A relação entre a pressão de entrada/saída da bomba e a altura manométrica.

Fórmula Essencial (A Mais Crítica)

Altura manométrica (H) = (Pressão de saída da bomba - Pressão de entrada da bomba) / (Densidade do líquido × Aceleração gravitacional)

Representado por símbolos:

H = (P2 - P2) / (ρ × g)

Onde:

H: Altura manométrica gerada pela bomba, medida em metros (m).

P₂: A pressão absoluta no flange de saída da bomba, normalmente em Pascal (Pa).

P₁: A pressão absoluta no flange de entrada da bomba, normalmente em Pascal (Pa).

ρ: A densidade do líquido bombeado, em quilogramas por metro cúbico (kg/m³). Para água à temperatura ambiente, ρ ≈ 1000 kg/m³.

g: A aceleração gravitacional, aproximadamente 9,81 m/s².

Explicação dos principais conceitos

O que é a cabeça?

Não é altura: a altura manométrica não é simplesmente a altura física de elevação. É um conceito energético que representa a energia mecânica total transmitida a uma unidade de peso de líquido pela bomba. Sua unidade é o metro (m), que pode ser entendido como a altura teórica que a bomba pode elevar o líquido.

Independente do fluido: A altura manométrica é um parâmetro de desempenho da própria bomba. A mesma bomba, na mesma velocidade, gerará o mesmo valor de altura manométrica (H) independentemente de estar bombeando água, óleo ou outro líquido. No entanto, o consumo de energia e a pressão resultante serão diferentes.

O que é pressão?

Pressão é a força por unidade de área. A pressão manométrica de saída gerada pela bomba reflete intuitivamente a magnitude de seu empuxo.

Intimamente relacionado ao meio: De acordo com a fórmula P = ρ × g × H, a pressão (P) gerada pela bomba depende diretamente da densidade (ρ) do líquido. Bombear um líquido mais denso (como óleo) produzirá uma pressão maior na mesma altura manométrica.

Diferença e conexão fundamentais

A altura manométrica é a causa, a pressão é o efeito. As características da bomba determinam a altura manométrica que ela pode fornecer. Essa altura manométrica, atuando sobre um líquido de densidade específica, manifesta-se, em última análise, como a diferença de pressão entre a entrada e a saída.

Considere a altura manométrica como a capacidade da bomba e a pressão como o efeito produzido quando essa capacidade atua sobre um objeto específico (um determinado líquido).

Exemplo de aplicação (Usando água, simplificado com ρ ≈ 1000 kg/m³, g ≈ 10 m/s²)

Considere que a bomba tem uma altura manométrica de 100 metros.

Calcule a diferença de pressão que isso gera:

ΔP = ρ × g × H = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 100 m = 1.000.000 Pa = 1 MPa ≈ 10 bar

Isso significa que, se a pressão de entrada for atmosférica (0 bar manométrico), a pressão de saída manométrica será de cerca de 10 bar.

Estimativa de custos de pessoal no local:

Se você medir no local que o manômetro de saída da bomba indica 0,8 MPa (8 bar) e o manômetro de entrada indica 0,1 MPa (1 bar).

Então a diferença de pressão ΔP = 0,8 - 0,1 = 0,7 MPa = 700.000 Pa.

Calcule a altura da queda d'água: H = ΔP / (ρ × g) = 700.000 / (1000 × 10) = 70 metros.

Esses 70 metros representam a altura manométrica efetiva que a bomba está realmente fornecendo nas condições operacionais atuais.

Notas importantes

A pressão absoluta deve ser usada para o cálculo: Os valores P₁ e P₂ na fórmula são, em teoria, pressões absolutas. No entanto, na prática da engenharia, quando as pressões de entrada e saída são medidas com manômetros usando a mesma referência (tipicamente a pressão atmosférica local), usar a diferença de pressão manométrica fornece um resultado perfeitamente correto. Ou seja, H = (Pressão manométrica de saída - Pressão manométrica de entrada) / (ρ × g).

A pressão de entrada deve exceder o requisito de NPSH: Se a pressão de entrada (P₁) for muito baixa, o líquido vaporizará dentro da bomba, causando cavitação, o que danifica gravemente a bomba. A Altura de Sucção Positiva Líquida Requerida (NPSHr) na curva de desempenho da bomba é o parâmetro chave definido para garantir que P₁ seja suficientemente alta.

A resistência do sistema determina o ponto de operação: A pressão de saída real da bomba em um sistema de tubulação é determinada pelo ponto de interseção da curva de altura manométrica versus vazão da bomba com a curva de resistência do sistema de tubulação. A bomba ajusta sua vazão até que a altura manométrica gerada seja exatamente igual à resistência exigida pelo sistema para aquela vazão (incluindo elevação, atrito na tubulação, resistência da válvula, etc.).