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Características

O equipamento é constituído por uma estrutura tipo bancada com tampo em aço e com rodízios para facilitar sua mobilidade. Essa estrutura dá suporte ao sistema de fornecimento de fluxo, ao painel de tubulações mistas, ao quadro de comando elétrico, ao minicanal e demais componentes.

O sistema de fornecimento de fluxo, da bancada é composto por um reservatório principal de plástico ou inox com boia de segurança para baixo nível de água, duas motobombas e um conjunto de válvulas, que permitem direcionar o fluido para a tubulação de interesse e estabelecer diferentes vazões conforme a necessidade de estudo.

O módulo de associação de bombas possui motobombas comumente encontradas no mercado nacional, possuindo catálogos com suas características de operação, possibilitando os estudantes se familiarizarem com a sua utilização em pequenas instalações hidráulicas.

As duas motobombas instaladas são monobloco trifásicas de 1CV com rotores em aço inoxidável e são interligadas por meio de tubulações de PVC. O conjunto de válvulas esféricas do equipamento permite configurar o sistema de bombeamento de forma individual, paralela ou em série, além de possibilitar mudanças na vazão.

Esse módulo permite alimentar o restante dos painéis e módulos, além de permitir o estudo das curvas das associações em paralelo e em série para velocidades iguais ou diferentes, variando as velocidades individualmente através dos inversores de frequência instalados no painel de comando. Ainda é possível efetuar análises de desempenho e eficiência utilizando o analisador de energia, que mede os parâmetros de entrada do motor elétrico.

A escorva é realizada através do funil de escorva posicionado no recalque das bombas e na sucção existe uma válvula (válvula de pé) para evitar a perda da escorva.

Para medição de vazão são utilizados três rotâmetros que permitem uma fácil visualização dos valores das vazões durante a utilização do equipamento e das alterações que ocorrem nas diferentes configurações de operação.

O comportamento das pressões no sistema de tubulações do equipamento pode ser monitorado em três manômetros, um manovacuômetro e um vacuômetro durante a realização de atividades na associação de bombas.

O painel elétrico de acionamento á alimentado por um cabo multipolar e plug industrial e segue as normas de segurança NR10, sendo composto por chave geral de energização com bloqueio, botão liga e desliga, chave de emergência, contatora, relé térmico, disjuntor diferencial residual e um analisador de energia para visualização das grandezas elétricas envolvidas na operação dos motores. Além disso, estão instalados dois inversores de frequência com IHM (display) para variação individual das velocidades de operação das duas bombas, através da parametrização e visualização das frequências.

O painel de tubulações mistas é constituído por uma estrutura em aço com pintura anticorrosiva, no qual estão instaladas as tubulações PVC diferentes diâmetros e rugosidades, válvulas, conexões e acessórios com tomadas de pressão para estudos de perda de carga.

Para determinação da perda de carga distribuída o painel de tubulações possui um conjunto de quatro tubos em PVC, um tubo com diâmetro de ¾” de polegada com rugosidade interna alterada, um tubo em PVC com diâmetro de ¾” de polegada com rugosidade interna característica do material, um tubo em PVC com diâmetro de ½”  de polegada com rugosidade interna característica do material e um tubo em PVC com diâmetro de 1” com rugosidade interna característica do material. Cada tubo possui 3 (três) pontos de tomada de pressão, distanciados em 0,5 metros cada, tendo uma medida de pressão com 0,5 metro de distância e outra com 1 metro.

Para determinação da perda de carga localizada ou singular, no painel de tubulações encontram-se instalados um conjunto de acessórios e válvulas composto por: curva 90º (raio 50mm), cotovelo 45º, cotovelo 90º, junção 45º, expansão e contração súbita, conexão tipo “tê”, filtro Y, válvula esfera e válvula gaveta.

Os 28 pontos de tomada de pressão distribuídos pelo equipamento possuem engate rápido de retenção automática, facilitando sua conexão ao manômetro e permitindo a troca mesmo com o sistema em funcionamento.

Na parte inferior deste painel encontra-se um trecho aberto que permite a introdução de diferentes tipos de medidores de vazão e módulos para estudo específicos individualmente. Por padrão, são fornecidos com o equipamento dois aparatos para medição de vazão, o medidor do tipo placa de orifício e o do tipo venturi, ambos prontos para montagem.

