Análise do impacto da inclusão de splitter blades no desempenho hidráulico de uma motobomba centrífuga monoestágio

Abstract

Este trabalho teve como objetivo analisar o impacto da inclusão de pás intermediárias no desempenho hidráulico de uma bomba centrífuga monoestágio. Para isso, foram desenvolvidas três amostras de rotores com pás intermediárias correspondentes a 30%, 40% e 50% do comprimento das pás principais, além do rotor original utilizado como referência. A metodologia envolveu modelagem computacional tridimensional, fabricação dos rotores por impressão 3D, ensaios experimentais em bancada e simulações numéricas por Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD). A validação numérica indicou melhor aderência do modelo de simulação transiente Sliding Mesh em relação ao modelo permanente Moving Reference Frame (MRF), sendo o modelo transiente adotado como referência para a análise fluidodinâmica. Foram avaliadas as curvas de altura manométrica e rendimento, bem como os campos de pressão, velocidade e vetores do escoamento interno. Os resultados experimentais e numéricos demonstraram que a inclusão das splitter blades não proporcionou melhoria significativa na altura manométrica ou no rendimento da bomba, apresentando resultados próximos ao rotor original. O rotor sem splitter blades apresentou o melhor desempenho global, especialmente em termos de eficiência. Em vazões acima de 8 m³/h, a amostra com splitter blades de 50% apresentou queda mais acentuada de desempenho. As análises CFD indicaram regiões de baixa velocidade, recirculações, separação do escoamento e formação de estruturas do tipo wake-jet, sugerindo aumento das perdas hidráulicas internas. Conclui-se que, para as geometrias avaliadas, a simples inclusão de splitter blades não resultou em ganho de desempenho hidráulico da bomba estudada.