Apresentação Tipos de Máquinas

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Máquinas de Fluxo
Fernanda Verediano
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Ventiladores e Compressores
Os ventiladores e compressores são máquinas muito semelhantes já que trabalham com gases.
Ventiladores são utilizados para movimentar gases.
Compressores são utilizados para aumentar a pressão dos gases
Os compressores causam uma variação significativa da massa 
específica do gás.
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Ventiladores e Compressores
Aplicação:
Ventiladores:
Os ventiladores são utilizados para ventilação residencial e Industrial, Sistemas de exaustão e insuflamento de ar e sistemas de Climatização.
Compressores:
Aplicações de ar comprimido acionando equipamentos a pressão 
de ar como transporte pneumático, acionadores de êmbolo.
Utilizados em equipamentos de jato de ar como resfriadores ou 
aquecedores, jateamento de areia, equipamentos e máquinas de 
percussão como martelos de ar comprimido, ou também para
acionamento de máquinas ferramentas fixas e portáteis como 
Furadeiras.
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Turbinas
Máquinas que extraem energia de uma corrente de fluido.
O conjunto de lâminas integrantes do eixo da turbina é chamado de roda ou rotor
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Turbinas
O fluido de trabalho podem ser turbina hidráulicas (água), turbinas eólicas (ar) ou turbinas a vapor e a gás.
O escoamento pode ser compressível como no caso das turbinas a vapor e gás.
Incompressível como no caso das turbinas eólicas e turbinas hidráulicas.
Podem ter rotores axiais, centrífugos ou helicocentrífugos.
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Turbinas de Impulsão (Turbinas Pelton, Turbinas Turgo)
Transformam toda a energia disponível do escoamento em energia cinética à pressão atmosférica por meio de um bocal.
São acionadas por um o mais jatos livres de alta velocidade.
A velocidade e a pressão se mantém praticamente constante quando atravessam as pás do rotor.
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Turbinas de Impulsão (Turbinas Pelton, Turbinas Turgo)
• A expansão do fluido de alta para baixa pressão ocorre em bocais externos ao rotor da turbina.
O rotor trabalha parcialmente submerso no fluido.
As turbinas Pelton possuem um distribuidor e um receptor. 
O distribuidor é um bocal que permite guiar o jato de água, proporcionando um jato cilíndrico sobre a pá.
O rotor é formado por pás com forma de concha. As turbinas Pelton podem ter um ou vários jatos.
As turbinas Pelton podem ter um ou vários jatos.
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Turbinas de Reação (Francis, Kaplan,)
Nas turbinas de reação parte da expansão do fluido ocorre externamente e parte na superfície das pás.
A aceleração externa é imposta e o fluido é conduzido para o rotor na direção adequada através de um conjunto de pás estacionárias chamadas aletas guias do distribuidor.
• A combinação do conjunto de pás fixas do distribuidor e das móveis do rotor é chamado de um estágio da turbina.
Os rotores trabalham totalmente submersos no fluido produzindo maior potência para um dado volume do que as turbinas de impulsão.
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Turbinas de Reação (Francis, Kaplan,)
As turbinas hidráulicas axiais ou de hélice são apropriadas para baixas quedas (da ordem de 30m) e grandes descargas.
O receptor tem forma de hélice de propulsão com pás perfiladas aerodinamicamente.
As turbinas Kaplan são semelhantes às turbinas de hélice que apresentam a possibilidade de variar o passo das pás de acordo com a descarga, permitindo maiores rendimentos.
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Turbinas de Reação (Francis, Kaplan,)
Nas turbinas Francis o receptor fica internamente ao distribuidor.
Seu rotor é tipo radial de fluxo misto. Possuem um difusor ou tubo de aspiração.
As turbinas Francis possuem um distribuidor constituído por um conjunto de pás móveis em volta do receptor, orientadas por sistema de controle permitindo mudar o ângulo para diferentes descargas para minimizar as perdas.
Podem trabalhar com alturas de 5m a 500m.
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Turbinas a Vapor e Turbinas a Gás
As turbinas a vapor aproveitam a energia do vapor saturado ou sobreaquecido a altas pressões.
O escoamento é compressível e desta forma a massa especifica do fluido de trabalho varia significativamente.
A maioria é do tipo de fluxo axial. São empregadas nas termoeléctricas para acionamento de geradores elétricos. 
Podem também ser utilizadas para propulsão de barcos ou para movimentar máquinas rotativas, bombas, compressores e ventiladores.
Podem ser de impulsão ou de reação.
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Turbinas a Vapor e Turbinas a Gás
Nas turbinas de impulsão ou de ação o vapor é completamente expandido em um ou vários bocais fixos antes de atingir as pás do rotor. 
Nas turbinas de reação o vapor também se expande sendo a pressão do vapor na entrada do rotor maior que a pressão na saída. 
As turbinas a gás são uma tecnologia mais recente das máquinas a vapor. Operam com gases a alta pressão produzidos numa câmara de combustão, a qual por sua vez é alimentada com ar comprimido. 
São de tamanho reduzido comparado com a potência gerada.
Utilizadas na indústria aeronáutica, em motores marinhos e trens de alta velocidade. 
Apresentam alto torque e são silenciosas.
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BOMBAS
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Bombas Volumétricas 
Alternativas ou de Deslocamento Positivo
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Bombas Volumétricas: Alternativas ou de Deslocamento Positivo
Estas bombas são empregadas para trabalhar com altas pressões. 
A descarga do fluido é pulsante.
 No seu movimento o êmbolo se afasta do cabeçote provocando a aspiração do fluido através de uma válvula de admissão. 
Na etapa de retorno o fluido é comprimido obrigando o fluido a sair pela válvula de descarga. 
Seu funcionamento é pulsante já que o fluido fica confinado no cilindro durante a aspiração. 
Estas bombas podem ter um ou vários cilindros. 
A pulsação diminui conforme aumenta o número de cilindros.
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Bombas Volumétricas: Rotativas 
Bomba de Engrenagem
As rodas dentadas trabalham no interior da carcaça com mínima folga. 
O fluido confinado é deslocado pelos dentes e forçado a sair pela
tubulação de descarga. 
Para uma determinada rotação a descarga e a pressão são praticamente constantes.
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Bombas Volumétricas: Rotativas 
Bombas de Lóbulos
As bombas de lóbulos são mais apropriadas para mover e comprimir gases, sendo utilizadas para movimentar líquidos viscosos. 
Existe um lóbulo motor e outro livre montados ortogonalmente. 
A bolsa de líquido aprisionada na sução é conduzida até o recalque.
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Bombas Volumétricas: Rotativas 
Bombas de Palhetas
As bombas de palhetas deslizantes tem palhetas radiais (4 a 8) que pela ação centrífuga deslocam-se em direção a carcaça, sobre a qual deslizam.
 
