MF Aula 03 - Classificação Bombas

Prévia do material em texto

Curso: Engenharia MecânicaCurso: Engenharia Mecânica
Disciplina: Máquinas de Fluxo
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Curso: Engenharia MecânicaCurso: Engenharia Mecânica
Disciplina: Máquinas de Fluxo
AULA 3
Bombas Hidráulicas:
� Histórico
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
� Histórico
� Conceito
� Turbobombas
� Bombas volumétricas
Máquinas acionadas que recebem energia mecânica de uma fonte motora (máquina acionadora) e
a transforma em energia cinética (movimento), energia de pressão (força), ou ambas, e as
transmitem ao líquido.
Conceitos Bombas Hidráulicas
300 a.C.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
600 a.C.
300 a.C.
200 a.C.
Revolução industrial; Exploração de minas (remoção da água); Surgimento das bombas tipo lift
e pistão (Século XVIII); Surgimento das bombas centrífugas (Século XVIII – 1818).
Evolução das Bombas
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Evolução das Bombas 
Surgimento dos carneiros hidráulicos (Século XVIII – 1818); Surgimento das bombas centrifugas
multi-estágios (Século XVIII – 1846).
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Classificação das Bombas
� Turbobombas: Transmitem energia cinética ao fluido cedida pela rotação do impelidor (rotor).
� Volumétricas: Transmitem energia de pressão ao fluido cedida pelo movimento de um
componente. Caracterizada por enchimento de espaços definidos na bomba e
posterior expulsão.posterior expulsão.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Classificação das Bombas
Bombas Volumétricas Turbobombas
Comparativo entre bombas volumétricas e turbobombas:
Vazão
Independe do sistema (altura e/ou
pressões a serem vencidas).
Proporcional à rotação e ao
volume deslocado por ciclo.
Depende das caracte-
rísticas de projeto da
bomba, da rotação e das
características do sistema.
Variável com o tempo Constante com o tempo
Princípio de 
Funcionamento
O órgão mecânico transmite
energia ao líquido sob forma
exclusivamente “de pressão”.
A energia é transmitida
pelo órgão mecânico sob a
forma cinética e “de
pressão”.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
pressão”.
Partida
Podem iniciar o seu funcionamento
com a presença de ar no seu
interior.
O início de funcionamento
deve ser feito sem a
presença de ar no seu
interior e no sistema de
sucção, ou seja, a bomba
deve estar preenchida de
líquido, isto é, escorvada.
Classificação das Bombas
Dinâmicas ou 
Bombas centrífugas 
Bombas de fluxo misto 
Puras ou radiais 
Tipo Francis
Bombas
Dinâmicas ou 
Turbobombas
Volumétricas ou 
Deslocamento 
positivo
Bombas de fluxo misto 
Bombas de fluxo axial 
Bombas periféricas ou 
regenerativas
Bombas alternativas
Pistão 
Êmbolo 
Diafragma
Engrenagens 
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
positivo
Bombas rotativas
Engrenagens 
Lóbulos 
Parafusos 
Palhetas 
Peristáltica
Turbobombas - Conceito
A energia é transferida para o líquido pela rotação de um eixo onde é montado o rotor/impelidor.
A geometria do impelidor e suas palhetas caracterizam os diferentes tipos de turbobombas.
Principais Tipos:
� Puras ou radiais;
� Axiais;
� Mistas�Toda energia cinética é
obtida através de forças
puramente centrífugas
�Empregadas quando se
deseja cargas elevadas
e vazões relativamente
baixas
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
baixas
Turbobombas - Conceito
A energia é transferida para o líquido pela rotação de um eixo onde é montado o rotor/impelidor.
A geometria do impelidor e suas palhetas caracterizam os diferentes tipos de turbobombas.
Principais Tipos:
� Axiais;
�Toda energia cinética é 
obtida através de forças 
puramente de arrasto
�Empregadas quando se 
deseja vazões elevadas e 
cargas relativamente 
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
cargas relativamente 
baixas
Sentido do fluxo Impelidor axial
Turbobombas - Conceito
A energia é transferida para o líquido pela rotação de um eixo onde é montado o rotor/impelidor.
A geometria do impelidor e suas palhetas caracterizam os diferentes tipos de turbobombas.
Principais Tipos:
� Mistas
�A energia cinética é 
obtida através de forças 
centrífugas e de arrasto
�Empregadas quando se 
deseja vazões e cargas 
intermediárias
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
intermediárias
Sentido do fluxo
Turbobombas – Principais tipos
� Principais tipos de bombas centrífugas horizontais
Rotor em balanço Multi-estágios Bi-apoiada
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Hermética Magnética
� Principais tipos de bombas centrífugas verticais
Turbobombas – Principais tipos
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Simples estágio Multi-estágio Submersa Submersa “Sapo”Altas rotações
Bombas Volumétricas Rotativas
Consiste em duas rodas dentadas, trabalhando dentro de uma caixa com folgas pequenas em
relação a carcaça.
Com o movimento das engrenagens o fluido, aprisionado nos vazios entre os dentes e a
carcaça, é empurrado e forçado a sair pela tubulação de saída.
� Bomba de Engrenagem
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Engrenagem interna Engrenagem externa
Bombas Volumétricas Rotativas
Consiste em duas rodas dentadas, trabalhando dentro de uma caixa com folgas pequenas em
relação a carcaça.
