Bombas 2

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Bombas e 
Compressores
Prof. Rodrigo S. Vieira
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS I
Cavitação
 Abaixo de um determinado valor de pressão (pressão crítica), as
impurezas e gases dissolvidos (microbolhas) num líquido favorecem a
formação de bolhas maiores neste fluido. Então, na veia líquida
começam a aparecer mais e mais macrobolhas à medida que a
pressão cai.
 Esta pressão crítica normalmente fica em torno da pressão de
vapor do líquido à temperatura de operação.
 Se a pressão do líquido é levada novamente a valores acima da
pressão crítica, as bolhas geradas entram em colapso (implodem). O
líquido ao redor ocupa o espaço deixado instantaneamente pelo gás,
gerando ondas de choque e microjatos de fluido.
 Quando este fenômeno, a cavitação, ocorre na proximidade de
peças metálicas, gera vibração, ruído e erosão nas peças envolvidas.
Cavitação
Nas bombas centrífugas, se a pressão na sucção chegar a níveis
abaixo da pressão crítica do líquido, a bomba provavelmente irá
cavitar, provocando ruído, vibração, erosão severa e acentuada
perda de rendimento da bomba.
A cavitação é um fenômeno indesejável e deve ser equacionado.
Para isto deve-se garantir que a pressão do líquido na entrada do
impelidor esteja acima da pressão crítica do fluido.
Num sistema de bombeamento já existente, em geral, reduz-se ou
elimina-se a cavitação ao se diminuir a velocidade de rotação da
bomba.
Para evitar tal fenômeno no projeto do sistema de bombeamento,
deve-se analisar o NPSH requerido e o NPSH disponível.
NPSH – Carga líquida positiva na sucção
 NPSH é a diferença entre a carga estática na sucção e a carga
correspondente à pressão de vapor do líquido na entrada da
bomba.
 A NPSH requerido (NPSHr) é a "carga energética líquida
requerida pela bomba“ para promover a sucção. Este valor
depende unicamente da geometria da entrada da bomba e
da vazão, e é objeto de estudo do fabricante, sendo fornecido
graficamente através de catálogos, relacionado à capacidade e à
velocidade para cada bomba.
 A NPSH disponível (NPSHd) refere-se à "carga energética
líquida e disponível na instalação" para permitir a sucção do
fluido. Diz respeito às grandezas físicas associadas à instalação
e ao fluido, sendo calculada por quem seleciona a bomba.
A NPSH disponível (NPSHd) pode ser determinada através da
seguinte expressão:
• Hatm ≡ carga (pressão) atmosférica local;
• hs ≡ altura de sucção; é negativa quando a bomba está afogada,
e positiva quando estiver acima do nível d'água;
• Hv ≡ carga relacionada à pressão de vapor do fluido em função
da sua temperatura;
• hp,s ≡ perda de carga total na linha de sucção.
Assim, para que não haja cavitação, em decorrência de uma sucção
deficiente, a energia disponível na instalação para sucção deve ser
maior que a energia requerida pela bomba, logo NPSHd ≥ NPSHr.
 sp,vsat md hHhHNPSH 
NPSH – Carga líquida positiva na sucção
Curvas características das bombas
As curvas características de bombas servem para descrever as
características operacionais de uma bomba. Dependem somente da
forma, diâmetro e velocidade de rotação do rotor. São fornecidas
pelo fabricante.
Permitem relacionar, para uma dada velocidade de rotação do rotor:
• Q – capacidade (vazão);
• HB – carga da bomba (altura manométrica ou pressão de
descarga);
• h – rendimento da bomba;
• Ph – potência da bomba;
• NPSHr – saldo positivo de carga de sucção requerido.
Curvas características de uma bomba 
centrífuga.
Curvas características das bombas
Seleção de bombas
Necessário conhecer o líquido a ser deslocado, a carga
total do sistema, as cargas de sucção e descarga, e, em
muitos casos, a temperatura, viscosidade, pressão de
vapor, e massa específica;
São fatores fundamentais na escolha de uma bomba:
• faixa de operação;
• materiais de construção;
• Presença de sólidos.
Determinar a vazão e a carga da
bomba (altura manométrica).
Selecionar um modelo
apropriado de bomba para
fornecer Q e HB.
Exemplo:
Uma instalação de bombeamento
para atender a demanda de vazão
de 200m3/h, durante 24 h/dia,
recalcando a uma altura
geométrica de 26m, e com perda
de carga total estimada em 16,5m,
deverá utilizar um modelo RO-16
da Mark-Peerless com velocidade
de rotação de 1.750 rpm.
Gráfico de pré-seleção de 
bombas da marca Mark-
Peerless (1750 rpm).
Seleção de bombas
Curva característica HB
x Q de bombas Mark-
Peerless modelo RO-16.
 A partir da curva característica HB x Q, determinar o
ponto de trabalho da bomba (vazão fornecida) para a
altura manométrica do sistema.
 Determinar o rendimento
ou potência nominal da
bomba para os parâmetros
Q, HB determinados.
 Para o exemplo ilustrado
na figura ao lado, o
rendimento da bomba será
cerca de 80%. Calcula-se
então a potência nominal
da bomba.
Seleção de bombas
 Determina-se o
NPSH disponível para
o sistema.
 A partir da curva
característica NPSHr x
Q, determina-se o valor
de NPSH requerido.
Seleção de bombas
Seleção de bombas