Classificação das bombas- Bombas Centrifugas, Bombas Volumétricas

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BOMBAS 
 
 Bombas são máquinas operatrizes hidráulicas que conferem energia ao líquido para transportá-lo de um ponto para 
outro. 
 Recebem energia de uma fonte motora qualquer e cedem parte dessa energia ao fluido como energia depressão, 
cinética ou ambas. 
 Rendimento da bomba: É a relação entre a energia cedida pela bomba ao líquido e a energia que foi recebida da fonte 
motora. 
 Classificadas: Feita pela transformação do trabalho em energia hidráulica ou seja pelo recurso utilizado para ceder 
energia ao líquido. 
Principais classificações das bombas: 
a) Turbobombas, bombas rotodinâmicas ou centrífugas; b) Bombas de deslocamento positivo ou 
volumétricas. 
 
 
 
Bombas centrífugas ou Turbobombas 
 
Características gerais: 
 
• Nas turbo bombas a finalidade do rotor, também chamado impulsor ou impelidor é comunicar à massa 
líquida aceleração, para adquirir energia cinética; 
• O rotor é em essência um disco ou uma peça de formato cônico dotado de pás 
• Trabalham em regime permanente, o que é de fundamental importância em grande números de 
aplicações; 
• Fornecem boa flexibilidade operacional, pois a vazão pode ser modificada por recirculação, fechamento 
parcial da válvula na tubulação de descarga ou por mudança de rotação ou de diâmetro externo do impelidor; 
• Cobrem uma ampla faixa de vazão, desde vazões moderadas até altas vazões; 
• Permitem bombear líquidos com sólidos em suspensão 
Bombas
Centrífugas ou 
turbobombas
Bombas de 
fluxo misto
Bombas de 
fluxo axial
Volumétricas 
ou de 
deslocamento
Bombas 
Alternativas
Bombas 
Relativas
 
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a) Bombas de Deslocamento Positivo ou Volumétricas: 
 
 
 Nas bombas volumétricas ou de deslocamento positivo são aquelas em que a energia é fornecida ao 
líquido sob a forma de pressão, não havendo portanto a necessidade de transformação, como no caso das 
bombas centrífugas. 
 O líquido, enche, e depois é expulso, de espaços com volume determinado. 
 As bombas de deslocamento positivo podem ser: alternativas e rotativas. 
 Nas bombas alternativas: o líquido recebe a ação das forças diretamente de um pistão ou êmbolo 
 Nas bombas rotativas: o líquido recebe a ação de forças provenientes de uma ou mais peças dotadas de 
movimento de rotação, com energia de pressão. 
 Os tipos mais comuns de bombas de deslocamento positivo rotativas são: bomba de engrenagens, bomba 
helicoidal, de palhetas e pistão giratório. 
 
Características gerais - bombas alternativas: 
• bombeamento de água de alimentação de caldeiras, óleos e de lamas; 
• imprimem as pressões mais elevadas dentre as bombas e possuem pequena capacidade; 
• podem ser usadas para vazões moderadas; 
• podem operar com líquidos muito viscosos e voláteis; 
• capazes de produzir pressão muita alta; 
• operam com baixa velocidade. 
 
Características gerais - bombas rotativas: 
• provocam uma pressão reduzida na entrada e, com a rotação, empurram o fluido pela saída; 
• a vazão do fluido é dada em função do tamanho da bomba e velocidade de rotação, ligeiramente 
dependente da pressão de descarga; 
• fornecem vazões quase constantes; 
• são eficientes para fluidos viscosos, graxas, melados e tintas; 
• operam em faixas moderadas de pressão; 
• capacidade pequena e média. 
 
Características: 
- Utilizadas principalmente nas indústrias farmacêuticas, de alimentos e de petróleo. 
- Eficientes para fluidos viscosos, graxas e tintas; 
- Operam em faixas moderadas de pressão; 
- Capacidade pequena e média; 
- Utilizadas para medir "volumes líquidos" 
 
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Tipos: 
- Engrenagens; 
- atuada externamente ( as 2 engrenagens giram em sentidos opostos); 
- atuada internamente ( só um rotor motriz ); 
- Rotores lobulares: bastante usada em alimentos; 
- Parafusos helicoidais ( maiores pressões); 
- Palhetas: fluidos pouco viscosos e lubrificantes; 
- Peristáltica: pequenas vazões, permite transporte asséptico. 
 
