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I. Princípio de funcionamento e materiais necessários

Antes de começarmos, vamos entender brevemente como funciona. Este tutorial aborda a bomba de água centrífuga mais comum. Quando o motor CC é ligado para acionar o impulsor e fazê-lo girar em alta velocidade, as pás impulsionam o fluxo de água. Sob a ação da força centrífuga, a água é lançada do centro do impulsor para a borda, formando assim uma zona de baixa pressão no centro. A água na borda é constantemente aspirada, enquanto a água na extremidade é expelida pela saída sob alta pressão.

Lista de materiais necessários

1. Fonte de alimentação principal: um motor CC (recomenda-se um motor de 5V a 12V, que pode ser facilmente alimentado por baterias ou USB).

2. Carcaça e impulsor da bomba: Uma pequena tampa de garrafa de plástico (usada como carcaça da bomba).
   Uma folha redonda de plástico ligeiramente menor que uma tampa de garrafa (pode ser cortada de outra garrafa para fazer uma hélice).

3. Sistema de entrada e saída de água: dois tubos finos e flexíveis (pode-se usar um tubo de gotejamento, um sistema de enchimento com esfera ou um canudo).
   Pistolas de cola quente e bastões de cola (para selar e fixar).

4. Alimentação e conexão: fonte de alimentação com a voltagem correspondente (como bateria de 9V, adaptador de energia de 12V ou bateria de lítio).
   Vários fios.
   (opcional) usado para controlar o interruptor facilmente.

II. Etapas de Produção

Passo 1: Fabrique o impulsor. O impulsor é o "coração" da bomba, e seu projeto afeta diretamente a altura de elevação e a vazão da bomba.

1. Alinhe o centro da folha plástica circular com o eixo do motor CC e marque o ponto central com uma caneta.
2. Recorte de 6 a 8 partes uniformemente do centro para as bordas. Observação: Não recorte completamente. Mantenha a área central intacta.
3. Dobre ligeiramente cada lâmina na mesma direção (sentido horário ou anti-horário) em um determinado ângulo; esta é a chave para gerar força centrífuga.
4. Por fim, faça um furo no centro do impulsor, encaixe-o firmemente no eixo do motor e fixe-o com uma gota de cola quente ou adesivo para garantir que não se solte.

Etapa 2: Faça a carcaça da bomba

Pegue uma tampa de garrafa de plástico. Essa será a carcaça da nossa bomba.

Faça dois furos na lateral da tampa da garrafa para conectar o tubo de entrada e o tubo de saída. Um furo deve ficar próximo à borda (para a saída de água) e o outro pode ser feito na lateral ou na parte superior (para a entrada de água). A distância entre os dois furos deve ser adequada.

Etapa 3: montagem e vedação

1. Insira o motor com a hélice no orifício central na parte superior da tampa da garrafa.
2. Insira as duas mangueiras nas entradas e saídas de água laterais, respectivamente. Observação: O tubo de saída deve ser instalado próximo à borda da tampa da garrafa, com a direção alinhada ao sentido de rotação do impulsor. Somente assim será possível obter a máxima eficiência no tratamento da água.
3. Etapa fundamental: Use uma pistola de cola quente para selar todas as frestas entre o motor e a tampa, bem como entre a mangueira e a tampa. A vedação é essencial para determinar se uma bomba d'água consegue gerar sucção e pressão suficientes. Certifique-se de que não haja vazamentos de ar.
4. Aguarde até que a cola quente esteja completamente curada.

Etapa 4: Conexão do circuito

1. Conecte os dois fios do motor CC ao cabo de alimentação. Se o motor girar no sentido errado, a bomba d'água não funcionará corretamente. Basta trocar os dois fios para inverter o sentido de rotação.
2. (Opcional) Conecte um interruptor em série no circuito para facilitar o controle.
3. Coloque o tubo de entrada na fonte de água e direcione o tubo de saída para o local onde o abastecimento de água é necessário.

III. Testes e otimização

A bomba pode ser ligada com uma bateria de 9 V ou um adaptador de energia de 12 V.

Problemas comuns na triagem:

• Sem água/com pouco fluxo de água: verifique a vedação da conexão para evitar vazamento de ar; confirme se o motor está girando no sentido correto. Otimize o ângulo de curvatura e o formato das pás do impulsor.

Dicas para melhorar o desempenho

• Aumento de tensão: Ao aumentar a tensão dentro da faixa de tensão nominal do motor, é possível aumentar a velocidade de rotação, a altura manométrica e a vazão.

• Otimize o impulsor: Utilize materiais como impressão 3D para criar um impulsor mais robusto e preciso.

• Redução do arrasto: assegure diâmetros adequados de entrada e saída do tubo, evite arestas vivas.

IV. Instruções de Uso e Segurança

Cenários de aplicação:

• Mini fontes de mesa, bombas de circulação para aquários;

• Sistemas automáticos de irrigação por gotejamento para plantas de varanda;

• Materiais didáticos sobre força centrífuga e princípios motores para o ensino fundamental e médio.

Avisos de segurança:

• Desligue as fontes de alimentação que excedam a tensão nominal do motor para evitar queima;

• As conexões do circuito devem ser bem isoladas, especialmente sob alta tensão;
  Não toque na hélice giratória enquanto ela estiver funcionando.

Conclusão

Este projeto não só permite construir uma pequena bomba de água prática, como também oferece uma aula sobre o princípio de funcionamento dos motores de corrente contínua e das bombas centrífugas. Divirta-se com a experiência prática e construa a sua agora mesmo!