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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO TOCANTINS
UNITINS
ELEVAÇÃO DE ÁGUA
BOMBAS HIDRÁULICAS
DISCIPLINA: HIDRÁULICA AGRÍCOLA
Prof.ª LEDA VERONICA BENEVIDES D. SILVA
leda.vb@unitins.br
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BOMBAS HIDRÁULICAS I
VIDEOAULA DISPONÍVEL EM:
https://youtu.be/ePDTEHm7g14
Disciplina: HIDRÁULICA AGRÍCOLA
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HIDRÁULICA AGRÍCOLA
• ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO
BOMBAS HIDRÁULICAS
Bomba
Motor
Reservatório de água
(opcional)
Fonte hídrica
Área irrigada
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HIDRÁULICA AGRÍCOLA
• BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas hidráulicas são máquinas que transformam a energia
mecânica recebida (de motor ou turbina) em energia hidráulica, que é
fornecida ao líquido sob a forma de vazão ou pressão.
BOMBAS HIDRÁULICAS
MotorBomba
Torque ou
rotação
En. Cinética
En. Pressão
Entrada da
água
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas volumétricas (de deslocamento positivo):
 Fornecem energia ao um fluido sob forma de pressão;
 Movimentação do fluido é causada diretamente por um dispositivo
mecânico da bomba;
 O fluido, sucessivamente, enche e depois é expulso de espaços
com volume determinado no interior da bomba;
 Órgão mecânico pode ter movimento rotativo ou alternativo;
 Fluido executa o mesmo movimento do dispositivo (velocidade,
grandeza, direção e sentido);
 Exemplo: bombas de êmbolo, bombas rotativas.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas volumétricas (de deslocamento positivo):
BOMBAS HIDRÁULICAS
Créditos: IHS Engineering360
Admissão
Descarga
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas volumétricas:
 Alternativa
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas volumétricas:
 Bombas Rotativas: comandadas por um movimento de rotação.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas volumétricas:
 Bombas de Lóbulos
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bombas volumétricas:
 Bomba Volumétrica de Parafusos
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA VOLUMÉTRICA
BOMBAS HIDRÁULICAS
https://www.youtube.com/watch?v=99jOhZaehVQ
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Turbobombas/Bombas Cinéticas (de deslocamento não-positivo):
 Movimentação ocorre em consequência da rotação de uma ou mais
peças internas (rotor, impulsor);
BOMBAS HIDRÁULICAS
Descarga
 A ação do rotor orienta a trajetória do
fluido na bomba, desde a seção de
entrada até a saída.
 Fornecem energia na forma de energia
cinética.
 Exemplo: bombas centrífugas.
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Turbobombas/Bombas Cinéticas (de deslocamento não-positivo):
 Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor
BOMBAS HIDRÁULICAS
RADIAL/CENTRÍFUGA AXIAL MISTO/DIAGONAL
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Turbobombas/Bombas Cinéticas (de deslocamento não-positivo):
 Bombas Centrífugas ou Radiais: operam vazões pequenas e grandes 
alturas.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Turbobombas/Bombas Cinéticas (de deslocamento não-positivo):
 Bombas Axiais: operam grandes vazões e baixas alturas.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
 Turbobombas/Bombas Cinéticas (de deslocamento não-positivo):
 Bombas Diagonais ou Mistas: operam médias vazões e médias alturas.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• TIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
BOMBAS HIDRÁULICAS
Deslocamento Positivo:
Deslocamento Não-Positivo:
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• TIPOS DE BOMBAS - Vantagens x Desvantagens
BOMBAS HIDRÁULICAS
Bombas Volumétricas Turbo-bombas
Relação constante entre vazão de descarga e a
velocidade da bomba
A vazão bombeada depende das características de
projeto da bomba, da rotação e das características
do sistema em que está operando
A vazão bombeada praticamente independe da
altura e/ou pressão a serem vencidas
A energia é transmitida ao fluido pelo órgão
mecânico, sob forma cinética, que posteriormente é
convertida em energia de pressão
O órgão mecânico transmite energia ao fluido
sob forma exclusivamente de pressão
O início de funcionamento deve ser com a bomba
cheia de fluido (escorvada).
Podem iniciar seu funcionamento com a
presença de ar em seu interior
Menor custo de aquisição e manutenção
Conseguem bombear líquidos muito viscosos
Aplicações que demandam altas pressões
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RADIAL
AXIAL
DIAGONAL
Créditos: Engineer's Edge
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• PARTES DE UMA TURBOBOMBA
 BOMBA CENTRÍFUGA
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• PARTES DE UMA TURBOBOMBA
 BOMBA CENTRÍFUGA
BOMBAS HIDRÁULICAS
Créditos: Commons
Bomba Centrífuga
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• PARTES DE UMA TURBOBOMBA
 TIPOS DE ROTOR (Bombas Centrífugas)
BOMBAS HIDRÁULICAS
FECHADO
SEMI-ABERTO