Bombas Centrífugas 
 As centrífugas, ou turbo máquinas, compreendem as máquinas dotadas de rotor, montadas sobre um eixo, 
dentro de uma carcaça. 
 A ação de bombeamento produz, a circulação do fluido através da bomba, originando uma redução ou 
sucção no lado de admissão. Trata-se de uma classe importante de bombas e com características bem 
diferentes, já que a vazão depende da temperatura e da descarga; a característica de funcionamento depende 
da forma do rotor, bem como do tamanho e velocidade da bomba. 
 As bombas centrífugas propriamente ditas têm um rotor cuja forma obriga ao líquido deslocar-se 
radialmente. Outras possuem rotores que deslocam o líquido axialmente. Entre ambos os tipos de rotores, 
existem os que deslocam o líquido mediante componentes axiais e radiais de velocidade, ou seja, da bomba 
que seria denominada de fluxo misto. 
Geralmente, os sub-tipos “centrífugo”, de “fluxo misto”, e de “fluxo axial” são aceitos na classificação de 
bombas de turboação. 
Da mesma forma que o grupo das centrífugas, as de fluxo axial e as de fluxo misto, derivam da classificação 
conforme a direção do fluxo. 
Se tanto o fluxo radial quanto o axial derivam de um rotor que apresenta as bordas de entrada e saída ambas 
inclinadas, com respeito ao eixo, e descarregando em um invólucro, a bomba poderá ser classificada como do 
tipo helicoidal. Se o rotor for de forma similar, ou seja, gerador de fluxo misto, porém com palhetas diretrizes, 
colocadas a continuação, que modificam a direção do fluxo, a bomba poderá ser classificada do tipo diagonal. 
Assim, uma sub-classificação básica e lógica, das bombas rotodinâmicas é: 
• Bombas centrífugas 
• Fluxo misto1. Helicoidais2. Diagonais 
• Fluxo axial 
 
Princípio de operação de uma bomba centrífuga 
 
A bomba centrífuga converte a energia mecânica fornecida por um elemento acionador, exemplo, um motor 
 
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elétrico, Diesel, turbina a vapor ou gás, em energia cinética cedida ao líquido bombeado. Esta energia, agora 
existente no interior do líquido é transformada em energia potencial. 
 
 
 
 
De modo geral podemos dizer que uma bomba centrífuga consta de uma câmara fechada, com um rotor. O 
rotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo transmissor de energia mecânica do motor. A carcaça é a parte 
da bomba onde, no seu interior , a energia de velocidade é transformada em energia depressão, o que 
possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque. É no seu interior que está instalado o conjunto girante 
(eixo-rotor) que torna possível o impulsionamento do líquido. 
 
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A carcaça pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta é a mais comum podendo ser simples ou 
dupla . Como as áreas na voluta não são simetricamente distribuídas em torno do rotor, ocorre uma 
distribuição desigual de pressões ao longo da mesma. Como conseqüência deste fenômeno temos para 
pequenas vazões, eixos de maior diâmetro no rotor. Outra providência para minimizar este empuxo radial é a 
construção de bombas com voluta dupla, que consiste em se colocar uma divisória dentro da própria voluta, 
dividindo-a em dois condutos a partir do início da segunda metade desta, ou seja, a 180o do início da "voluta 
externa", de modo a tentar equilibrar estas reações duas a duas, ou minimizar seus efeitos. 
 
 
 
 
Voluta dupla 
 
Para vazões médias e grandes, alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilíbrio do 
empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilíbrio do empuxo radial. A carcaça tipo difusor não 
apresenta força radial, mas seu emprego é limitado a bombas verticais tipo turbina, bombas submersas ou 
horizontais de múltiplos estágios e axiais de grandes vazões. A carcaça tipo difusor limita o corte do rotor de 
modo que sua faixa operacional com bom rendimento torna-se reduzida. 
 
 
 
 
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Difusor ou carcaça ou recuperador fa z a con tenç ão d o fluido bombeado, transforma em: E n e rg i a cinética (v2 /2g) em Energia de pressão (P/γ) Teorema de Bernoulli. 
O fluido entra no centro da carcaça devido ao vácuo e é acelerado pelas pás do rotor que gira a alta 
velocidade. A energia cinética é convertida em energia de pressão. Quanto maior é o número de palhetas 
menor é a perda por turbulência. 
Logo abaixo podemos observar o corte transversal o funcionamento de uma bomba centrífuga. 
 
 
As bombas centrífugas podem ser : 
 
- Fluxo axial: simples ou múltiplo estágio rotor aberto/fechado 
 
- Fluxo misto entrada simples auto-escorvante estágio simples 
 
- Fluxo radial entrada dupla não-escorvante múltiplo estágio 
 
Nos dois últimos casos, o rotor pode ser aberto, semi-aberto ou fechado. 
 