Com o movimento das engrenagens o fluido, aprisionado nos vazios entre os dentes e a
carcaça, é empurrado e forçado a sair pela tubulação de saída.
� Bomba de Engrenagem
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Têm o princípio de funcionamento similar ao das bombas de engrenagens. Podem ter dois, três
ou até quatro lóbulos, conforme o tipo.
São usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não-lubrificantes
de todas as viscosidades.
� Bomba de Lóbulos
Bombas Volumétricas Rotativas
de todas as viscosidades.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Lóbulos internos Lóbulos externos
Têm o princípio de funcionamento similar ao das bombas de engrenagens. Podem ter dois, três
ou até quatro lóbulos, conforme o tipo.
São usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não-lubrificantes
de todas as viscosidades.
� Bomba de Lóbulos
Bombas Volumétricas Rotativas
de todas as viscosidades.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
O rotor possui ranhuras radiais onde são alojadas palhetas rígidas, porém com movimento
livre. Devido à excentricidade do rotor em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma
redução de volume no sentido de escoamento.
Empregadas em sistemas hidráulicos com pressões médias ou baixas. São auto-aspirantes e
� Bomba de Paletas
Bombas Volumétricas Rotativas
Empregadas em sistemas hidráulicos com pressões médias ou baixas. São auto-aspirantes e
podem ser empregadas também como bombas de vácuo.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
O rotor possui ranhuras radiais onde são alojadas palhetas rígidas, porém com movimento
livre. Devido à excentricidade do rotor em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma
redução de volume no sentido de escoamento.
Empregadas em sistemas hidráulicos com pressões médias ou baixas. São auto-aspirantes e
� Bomba de Paletas
Bombas Volumétricas Rotativas
Empregadas em sistemas hidráulicos com pressões médias ou baixas. São auto-aspirantes e
podem ser empregadas também como bombas de vácuo.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Constam de um, dois ou três "parafusos" helicoidais que têm movimentos sincronizados através
de engrenagens. Essas engrenagens estão imersas em óleo ou graxa para lubrificação. Por
este motivo são silenciosas e sem pulsação.
Essas bombas são utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade elevada.
� Bomba de Parafusos
Bombas Volumétricas Rotativas
Essas bombas são utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade elevada.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Constam de um, dois ou três "parafusos" helicoidais que têm movimentos sincronizados através
de engrenagens. Essas engrenagens estão imersas em óleo ou graxa para lubrificação. Por
este motivo são silenciosas e sem pulsação.
Essas bombas são utilizadas para o transporte de produtos de viscosidadeelevada.
� Bomba de Parafusos
Bombas Volumétricas Rotativas
Essas bombas são utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade elevada.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Seu funcionamento baseia-se nos movimentos peristálticos. Um rotor desliza sobre a mangueira
interna proporcionando compressão e relaxamento alternados.
O fluido à frente da sapata é empurrado para a descarga enquanto a sapata traseira empurra
mais fluido.
� Bomba Peristáltica
Bombas Volumétricas Rotativas
mais fluido.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
� Bomba Peristáltica
Bombas Volumétricas Rotativas
Seu funcionamento baseia-se nos movimentos peristálticos. Um rotor desliza sobre a mangueira
interna proporcionando compressão e relaxamento alternados.
O fluido à frente da sapata é empurrado para a descarga enquanto a sapata traseira empurra
mais fluido.mais fluido.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
O componente que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca em movimento
alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a
produzir vácuo.
Bombas Volumétricas Alternativas
� Bombas de Pistão
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Bombas Volumétricas Alternativas
� Bombas de Pistão
O componente que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca em movimento
alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a
produzir vácuo.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença
entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido.
Por serem recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o componente
Bombas Volumétricas Alternativas
� Bombas de Êmbolo
de movimentação do líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar
o projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem ter dimensões pequenas.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença
entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido.
Por serem recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o componente
de movimentação do líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o
Bombas Volumétricas Alternativas
� Bombas de Êmbolo
de movimentação do líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o
projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem ter dimensões pequenas.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
O componente que fornece a energia ao líquido é uma membrana acionada por uma haste
com movimento alternativo.
São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste,
Bombas Volumétricas Alternativas
� Bombas de Diafragma
São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste,
varia-se o volume admitido.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Bombas Volumétricas Alternativas
� Bombas de Diafragma
O componente que fornece a energia ao líquido é uma membrana acionada por uma haste
com movimento alternativo.
São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste,São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste,
varia-se o volume admitido.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo
Referências Bibliográficas
� De FALCO, R., MATTOS E. E, "Bombas industriais", Editora Mcklausen, 1992.
� MACACINTYRE, A. J., "Máquinas Motrizes Hidráulicas", Editora Guanabara Dois, 1983.
� LIMA, EPAMINONDAS PIO C, “Mecânica das Bombas”, 2ª ed, Rio de Janeiro: Editora� LIMA, EPAMINONDAS PIO C, “Mecânica das Bombas”, 2ª ed, Rio de Janeiro: Editora
Interciencia, Petrobrás, 2003.
� SILVA, JAIRO TORRES DA, “Bombas Centrífugas Passo a Passo: Manual prático de
manutenção e operação” , 1ª ed, Salvador: Turbotech Engenharia Ltda, 1999.
Prof.: Ricardo FariasMáquinas de Fluxo