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http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49515Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | Flores, José Henrique Nunes | - |
| dc.date.accessioned | 2022-03-17T19:52:00Z | - |
| dc.date.available | 2022-03-17T19:52:00Z | - |
| dc.date.issued | 2022-03-17 | - |
| dc.date.submitted | 2021-02-26 | - |
| dc.identifier.citation | FLORES, J. H. N. Modelagem de unidades de bombeamento de irrigação irrigation pumping units modeling. 2022. 111 p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/49515 | - |
| dc.description.abstract | The rotational speed and efficiency of an asynchronous electric motor are both dependent on its shaft load ratio, which represents the ratio between the mechanical power available on its shaft and its rated mechanical power. The rotational speed of an asynchronous motor decreases when its shaft power is increased, and its efficiency tends to decline under reduced shaft power values. However, in the case of pumping units composed of a centrifugal pump driven by an asynchronous electric motor, the theoretical analysis of its performance often considers that: (i) the centrifugal pump operates with a rotational speed that is constant and equal to the rated value of the pump rotational speed, and (ii) that the electric motor operates with an efficiency value that is always very close to its rated efficiency. In this sense, this study aimed to model the real operating conditions of a pumping unit, considering both the specific parameters of the centrifugal pump and the specific parameters of the asynchronous motor used to drive the centrifugal pump. The first part of this study was aimed to analyzing deviations obtained with different mathematical models, which were adjusted to the same set of pairs of flow values and total dynamic head specified in the manufacturer's catalogs of three different models of centrifugal pumps (KSB ETA 50-20, 65-20, and 80-20). The second part of this study was aimed to comparing the real operational conditions of four different pump units, each one with the same pump model (Thebe®, R20, 3500 rpm) being driven a 2-pole electric motor of a different rated power (7.5; 9.2; 11.0, and 15.0 kW). For the rated discharge of the pump´s best efficiency point (28.7 m3 h-1), deviations among modeled values of specific consumption (kWh m-3) and values that were calculated based on the pump rated rotational speed and on the rated electric motor efficiency presented deviations that were lower than 6% of the modeled specific consumption values. However, values of reactive electrical power (kVar) computed based on rated pump speed and rated values of motor efficiency and motor power factor may under-estimate modeled values by up to 30%. The third part of this study aimed at collecting data regarding the operation of a pump (KSB, ETA 80-20) driven by a 4-pole asynchronous motor with a nominal power of 5.52 kW. The values of the parameters of mathematical equations used to represent the curves of electric motor efficiency and electric power factor were adjusted with the application of the inverse method to observed values of rotation speed, active electric power, power factor, current and voltage. Subsequently, the adjusted motor efficiency curve, together with observed values of active electric power and hydraulic power, allowed the parameterization of the pump efficiency curve. The set of models, methods and results presented in this work proved to be useful both for the process of selecting the motor to be used to drive a centrifugal pump and for analyzing the performance of a pumping unit already in operation. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Lavras | pt_BR |
| dc.rights | acesso aberto | pt_BR |
| dc.subject | Bombas centrífugas | pt_BR |
| dc.subject | Motores elétricos assíncronos | pt_BR |
| dc.subject | Irrigação | pt_BR |
| dc.subject | Método inverso | pt_BR |
| dc.subject | Centrifugal pumps | pt_BR |
| dc.subject | Asynchronous electric motors | pt_BR |
| dc.subject | Inverse method | pt_BR |
| dc.subject | Irrigation | pt_BR |
| dc.title | Modelagem de unidades de bombeamento de irrigação irrigation pumping units modeling | pt_BR |
| dc.title.alternative | Irrigation pumping units modeling | pt_BR |
| dc.type | tese | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFLA | pt_BR |
| dc.publisher.country | brasil | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Colombo, Alberto | - |
| dc.contributor.advisor-co1 | Faria, Lessandro Coll | - |
| dc.contributor.referee1 | Colombo, Alberto | - |
| dc.contributor.referee2 | Faria, Lessandro Coll | - |
| dc.contributor.referee3 | Carvalho, Jacinto de Assunção | - |
| dc.contributor.referee4 | Diotto, Adriano Valentim | - |
| dc.contributor.referee5 | Rabelo, Giovanni Francisco | - |
| dc.contributor.referee5 | Pohndorf, Ricardo Scherer | - |
| dc.description.resumo | A velocidade de rotação e a eficiência de um motor elétrico assíncrono são dependentes do carregamento do seu eixo, que representa a relação entre a potência mecânica disponível no eixo e a potência mecânica nominal do motor. A velocidade de rotação diminui com o aumento da potência disponível em seu eixo e sua eficiência tende a diminuir com a redução do valor da potência mecânica no eixo. No entanto, no caso de unidades de bombeamento compostas por uma bomba centrífuga acionada por um motor elétrico assíncrono, a análise teórica de seu desempenho muitas vezes considera que a bomba centrífuga opera com uma velocidade de rotação constante, com valor igual ao da velocidade nominal da bomba, e que o motor elétrico opera com um valor de eficiência sempre muito próximo de sua eficiência nominal. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo modelar as condições reais de operação de uma unidade de bombeamento, considerando tanto os parâmetros específicos da bomba centrífuga quanto os parâmetros específicos do motor assíncrono de acionamento da bomba. Em um primeiro estudo, foram avaliados os desvios obtidos com diferentes modelos matemáticos ajustados ao mesmo conjunto de pares de valores de vazão e altura manométrica total fornecidos pelo fabricante de três modelos diferentes de bombas centrífugas (KSB ETA 50-20, 65-20 e 80-20). Em um segundo estudo, foram modeladas as condições reais de operação de quatro unidades de bombeamento, cada uma com o mesmo modelo de bomba (Thebe®, R20, 3500 rpm) sendo acionada por um motor elétrico de dois polos de diferente potência nominal (7,5; 9,2; 11,0 e 15,0 kW). Para a vazão nominal do ponto de melhor rendimento da bomba (28,7 m3 h-1), os desvios entre os valores modelados de consumo específico (kWh m-3) e os valores calculados com base na rotação nominal da bomba e no rendimento nominal do motor elétrico apresentaram desvios que foram inferiores a 6% dos valores de consumo específico modelados. No entanto, para esta mesma vazão bombeada, quando valores nominais da curva da bomba e valores nominais de eficiência e fator de potência do motor elétrico são utilizados para o cálculo da potência reativa motor (kVar), os valores obtidos podem ser até 30% menores do que aqueles fornecidos pela modelagem. Em um terceiro trabalho, foram levantadas as condições reais de operação uma bomba (KSB, ETA 80-20) acionada por motor assíncrono de 4 polos com potência nominal de 5,52 kW. Os parâmetros das curvas de fator de potência e rendimento do motor foram ajustados com a aplicação do método inverso a valores observados de rotação, potência elétrica ativa, fator de potência, corrente e tensão. Posteriormente, a curva rendimento do motor e valores observados de potência elétrica ativa e de potência hidráulica permitiram caracterizar a curva de rendimento da bomba. O conjunto de modelos, métodos e resultados apresentados neste trabalho se mostrou útil tanto para o processo de seleção do motor de acionamento de uma bomba centrífuga, como para a análise do desempenho de uma unidade de bombeamento já em operação. | pt_BR |
| dc.publisher.department | Departamento de Recursos Hídricos | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | Recursos Hídricos | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1778176029420653 | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Recursos Hídricos - Doutorado (Teses) | |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| TESE_Modelagem de unidades de bombeamento de irrigação irrigation pumping units modeling.pdf | 4,15 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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