Proposta de melhoria de um sistema de bombeamento de caldo clarificado (2024)
- Authors:
- Autor USP: ROMÃO, GUILHERME CARVALHO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: CLARIFICAÇÃO; USINA AÇUCAREIRA; BOMBAS CENTRÍFUGAS
- Keywords: Bombas industriais.; Caldo clarificado.; Sistema de bombeamento.; Hidráulica industrial.
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho propõe-se a analisar um sistema de bombeamento de caldo clarificado para a fabricação de açúcar em uma usina localizada no interior do estado de São Paulo. O sistema consiste em 3 bombas centrífugas ITAP 150-330, operando com o rotor em sua rotação máxima permitida e instaladas em paralelo, com o abastecimento proveniente de um tanque não pressurizado, mantendo-as em operação afogada. A análise se mostrou necessária devido ao aumento da demanda de vazão. Atualmente, o sistema fornece 400 m³/h com duas bombas em operação, sendo necessário aumentar a capacidade de bombeamento para 800 m³/h para o próximo processo fabril, utilizando apenas 2 bombas. O plano de ação provisório para aumentar o bombeamento é manter as 3 bombas em operação, porém essa decisão não pode ser definitiva, pois além de sobrecarregar o sistema de bombeamento, essa configuração provisória ainda não atende à demanda requerida. Para solucionar esse problema, foi analisado o funcionamento da configuração atual e considerada a possível troca das bombas industriais, através de cálculos de dimensionamento de aplicação de bombas, como adaptação da curva característica devido às mudanças na rotação do rotor, diâmetro do rotor e fluido bombeado, além dos cálculos para verificar a existência de cavitação e o ponto de funcionamento. Como análise complementar, foi investigada a preferência de fluxo na tubulação utilizando a ferramenta de simulação de elementos finitos Ansys Fluent. Após análise das bombas atuais nesta aplicação, verificou-se que elas não conseguem atender à demanda requerida, onde 2 bombas fornecem uma vazão de aproximadamente 400 m³/h, conforme comprovado empiricamente. Assim, torna-se necessário substituir as bombas. Após análise das bombas fornecidas pelo fabricante IMBIL, foi encontrada a bomba adequada, a ITAP 150-400, com o rotor rebaixado medindo 315 mm. Além de atender à demanda requeridaessa bomba evita completamente a ocorrência de cavitação, conforme demonstram os cálculos de NPSH. Quanto à análise de preferência de fluxo na tubulação, verificou-se uma preferência de fluxo desprezível, variando entre 3% e 5%. Considerando que um anel de recirculação poderia melhorar o processo, mas causaria um aumento na perda de carga, a troca da tubulação torna-se inviável.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
-
ABNT
ROMÃO, Guilherme Carvalho. Proposta de melhoria de um sistema de bombeamento de caldo clarificado. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/274a27ec-7612-4d17-b954-83d47b995e7e/Carvalho-Rom%C3%A3o_Guilherme.pdf. Acesso em: 15 mar. 2025. -
APA
Romão, G. C. (2024). Proposta de melhoria de um sistema de bombeamento de caldo clarificado (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/274a27ec-7612-4d17-b954-83d47b995e7e/Carvalho-Rom%C3%A3o_Guilherme.pdf -
NLM
Romão GC. Proposta de melhoria de um sistema de bombeamento de caldo clarificado [Internet]. 2024 ;[citado 2025 mar. 15 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/274a27ec-7612-4d17-b954-83d47b995e7e/Carvalho-Rom%C3%A3o_Guilherme.pdf -
Vancouver
Romão GC. Proposta de melhoria de um sistema de bombeamento de caldo clarificado [Internet]. 2024 ;[citado 2025 mar. 15 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/274a27ec-7612-4d17-b954-83d47b995e7e/Carvalho-Rom%C3%A3o_Guilherme.pdf
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