O rotor é montado excentricamente e sua velocidade é limitada a 300 rpm. 
Utilizada para mover gases sendo utilizada também para bombeamento de líquidos.
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Radial ( Centrífuga) , Axial ou Mista
Nestas máquinas o fluido é aspirado pela boca de entrada até atingir o rotor denominado impulsor ou impelidor. 
O rotor conta com uma fileira de pás, lâminas, sendo envolvido por um corpo denominado voluta ou coletor em caracol. 
A voluta transforma a energia cinética adquirida pelo fluido ao passar pelo rotor em energia de pressão. 
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Radial ( Centrífuga) , Axial ou Mista
O fluido abandona a bomba pela boca de saída denominada boca de
recalque ou de descarga.
 Segundo o tipo de rotor podem ser radiais (bombas centrífugas) axiais (bombas axiais) ou mistas (bombas hélico-centrífugas).
 O rotor pode ser de simples aspiração ou de aspiração dupla o qual permite aumentar a vazão fornecida. 
Para aumentar a pressão as turbobombas podem ter vários estágios.
Os rotores podem ser fechados, abertos ou semi-abertos. 
Podem transportar fluidos limpos ou com partículas em suspensão.
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Radial ( Centrífuga) , Axial ou Mista
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Radial ( Centrífuga) , Axial ou Mista
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
As bombas centrifugas são amplamente utilizadas na indústria de processos químicos. 
Apresentam capacidade de 0,5 m³/h até 20.000 m³/h e trabalham com alturas manométricas entre 1,5 a 5000 mca (metros de coluna de água).
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
Caracterizam-se por ausência de pulsação em serviço contínuo. 
Apresentam um rotor com pás montado em um eixo girando no interior da carcaça. 
O fluido chega ao centro do rotor através de uma boca de aspiração sendo forçado através de pás do rotor para a periferia onde atinge uma velocidade elevada. 
Saindo da ponta das pás o líquido passa para a voluta onde ocorre a transformação da energia cinética em energia de pressão.
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
As bombas centrífugas podem trabalhar com água limpa, água do mar, condensados, óleos com pressões até de 160 mca e temperatura de até 1400ºC. 
Na indústria química e petroquímica podem ser utilizadas para trabalhar com água até 3000ºC e pressões de até 250 mca. 
Bombas de processo podem operar com temperaturas de até 4000ºC e pressões de até 450 mca. 
O material da carcaça depende do tipo de serviço. 
Para líquidos com temperatura de até 2500ºC utiliza-se ferro fundido.
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
Para óleos soluções e produtos químicos com temperaturas de trabalha de até 4500ºC utiliza-se aço fundido. 
Para pressões elevadas (acima de 10 MPa) emprega-se aço forjado.
 
Produtos químicos corrosivos requerem emprego de bronze, inox e em casos especiais vidro ou materiais plásticos. 
O alumínio é utilizado para bombear formol. 
O eixo da bomba centrífuga é fabricado de aço ou liga de alta resistência mecânica.
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
Os rotores das bombas centrífugas podem ser fechados ou abertos.
 
Os rotores fechados têm paredes laterais minimizando o vazamento entre a aspiração e descarga. 
São utilizados para bombeamento de líquidos limpos. 
O rotor semi-aberto é fechado só na parte traseira. 
Os rotores abertos não apresentam paredes laterais. 
Ambos são utilizados para bombear líquidos viscosos ou contendo sólidos em suspensão. 
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Centrífugas
Os rotores de bombas são fundidos numa única peça, podendo ser de ferro fundido, bronze ou inox. Também são fabricados em material plástico ou borracha.
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Axiais
Os rotores axiais são utilizados para trabalhar com grandes vazões e pequenas alturas manométricas.
Tipicamente 500 m3/h ou mais e alturas manométricas inferiores a 15mca. 
Operam com velocidade maiores que os radiais. 
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Bombas Dinâmicas ou Turbobombas 
Bombas Axiais
Nos rotores de escoamento misto ou tipo turbina as pás tem curvatura dupla, (forma helicoidal) desta forma o escoamento é parcialmente axial e parcialmente radial. 
Operam com velocidades menores que os axiais. 
Trabalham tipicamente com capacidade acima de 20m³/h e altura manométrica até 30 mca.
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