Já na lateral esquerda encontra-se instalado um painel de instrumentação que possibilita executar as medidas de pressão dos diversos pontos de tomadas de pressão, estando disponíveis um painel de manômetros, contendo dois piezômetros, com um compressor manual para pressurização, válvulas para ajustes e botões para regulagem da escala. Além de um manômetro com escala de 0 à 3bar, um vacuômetro com escala de -0,5 à 0bar, um manômetro diferencial com escala de 0 à 0,5 bar, um manovacuômetro com escala de -0,5 à 1bar. Todos possuem engate rápido com retenção automática e sangria a partir do engate rápido para medição mais prática.

Montada no tampo da bancada está um reservatório auxiliar, o minicanal com uma seção retangular com 600mm de comprimento e um reservatório com capacidade útil de 20 litros contendo válvula de estanqueidade e um mostrador de nível para medição da vazão pelo método volumétrico com o auxílio de um cronômetro. Quando aberta a válvula de estanqueidade permite que água escoe por gravidade para o reservatório principal. Na queda entre o minicanal e o reservatório de medição encontra-se instalado um suporte para ensaio e determinação do coeficiente de descarga de vertedores entalhados em placas (vertedouros com fendas), sendo fornecidos os vertedores com formato em “V” de 90º, “V de 30”, retangular, Cipolletti, circular e Sutro. Para a medição da carga nos vertedores acompanha um limnímetro.

O equipamento MF31 - LABORATÓRIO DE FLUIDOS conta ainda com material de apoio didático e operacional que pode ser utilizado pelos docentes e discentes.

O manual operacional conta com instruções de Instalação e Montagem, Operação, Detalhamento Técnico do Sistema, Limpeza e Solução de Problemas.

Já o manual didático possui os tópicos relacionados a Fundamentação e Introdução Teórica, Materiais, Procedimento Prático (montagem, ensaio, operação e calibração), Amostras e Resultados e Bibliografia.

Este material tem o objetivo de integrar de maneira mais clara possível a prática e a teoria, possuindo as sequências de ações para obtenção dos resultados e resolução de problemas.

Especificações Técnicas: 

• Estrutura: tipo bancada em aço com pintura anticorrosiva;
• Tampo: confeccionado em aço;
• Rodízios: com freio e revestidos de poliuretano;
• Dimensões: 2500mm x 750mm x 1790 mm (L x P x H);
• Reservatório principal: em plástico ou inox com capacidade de 150 litros;
• Minicanal: comprimento útil 600mm, com medidor de nível;
• 5 placas entalhadas (vertedouros): fenda quadrada, “V” de 90º, “V” de 30º e Cipolletti, circular e Sutro;
• Um limnímetro;
• Duas bombas monobloco: rotor de aço inoxidável, trifásica 1 CV, tensão elétrica de 127/220 Vac, vazão máxima 8m³/h;
• Equipamento em conformidade com a NR10 e a NR12;
• Tubulações: em PCV com diâmetros de 1.1/4”, 1”, ¾”, ½”;
• Diferentes acessórios e válvulas instalados na tubulação: curva 90º (raio 50mm), cotovelo 45º, cotovelo 90º, expansão e contração súbita, conexão tipo “tê”, filtro “Y”, válvula esfera, válvula gaveta;
• Três rotâmetros;
• Um medidor de vazão do tipo Venturi;
• Um medidor de vazão do tipo placa de orifício;
• Painel contendo: um manômetro com escala de 0 à 3bar, um vacuômetro com escala de -0,5 à 0bar, um manômetro diferencial com escala de 0 à 0,5 bar, um manovacuômetro com escala de -0,5 à 1bar e dois piezômetro com compressor manual;
• Painel elétrico para acionamento e monitoramento com chave geral de energização com bloqueio e botão de emergência;
• Ligação a rede elétrica por meio de cabo multipolar e tomada industrial;
• Tensão de alimentação elétrica de 220/380 Vac;
• Dois inversores de frequência (monofásico);
• Duas IHM integradas aos inversores de frequência;
• Um medidor de energia;
• Um vacuômetro instalado junto a entrada da primeira motobomba;
• Um manovacuômetro instalado junto a entrada da segunda motobomba;
• Três manômetros;
• Válvulas tipo gaveta para regulagem do fluxo;
• Válvulas tipo esfera para manobra do fluxo;
• Válvulas tipo gaveta para regulagem do fluxo;
• Válvulas tipo esfera para manobra do fluxo;
• Manual didático e de operação;
• Planilha com resultados experimentais;