ABERTO
 Abertos: líquidos com sólidos em
suspensão.
 Semi-aberto: líquidos com pequenas
quantidades de sólidos em suspensão.
 Fechados: líquidos sem sólidos em
suspensão.
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• PARTES DE UMA TURBOBOMBA
 TIPOS DE ROTOR (Bombas Centrífugas)
BOMBAS HIDRÁULICAS
ROTOR FECHADO ROTOR SEMI-ABERTO ROTOR ABERTO
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• PARTES DE UMA TURBOBOMBA
 Número de rotores
 Monoestágio: apenas um rotor.
BOMBAS HIDRÁULICAS
 Multiestágio: mais de um rotor
(pressões mais elevadas)
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• PARTES DE UMA TURBOBOMBA
BOMBAS HIDRÁULICAS
Bomba multiestágio de poços profundos
Bomba monoestágio com rotor aberto
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• FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA
 O líquido é succionado pela ação do rotor que gira rapidamente
dentro da carcaça.
 O movimento produz uma zona de vácuo (no centro) e outra de alta
pressão (na periferia).
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA
BOMBAS HIDRÁULICAS
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HIDRÁULICA AGRÍCOLA
• FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA
 O líquido é succionado pela ação do rotor que gira rapidamente
dentro da carcaça.
 O movimento produz uma zona de vácuo (no centro) e outra de alta
pressão (na periferia).
 O líquido entra em contato com as pás do rotor e a sua velocidade é
aumentada;
 O líquido acelerado é jogado contras as paredes da carcaça,
reduzindo sua velocidade e aumentando a sua pressão (Teorema de
Bernoulli).
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA
BOMBAS HIDRÁULICAS
https://www.youtube.com/watch?v=BaEHVpKc-1Q
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• INSTALAÇÃO DE BOMBAS
 Alturas geométricas (estáticas):
 hS: altura geométrica de sucção (diferença
de nível entre o centro da bomba e a
superfície de captação);
 hR: altura geométrica de recalque (diferença
de nível entre ponto onde líquido sai dabomba e o centro da bomba);
 hE: altura geométrica de elevação: hE=hS+hR
 Alturas totais (dinâmicas/manométricas):
 HS: altura total de sucção
 HR: altura total de recalque
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• INSTALAÇÃO DE BOMBAS
BOMBAS HIDRÁULICAS
altura 
geométrica 
de recalque
altura 
geométrica 
de sucção
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• INSTALAÇÃO DE BOMBAS
 Sucção
HS = hS + hfs
hfs: perdas de carga na sucção
 Recalque
HR = hR + hfR
hfR: perdas de carga no recalque
 Sistema de bombeamento
Hman = HS + HR
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• INSTALAÇÃO DE BOMBAS
BOMBAS HIDRÁULICAS
 Bomba de Sucção Positiva – o
eixo da bomba acima do N.A. do
reservatório de sucção.
 Bomba de Sucção Negativa ou
Afogada – eixo da bomba abaixo
do N.A. do reservatório de sucção.
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• EXERCÍCIO
Determine: hR, hS, hE, HR, HS, Hman
hfS = 2m
hfR = 8m
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• EXERCÍCIO
Determine: hR, hS, hE, HR, HS, Hman
hfS = 2m
hfR = 8m
Resposta: 26m, 4m, 30m, 34m, 6m, 40m
BOMBAS HIDRÁULICAS
hR
hS
hEHR = hR + hfR
HS = hS + hfS
HMAN = HR + HS
= 26 m + 8 m = 34 m
= 4 m + 2 m = 6 m
= 34 m + 6 m = 40 m
= 26 m
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• POTÊNCIA REQUERIDA À BOMBA
 Em CV
𝐏𝐨𝐭𝐁 𝐂𝐕
𝛄 𝐐 𝐇𝐦𝐚𝐧
𝟕𝟓𝛈
BOMBAS HIDRÁULICAS
 Em que:
PotB: potência da bomba;
: peso específico do fluido (Kgf/m3);
Q: vazão volumétrica (m3/s);
Hman: altura manométrica (mcf; kgf/kgf);
: rendimento da bomba (decimal).
1cv = 736 W = 0,736 kW
1kW = 1.000 W = 1,539 CV
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• POTÊNCIA REQUERIDA À BOMBA - POTÊNCIA INSTALADA
BOMBAS HIDRÁULICAS
Potência da Bomba 
Hidráulica (PotB)
Potência do motor 
elétrico
PotB ≤ 2 CV + 50%
2 CV < PotB ≤ 5 CV + 30%
5 CV < PotB ≤ 10 CV + 20%
10 CV < PotB ≤ 20 CV + 15%
PotB > 20 CV + 10%
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• POTÊNCIA REQUERIDA À BOMBA - POTÊNCIA INSTALADA
 Potências nominais de motores elétricos padronizados (Norma 
ABNT) – em CV
BOMBAS HIDRÁULICAS
1/12 1/8 1/6 1/4 1/3 1/2 3/4
1 1 ½ 2 3 5 6 7 ½
10 12 ½ 15 20 25 30 35
40 45 50 60 75 100 125
150 200 250 300 350 425 475
530 600 675 750 850 950
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• EXEMPLO 7.4 (Livro Geanini)
A bomba hidráulica modelo KSB ETA 50 33/2, quando funcionando a
1710 rpm, fornece uma vazão de 35 m3/h de água a uma altura
manométrica de 46 mca, com eficiência de bombeamento de  = 71%.
Pede-se:
a) A potência necessária à bomba hidráulica em CV e kW
b) A potência instalada e a do motor comercial padronizado
Dados:
Q = 35 m3/h = 9,7222 x 10-3 m3/s
Hm = 46 mca
 = 71% = 0,71
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• RESOLUÇÃO
1) Calcular a potência da bomba hidráulica
2) Calcular a potência instalada
Considerar a folga necessária ao motor
BOMBAS HIDRÁULICAS
motorP = 8,4 CV + (1,68 CV)
75η
HQγ(cv)Pot manB 
Dados:
Q = 9,7222 x 10-3 m3/s
Hm = 46 mca
 = 0,71
 