Vantagens das bombas centrífugas: 
 
a) Construção simples e baixo custo 
 
b) Fluido é descarregado a uma pressão uniforme, sem pulsações 
 
c) A linha de descarga pode ser estrangulada (parcialmente fechada) ou completamente fechada 
sem danificar a bomba 
 
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d) Permite bombear líquidos com sólidos 
 
e) Pode ser acoplada diretamente a motores 
 
f) Não há válvulas envolvidas na operação de bombeamento 
 
g) Menores custos de manutenção que outros tipos de bombas 
 
h) Operação silenciosa (depende da rotação) 
 
Desvantagens das bombas centrífugas: 
 
a) Não servem para altas pressões 
 
b) Sujeitas à incorporação de ar precisam ser escorvadas 
 
c) A máxima eficiência da bomba ocorre dentro de um curto intervalo de condições 
d) Não consegue bombear líquidos muito viscosos (limite 40 cp) 
 
Condições ótimas de utilização das bombas 
 
Todas as bombas têm condições ótimas de utilização, ou seja, são mais adequadas para um determinado tipo 
de fluido, em uma faixa de pressão e a uma dada vazão volumétrica. As bombas centrífugas são construídas 
de modo a fornecerem uma ampla faixa de vazões, desde uns poucos l/min até 3.104 l/min. As pressões de 
descarga podem atingir algumas centenas de atmosferas. Elas trabalham com líquidos límpidos, líquidos com 
sólidos abrasivos ou ainda, com alto conteúdo de sólidos, desde que o líquido não seja muito viscoso (500 
centi-Stokes de viscosidade cinemática). 
1 Stoke = 100 centistokes = 1 cm2/s = 0.0001 m2/s). 
 
As bombas alternativas de pistão só podem ser utilizadas para deslocamento de fluidos clarificados e 
limpos, não podendo manusear fluidos abrasivos. São utilizadas para altas pressões, que somente são 
alcançadas para esses tipos de bombas, porém fornecem baixas vazões. Por outro lado, as bombas de 
diafragma e as peristálticas são específicas para líquidos corrosivos, soluções alcalinas, polpas, líquidos 
biológicos, etc. 
As bombas rotativas são especificamente indicadas para fluidos viscosos, porém não abrasivos. Por isso são 
usadas, especialmente, com sucos concentrados, chocolate e geléias. 
Vórtice 
Denomina-se de vórtice o movimento em espiral gerado a partir da superfície livre de um líquido quando este 
escoa por um orifício, quando este orifício encontra-se a uma profundidade inferior a um determinado limite. 
Como a entrada de água na sucção de um bombeamento assemelha-se a situação descrita, caso não sejam 
tomadas precauções, poderá haver condições favoráveis ao aparecimento do problema. O crescimento 
contínuo do vórtice pode dar origem a entrada de ar no interior da bomba provocando cavitação no interior da 
mesma. Portanto o dimensionamento poços de sucção deve ser efetuado de modo a impedir a entrada de ar 
 
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nas instalações. Algumas recomendações são básicas para se evitar o fenômeno, a saber: 
 o bocal de entrada da tubulação de sucção deve distar das paredes pelo menos duas vezes o diâmetro e 
submerso em pelo menos três vezes (mínimo de 0,50m); 
 o bocal deve ter forma alargada (boca de sino) quando não existir válvula de ou crivo e folga mínima para o 
fundo do poço de 0,5 a 1,5 vezes diâmetro da sucção; 
 a largura (ou diâmetro) do poço de sucção multiplicada pela profundidade do líquido acima do bocal 
equivale a uma área, no mínimo, 10 vezes maior que a seção horizontal do mesmo poço; 
 a velocidade de aspiração seja inferior. 
 
Escorvamento 
Escorvar uma bomba é encher de líquido sua carcaça e toda a tubulação de sucção, de modo que ela entre em 
funcionamento sem possibilidade de bolhas de ar em seu interior. No caso de bombas com sucção positiva 
este escorvamento é mantido com a utilização das válvulas de pé, principalmente em sucções com 
diâmetros inferiores a 400mm, sendo o enchimento executado através do copo de enchimento para pequenas 
bombas e de by pass na válvula de retenção no recalque. Para grandes instalações recorrem- se às bombas 
de vácuo ou ejetores. Para grandes valores de NPSHr utilizam- se instalações com bombas afogadas ou 
submersas, onde temos o chamado auto escorvamento. 
 
CAVITAÇÃO 
 
A cavitação é uma situação que pode ocorrer em qualquer tipo de bomba. Geralmente acontece quando há 
falta de fornecimento de líquido e a bomba trabalha com uma vazão menor daquela para a qual foi 
projetada. 
A cavitação diminui a eficiência, desgasta os metais das pás do rotor, gera vibração mecânica e ruído. 
As causas comuns da cavitação são a diminuição da pressão de sucção, NPSH insuficiente ou operação a 
velocidades muito altas. Geralmente o ponto crítico depende da velocidade do rotor. 
A cavitação diminui a eficiência, desgasta os metais das pás do rotor, gera vibração mecânica e ruído. 
O NPSH do sistema também depende da velocidade do rotor.