HIDRÁULICA - Seleção de Bombas Hidráulicas

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10/23/2015
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Seleção de bombas hidráulicas Classificação de bombas centrifugas 
quanto ao tipo de rotor
A. CENTRÍFUGAS PURAS OU RADIAIS
Perfil de Pressão
Corte da bomba
Usada para vencer grandes cargas
manométricas. Pode bombear
suspensão ou líquidos corrosivos.
B. CENTRÍFUGAS DE FLUXO MISTO
(HÉLICO-CENTRÍFUGAS)
Usada para vazões e cargas 
manométricas moderadas. 
Perfil de Pressão
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C. CENTRÍFUGAS DE FLUXO AXIAL
(HELICOIDAIS)
Usada para grandes 
vazões e baixas cargas 
manométricas. 
BOMBAS VOLUMÉTRICAS OU DE 
DESLOCAMENTO POSITIVO
O líquido sucessivamente enche e depois é expulso de espaços com
volume determinado no interior da bomba, por isso são chamadas
de BOMBAS VOLUMÉTRICAS.
Bombas de 
Deslocamento Positivo
- alternativas
pistão
diafragma
- rotativas
peristáltica
lóbulo
engrenagem
parafuso
êmbolo
BOMBAS DE ÊMBOLO OU 
ALTERNATIVAS
Bomba de êmbolo ou alternativa Bomba de duplo êmbolo
São recomendadas para serviços de pressões mais elevadas
quando comparadas aquelas recomendadas para a bomba de
pistão. Conseqüentemente exige que o órgão de movimentação
do líquido seja mais resistente.
Bomba de engrenagem
Bomba de lóbulos
Bombas rotativas:
BOMBAS ROTATIVAS
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Bomba de cavidade progressiva (Mono Pump)
Mono Pump
Um sem-fim metálico helicoidal, de configuração especial, gira
dentro de uma peça fixa feita de borracha, forçando o líquido
através do espaço entre a peça e o sem-fim.
Seleção de bombas hidráulicas
Maior 
rendimento!
Mas só podemos comparar bombas 
GEOMETRIAMENTE semelhantes
Utilizando semelhança geométrica apenas:
Serão proporcionais diâmetro, rotação, 
mas as características do fluido 
permanecerão as mesmas originais.
Devemos ter também semelhança 
mecânica (cinemática e dinâmica).
Isso será possível igualando os 
números adimensionais envolvidos 
no processo de bombeio da água.
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Mas Como?
Teorema  de 
Buckingham
Seja um fenômeno em que envolve ‘n’ grandezas x1, x2, ... , 
xn, interligadas por uma função do tipo: f(x1, x2, ... , xn) = 0
O teorema de Buckingham demonstra que existe uma outra 
função do tipo: Ø(π1, π2, π3, ... , πn-k) = 0
Para os escoamentos 
incompressíveis, pode-se 
considerar o fenômeno definido 
pela função característica: 
f (Pot, Dr, n, Q, HB, ρ, µ) = 0,
onde aplicando-se o teorema de 
Buckingham (ou "pi = ") tem-se:
Coeficiente 
manométrico 22 r
B
Dn
Hg



Coeficiente de 
vazão 3
rDn
Q


Coeficiente de 
potência 53
rDn
Pot




E, adimensional 
proporcional ao 
número de 
Reynolds 


2
4
rDn
Por outro lado, evocando-se a 
expressão para o cálculo do 
rendimento da bomba, tem-se:
B
B
B
HQ
Pot
h
 