 0,71 x 75
46mca x /sm x109,72x kg/m 1000 33
 CV 8,4
 P kW 0,736 x P (CV)    6,2kW8,4 x 0,736 
motorP = 10,1 CV = 7,4 kW
3) Escolha do motor
1/12 1/8 1/6 1/4 1/3 1/2 3/4
1 1 ½ 2 3 5 6 7 ½
10 12 ½ 15 20 25 30 35
40 45 50 60 75 100 125
150 200 250 300 350 425 475
530 600 675 750 850 950
Potências padrão para motores elétricos no
Brasil (em CV):
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• AFINIDADES HIDRÁULICAS
 Velocidade de rotação alterada e mantidos constantes diâmetro do 
rotor e rendimento da bomba
 Vazão (Q) x velocidade do rotor (N):
 Altura manométrica (Hman) x velocidade do rotor (N):
 Potência (P) x velocidade do rotor (N):
BOMBAS HIDRÁULICAS
2
1
2
1
N
N
Q
Q

2
2
1
2
1






N
N
H
H
man
man
3
2
1
2
1






N
N
P
P
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• AFINIDADES HIDRÁULICAS
 Diâmetro do rotor alterado e mantidos constantes a velocidade de 
rotação do rotor e rendimento da bomba hidráulica
 Vazão (Q) x diâmetro do rotor (D):
 Altura manométrica (Hman) x diâmetro do rotor (D):
 Potência (P) x diâmetro do rotor (D):
BOMBAS HIDRÁULICAS
2
1
2
1
D
D
Q
Q

2
2
1
2
1






D
D
H
H
man
man
3
2
1
2
1






D
D
P
P
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• EXEMPLO
Uma bomba centrífuga está funcionando com as seguintes características:
Q1 = 20 m3/h
HMAN1 = 62 mca
Potabs 1 = 7,65 cv
Motor diesel  2200 RPM
Calcule os valores de vazão, altura manométrica total e potência absorvida para
1750 RPM.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• RESOLUÇÃO
1) Calcular a vazão (Q) da bomba hidráulica para a nova velocidade de rotação
SITUAÇÃO: Velocidade de rotação alterada e mantidos constantes diâmetro do rotor e rendimento da bomba
2) Calcular a altura manométrica (Hman) da bomba hidráulica para a nova velocidade de rotação
3) Calcular a potência absorvida (P) da bomba hidráulica para a nova velocidade de rotação
BOMBAS HIDRÁULICAS
1 1
2 2
Q N=
Q N
3
2
20 m /h 2200 RPM=
Q 1750 RPM
 32Q = 15,91 m /h
1
2
2
man 1
man 2
H N=
H N
 
