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Universidade Federal de Pernambuco Máquinas Hidráulicas Bombas Hidráulicas Definição de Bombas Hidráulicas: São mmááquinasquinas operatrizesoperatrizes hidráulicas que transferem energia ao fluido com a finalidade de transportá-lo de um ponto a outro. Recebe energia de uma fonte motora qualquer e cedem parte desta energia ao fluido sob forma de energia de pressão, energia cinética ou ambas, isto é, aumentam a pressão do líquido, a velocidade ou ambas as grandezas. Principais Serviços de Aplicação de Bombas Hidráulicas: 1.Abastecimento de Água 2.Sistema de Esgoto 3.Drenagem 4.Rede de Incêndio 5.Indústria Química 6.Serviço Marítimo 7.Produção de Petróleo 8.Processamento de Petróleo 9.Sistema de Condensado 10.Sistema de Água de Refrigeração 11.Sistema de Alimentação de Caldeira 12.Sistema de Lubrificação 13.Ignição 14.Usinas de Celulose e papel 15.Indústria de Alimentos e Bebidas Classificação das Bombas Hidráulicas: As bombas hidráulicas são classificadas de acordo com o mecanismo de transferência de energia destas para o fluido: 1. Bombas Hidrodinâmicas, Dinâmicas ou Turbobombas: �Centrífugas �Fluxo Axial �Fluxo Misto �Regenerativas ou Periféricas 2. Bombas de Deslocamento Positivo: � Alternativas � Rotativas 3. Bombas Especiais. � Bomba de vácuo Classificação das Bombas Hidráulicas: 1. Dinâmicas, Hidrodinâmicas ou Turbobombas: � Centrífugas (Radiais); � Fluxo Misto; � Fluxo Axial; � Periféricas (Regenerativas) Classificação das Bombas Hidráulicas: 2. Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.1. Alternativas: � Pistão; � Êmbolo; � Diafragma. 2.2. Rotativas: � Engrenagens; � Lóbulos; � Parafusos; � Palhetas. Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas 1.1. Bombas Centrífugas (Radiais) Este tipo de bomba tem por princípio de funcionamento a transferência de energia mecânica para o fluido a ser bombeado em forma de energia energia cincinééticatica. Por sua vez, esta energia cinenergia cinéética tica éé transformada em energia de transformada em energia de pressãopressão fazendo o fluido que sai do impelidor passar por um conduto de área crescente. A energia cinética tem origem puramente centrífuga ou de arrasto ou combinação das duas. Usada para Cargas elevadas e Vazões relativamente baixas. Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas 1.1. Bombas Centrífugas (Radiais) Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas 1.1. Bombas de Fluxo Axial Toda a energia cinética é transmitida à massa líquida por forças puramente de arrastoarrasto. A direção de saída do líquido é paralela ao eixo. Este tipo de bomba é empregado quando se deseja Vazão elevada e Carga fornecida ao fluido pequena. Apesar de serem classificadas como centrífugas, seu princípio de funcionamento não se constata o efeito da força centrífuga. Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas 1.1. Bombas de Fluxo Axial Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas 1.1. Bombas de Fluxo Misto Fornecem energia cinética ao fluido sob a forma intermediária: através da força centrífuga e força de arrasto. O ângulo de saída do líquido α é: 90° < α < 180° Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas 1.1. Bombas Regenerativas (Periféricas) O fluido é arrastado através de um impelidor com palhetas na sua periferia de tal forma que a energia cinética é convertida em energia de pressão pela redução de velocidade na carcaça. Possuem desempenho parecido com as de deslocamento positivo. Em pregadas em casos de Carga elevada e Vazões baixas. Características das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas – Rotores: Princípio de Funcionamento das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas Princípio de Funcionamento das Bombas Hidráulicas: 1. Turbobombas, Dinâmicas ou Hidrodinâmicas Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): � A energia é fornecida ao líquido já sob a forma de pressão. Não havendo a necessidade de conversão como nas centrífugas. � O movimento do líquido é causado pela movimentação de um órgão mecânico, que obriga o líquido a executar o mesmo movimento de que ele está animado. � As forças transmitidas ao líquido têm a mesma direção do movimento geral do liquido. � A vazão média permanece constante independente do sistema em que elas atuam, desde que mantida a velocidade constante. Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): � A descarga é proporcional à velocidade da parte propulsora da máquina. � As bombas alternativas são usadas para altas pressões e pequenas descargas. � Muito usadas como bombas dosadoras. � São adequadas para bombeamento de líquidos contendo gases. � O rendimento volumétrico e a vazão sofrem pequenas variações em função da pressão de trabalho e da viscosidade do fluido de trabalho. Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.1. Alternativas As bombas alternativas são indicadas para serviços onde se requer cargas elevadas e vazões baixas. A descarga através da bomba é intermitente; As pressões variam periodicamente em cada ciclo; Esta bomba é capaz de funcionar como bomba de vácuo, caso não haja fluido a aspirar. Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.1. Alternativas 2.1.1. Pistão O órgão que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca com movimento alternativo dentro de um cilindro. Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.1. Alternativas 2.1.2. Êmbolo Princípio de funcionamento idêntico ao das alternativas de pistão. A diferença está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido. Bombas recomendadas para serviços de pressões mais elevadas (órgão de movimentação do líquido mais resistente). Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.1. Alternativas 2.1.3. Diafragma O órgão que fornece energia ao fluido é uma membrana acionada por uma haste em movimento alternativo. Há casos mais complexos que a haste age primeiro em um fluido (geralmente óleo) que por sua vez atua na membrana. Usada para dosagem de produtos. Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) A denominação genérica Bomba Rotativa, designa uma série de bombas volumétricas comandadas por um movimento de rotação, daí a origem do nome. O funcionamento volumétrico destas bombas consiste no preenchimento dos interstícios entre o componente girante e a carcaça, sendo que a somatória de todos eles, menos o vazamento natural (recirculação), corresponde à vazão total fornecida pela bomba. Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.1. Engrenagens Princípio de Funcionamento das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.1. Engrenagens Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.2. Lóbulos Princípio de Funcionamento das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.2. Lóbulos Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.3. Parafusos Princípio de Funcionamentodas Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.3. Parafusos Características das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.4. Palhetas Princípio de Funcionamento das Bombas Hidráulicas: 2. Bombas de Deslocamento Positivo (Alternativas e Volumétricas): 2.2. Volumétricas (Rotativas) 2.2.4. Palhetas Princípio de Funcionamento das Bombas Hidráulicas: 3. Bombas Especiais: Bombas de Vácuo. Máquinas de fluxo que operam a pressões inferiores da pressão atmosférica. (Geralmente de forma centrifugas). Exemplo: Chiller de absorção. Pressão de trabalho: 0,5 – 9 kpa. Comparação entre Turbobombas e Bombas Volumétricas Nas bombas volumétricas há uma proporcionalidade constante entre a descarga e a velocidade da bomba. A vazão bombeada praticamente independe da altura e/ou pressões a serem vencidas. Nas turbobombas a vazão bombeada depende das características de projeto da bomba, relação e características do sistema em que ela está operando. Nas bombas volumétricas o movimento do líquido dentro da bomba e o movimento impulsionador são exatamente os mesmos, mesma natureza, mesma velocidade em grandeza, direção e sentido. Comparação entre Turbobombas e Bombas Volumétricas Nas Turbobombas, embora os dois movimentos sejam relacionados entre si, não são absolutamente iguais. As bombas alternativas possuem vazão de bombeamento variável com o tempo, nas rotativas e turbobombas a vazão de bombeamento é constante com o tempo. Nas bombas volumétricas, o órgão mecânico transmite energia ao líquido sob a forma exclusivamente de pressão. Podem começar seu funcionamento com ar no seu interior. Nas turbobombas o início do bombeamento deve ser feito sem a presença de ar na bomba e sistema de sucção (a bomba deve está cheia de líquido). Comparação entre Turbobombas e Bombas Volumétricas Nas bombas volumétricas, o órgão mecânico transmite energia ao fluido sob a forma de pressão, (Aumento exclusivo da pressão, e não da velocidade). Nas turbobombas, a energia é transmitida por meio do impelidor sob a forma de energia cinética e de pressão. Aumento da velocidade e pressão. Campo de Aplicação das Bombas Hidráulicas • Introdução à Mecânica dos Fluidos, 6ª Ed. (Fox, Robert W.; Mcdonald Alan T.;Pritchard Philip J.), Editora: LTC; • Bombas Industriais (Mattos, Edson Ezequiel de; Falco, Reinaldo de), Editora: Interciência, 1998. • Máquinas Motrizes Hidráulicas (Macityre, A. J.) Editora: Guanabara.
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