B
B
B
Pot
HQ


h
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Através das 
expressões a seguir 
que foram originadas 
dos adimensionais 
típicos das bombas 
hidráulicas, pode-se 
obter uma importante 
relação entre o 
rendimento da bomba e 
estes adimensionais 
típicos:
B
B
B
Pot
HQ


h
53
r
B
Dn
Pot




3
rDn
Q


22
r
B
Dn
Hg






2
4
rDn
Para velocidade alta e viscosidade baixa 
B
B
B
Pot
HQg 


h
Br PotDn 
53
QDn r 
3
Br HgDn 
22
22
r
B
Dn
Hg



3
rDn
Q


53
r
B
Dn
Pot




B
B
B
Pot
HQ


h




h





53
223
r
rr
B
Dn
DnDn
Como na condição de semelhança 
completa tem-se que:
Fm = Fp ; Ym = Yp e Cm = Cp
pode-se concluir que também fará 
parte das condições de 
semelhança a igualdade entre os 
rendimentos das bombas, ou seja: 
hm = hp. 
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hm = hp.
A partir de uma bomba 
conhecida, com rendimento 
máximo, podemos selecionar 
uma outra bomba! Com 
rendimento máximo também!
Igualando os adimensionais de 
2 bombas, 
Fm = Fp ; Ym = Yp e Cm = Cp,
temos:
53
r
B
Dn
Pot




3
rDn
Q


22
r
B
Dn
Hg



��
��
=
��
��
��
��
�
��
��
=
��
��
�
��
��
�
����
����
=
��
��
�
��
��
�
Uma bomba centrífuga possui curva característica dada
pelos pontos mostrados na tabela, para uma rotação de
3450 rpm.
O diâmetro externo do rotor é de 80mm.
Pretende-se reduzir este diâmetro em 10%.
Qual será a nova curva esperada para esta bomba,
mantendo-se a rotação constante?
Hm 
(m)
47,0 46,5 46,0 45,0 44,5 43,5 42,5 41,0 39,0 37,5 35,0
Q 
(m3/h)
0 1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0 13,5 15,0
Exemplo Podemos comparar 
2 bombas
Mas é necessário 
ter alguma 
referência inicial
��
��
=
��
��
��
��
�
��
��
=
��
��
�
��
��
�
��
��
=
��
��
�
��
��
�
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Partimos do pressuposto que as bombas 
devem ter semelhança geométrica para 
serem comparadas (mesma família)
DEVEMOS ENTÃO OBTER UM CRITÉRIO 
DE SELEÇÃO, ONDE A PARTIR DO 
DADOS DO PROJETO SABEREMOS 
QUAL SERÁ A MELHOR GEOMETRIA 
DE BOMBA A SER UTILIZADA
Bomba unidade
Rotação Especifica ou 
Velocidade específica 
BOMBA UNIDADE .
Bomba que irá operar:
rotação nq,
Q = 1 m³s 
HB = 1 m, 
com rendimento máximo
Temos as equações de semelhança
Dividindo as 2 
equações temos:
)(
)(
3
22
II
D
D
n
n
Q
Q
I
D
D
n
n
H
H
p
m
p
m
p
m
r
r
p
m
p
m
r
r
p
m
B
B





























 III
n
n
Q
Q
H
H
II
I
p
m
p
m
B
B
p
m



























4
3
22
3
)(
)(
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Com a equação III podemos substituir os 
dados da bomba unidade
Isolando nq temos a 
equação da rotação 
específica
4
3
2
1
1























n
n
Q
H
qB
4
3
B
q
H
Qn
n


Podemos assim comparar 
qualquer bomba real com 
a bomba unidade sendo nq
um valor de referencia 
para seleção de bombas
4
3
B
q
H
Qn
n


Assim podemos pré-selecionar o tipo de bomba
Relembrando
4
3
B
q
H
Qn
n


��
��
=
��
��
��
��
�
��
��
=
��
��
�
��
��
�
��
��
=
��
��
�
��
��
�
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Outras unidades:
Pode-se deduzir a equação da rotação 
especifica em função de Potencia (CV) 
e H(m)
Relação para nq calculada 
com Pot em CV
Verifique sempre as unidades, livros 
e catálogos podem definir em HP, kW 
m3/h,... Exemplo
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rDn
Q


221
r
B
Dn
Hg



SUGESTÕES DE EXERCÍCIOS
Livro: Hidráulica Básica - Rodrigo Melo Porto
EESC – USP - www.edusp.com.br
Capitulo 5 – 5.5, 5.9, 5.10, 5.11