Desenvolvimento da instrumentação de um banco de ensaio de bombas

Abstract

À data de início deste trabalho, o Laboratório de Termodinâmica e Dinâmica de Fluidos do Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, detinha um banco de ensaio de bombas que apresentava deficiências várias. O objetivo deste trabalho foi instrumentar este banco por forma a torna-lo apto para determinação das curvas características, tanto na vertente pedagógica como na industrial. A qualidade da montagem experimental foi testada realizando baterias de ensaios que permitiram obter as curvas H(Q) e η(Q) para uma larga banda de rotações. Aplicando a técnica da análise dimensional os resultados foram adimensionalizados permitindo aferir da sua dependência com o número de Reynolds e identificar efeitos da cavitação. Na sua versão inicial o banco dispunha de instrumentação clássica (manómetros de Bourdon e rotâmetros). Neste trabalho escolheram-se e implementaram-se transdutores de pressão piezo-resistivos, um caudalímetro magnético-indutivo e um tacómetro de efeito de Hall. Esta nova instrumentação é controlada através de uma placa Arduino que possibilita a visualização das variáveis através de um ecrã LCD. Desenvolveu-se de raiz um programa que permite a comunicação do Arduino com um computador e a aquisição dos sinais de pressão, caudal e de rotação. Através dos ensaios realizados com a montagem experimental desenvolvida conclui-se que a bomba apresentava um funcionamento típico e detetou-se que a influência do número de Reynolds é mais proeminente nas curvas do tipo η(Q) do que nas curvas H(Q). A influência do número de Reynolds foi determinada para valores de rotação, abaixo de 2400 rpm nas curvas adimensionalizadas cP(cQ), e para valores abaixo das 1800 rpm nas curvas cH(cQ). A nova instrumentação permitiu eliminar as limitações do banco de ensaios inicial permitindo a realização de ensaios mais precisos numa larga gama de caudais.