 
  2
2
man
62 mca 2200 RPM=
H 1750 RPM
   
 
2manH = 39,2 mca
3
1 1
2 2
P N=
P N
 
 
 
3
2
7,65 cv 2200 RPM= = 3,85cv
P 1750 RPM
   
 
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• NPSH e Cavitação
 NPSH (Net Positive Suction Head) ou APLS (altura positiva líquida de 
sucção)
 NPSHd: disponibilidade de energia com que o líquido entra na bomba.
 Depende das condições locais.
 Característica de instalação da bomba.
 NPSHR > NPSHD  Cavitação
hv: tensão de vapor
BOMBAS HIDRÁULICAS
HvhfsHgs
γ
local PatmNPSH D 
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• NPSH e Cavitação
 NPSH (Net Positive Suction Head) ou APLS (altura positiva líquida de 
sucção)
BOMBAS HIDRÁULICAS
HvhfsHgs
γ
local PatmNPSH D 
Patm local 10,33 0,0012 L
γ
 
 Em que:
NPSHD: NPSH disponível (mca);
Patmlocal: Pressão atmosférica local (mca);
Hgs: altura geométrica de sucção (m);
hfs: perda de carga na sucção (mca);
Hv: pressão de vapor (mca) – tabelado
L: altitude do local de instalação (m).
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Valores de pressão parcial de vapor (mca) em função da temperatura
do líquido.
BOMBAS HIDRÁULICAS
T (ºC) Hv (mca)
15 0,17
20 0,24
25 0,32
30 0,43
35 0,57
40 0,75
45 0,97
50 1,26
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• NPSH e Cavitação
 Cavitação
 Ocorre quando o líquido na entrada da bomba atinge pressão inferior à 
pressão de vapor (Hv).
 O líquido entra em ebulição à temperatura ambiente e transforma-se 
em vapor, formando bolhas.
 Bolhas recebem acréscimo de energia das pás do rotor e pressão se 
torna superior à Patm.
 Elevada pressão externa faz com que as bolhas sofram condensação 
(explosão).
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• NPSH e Cavitação
 Cavitação - Efeitos
 Corrosão  remoção de pedaços da parede de rotores e carcaça;
 Queda de rendimento;
 Aumento da potência no eixo (potência requerida);
 Trepidação, vibração, desbalanceamento; Ruído, martelamento
(implosão das bolhas).
BOMBAS HIDRÁULICAS
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• CAVITAÇÃO
BOMBAS HIDRÁULICAS
https://www.youtube.com/watch?v=6I9Xb0kIly0
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• EXEMPLO
Dados:
Pede-se:
a) ONPSHd
b) Verificar se haverá cavitação
c) Determinar a máxima altura geométrica de sucção para evitar a cavitação
BOMBAS HIDRÁULICAS
Altitude = 900 m
Líquido: água a 30oC (Hv = 0,43 mca)
Sucção: Hgs = 4 m
Q = 35 m3/h
hfs = 1 mca
NPSHr = 6 mca (catálogo da bomba)
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• RESOLUÇÃO
1) Calcular o NPSH disponível na instalação da bomba
Obter a Patm local
Obter a NPSHD
2) Verificar se haverá cavitação
Para não haver cavitação
NPSHr < NPSHd
No exemplo:
NPSHr > NPSHd Haverá cavitação
BOMBAS HIDRÁULICAS
 
HvhfsHgs
γ
local PatmNPSH D 
Patm local 10,33 0,0012 L
γ
  10,33 0,0012 (900 m)   = 9,25 mca
D
Patm localNPSH Hgs hfs Hv
γ
    3,82 mca= 9,25 mca 4 m 1 mca 0,43 mca  
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• RESOLUÇÃO
3) Determinar a máxima altura geométrica de sucção para evitar a cavitação
Para que não haja cavitação  Altura geométrica tem que ser tal que NPSHd ≥ NPSHr
BOMBAS HIDRÁULICAS
R máx
Patm localNPSH Hgs hfs Hv
γ
   
máxHgs 1,82 mca 
= 9,25 mca 6 mca 1 mca 0,43 mca  máx R
Patm localHgs NPSH hfs Hv
γ
    