva de sistema (para o equipamento da planta) e então descobrem onde ela se cruza com a curva da bomba para determinar o ponto de operação . Como ChemE, eu realmente não mergulhei nessas considerações, geralmente só preciso ler uma curva da bomba para solucionar problemas.

— J.J. Ari

@ J.Ari Portanto, o equipamento obviamente possui alguns requisitos de pressão / fluxo (já que está conectado à bomba). Também provavelmente opera uma curva de valores aceitáveis e eficiências associadas. Obviamente, eles só podem operar onde dois conjuntos de valores "se cruzam". Eles provavelmente traçam as linhas de alta eficiência e descobrem onde os dois se cruzam para obter um ponto de ajuste de pressão / fluxo.

— JMac

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A curva do sistema é simplesmente um gráfico da cabeça necessária em relação à mudança na taxa de fluxo do sistema, à medida que a cabeça necessária (principalmente perdas maiores e menores) aumenta com o aumento da taxa de fluxo.

Por outro lado, para uma curva da bomba, você pode ver que a cabeça disponível pela bomba diminui com o aumento da vazão. Portanto, se você colocar as duas curvas em um único gráfico (e se a bomba estiver selecionada corretamente), você terá um ponto de interseção entre as duas curvas, e esse é o seu ponto operacional.

— Algo
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Então, como eu disse na minha resposta a pressão / fluxo de curva característica ...

— Solar Mike