Projeto de bancada didática de mecânica dos fluidos para determinação de curva característica de bomba centrífuga

Abstract

A Mecânica dos Fluidos desempenha papel fundamental na formação profissional em Refrigeração, Ventilação e Ar Condicionado (REVAC), especialmente no estudo de sistemas de bombeamento hidráulico. Nesse contexto, a utilização de recursos experimentais contribui para a compreensão prática de fenômenos como vazão, pressão, perdas de carga e desempenho de bombas, complementando o aprendizado teórico. Diante disso, o trabalho teve como objetivo projetar, construir e validar uma bancada didática de Mecânica dos Fluidos destinada à determinação da curva característica de uma bomba centrífuga, contribuindo para o ensino prático dos conceitos relacionados ao escoamento de fluidos. A metodologia adotada compreendeu pesquisa bibliográfica sobre os fundamentos teóricos da Mecânica dos Fluidos, dimensionamento hidráulico da bancada, seleção dos componentes, construção da estrutura experimental e realização de ensaios para coleta de dados de vazão, pressão de sucção e pressão de recalque. Os resultados obtidos permitiram a determinação da curva característica da bomba centrífuga BC-98, bem como a análise das perdas de carga, das condições de operação e do comportamento hidráulico do sistema. As curvas experimentais apresentaram comportamento compatível com os fundamentos teóricos e com as características esperadas para bombas centrífugas, evidenciando a funcionalidade da bancada desenvolvida. Além disso, o projeto demonstrou viabilidade técnica e econômica, utilizando componentes de boa qualidade e custo acessível quando comparados aos equipamentos laboratoriais comerciais. Sendo assim, a bancada didática desenvolvida atingiu os objetivos propostos, constituindo uma ferramenta eficaz para a integração entre teoria e prática no ensino, além de apresentar potencial para futuras ampliações voltadas à automação, quadros de comandos elétricos, manuais de utilização para realização de novos experimentos acadêmicos.

Fluid Mechanics plays a fundamental role in professional training in Refrigeration, Ventilation and Air Conditioning (REVAC), especially in the study of hydraulic pumping systems. In this context, the use of experimental resources contributes to the practical understanding of phenomena such as flow rate, pressure, head loss and pump performance, complementing theoretical learning. Therefore, this work aimed to design, build and validate a didactic Fluid Mechanics bench for determining the characteristic curve of a centrifugal pump, contributing to the practical teaching of concepts related to fluid flow. The methodology adopted comprised bibliographic research on the theoretical foundations of Fluid Mechanics, hydraulic dimensioning of the bench, selection of components, construction of the experimental structure, and carrying out tests to collect data on flow rate, suction pressure, and discharge pressure. The results obtained allowed the determination of the characteristic curve of the BC-98 centrifugal pump, as well as the analysis of head losses, operating conditions, and hydraulic behavior of the system. The experimental curves showed behavior compatible with the theoretical fundamentals and the expected characteristics for centrifugal pumps, highlighting the functionality of the developed test bench. Furthermore, the project demonstrated technical and economic viability, using high-quality components at an affordable cost when compared to commercial laboratory equipment. Thus, the developed didactic test bench achieved its proposed objectives, constituting an effective tool for integrating theory and practice in teaching, and showing potential for future expansions focused on automation, electrical control panels, and user manuals for conducting new academic experiments.