AULA 7 DE HIDRAULICA.ppt

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HIDRÁULICA GERAL
BOMBAS
(Parte 7)
Prof. Luiz Henrique Poley
Conceito
São equipamentos mecânicos destinados à transferência de 
líquidos de um ponto para outro com auxílio de tubulações, 
fornecendo-lhe um acréscimo de energia. 
Essa transferência ocorre em função da bomba fornecer ao líquido 
aumento de energia de pressão e velocidade
Aplicações:
Usos Domiciliares
Indústria Química, Petroquímica e Petrolífera
Serviço de abastecimento d' água e Esgoto
Sistema de drenagem 
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TIPOS DE BOMBAS
Bombas de Deslocamento Positivo –São usadas para bombeamento contra altas 
pressões e quando requerem vazões de saída quase constantes. As bombas de 
deslocamento positivo se dividem em dois tipos:
Alternativas (pistão) 
Rotativa 
Bombas Centrífugas - Caracterizam-se por operarem com altas vazões, pressões 
moderadas e fluxo contínuo. 
Bomba Diafragma –São usadas para suspensões abrasivas e líquidos muito 
viscosos.
Bomba A Jato – Usam o movimento de uma corrente de fluido a alta velocidade 
para imprimir movimento a outra corrente, misturando as duas.
Bomba Eletromagnética – Princípio igual ao motor de indução usada com líquidos 
de alta condutividade elétrica não tem partes mecânicas móveis.
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TIPOS DE BOMBAS
CENTRÍFUGAS
ROTATIVAS
ALTERNATIVAS
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
Nas bombas centrífugas, a movimentação do 
líquido é produzida por forças desenvolvidas na 
massa líquida pela rotação de um rotor 
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
Os principais requisitos para que 
uma bomba centrífuga tenha um 
desempenho satisfatório:
 
Instalação correta, 
Operação com os devidos cuidados e,
 
Manutenção adequada 
Condições de perda de fluxo, : 
Problemas de vedação 
Problemas relacionados a partes da 
bomba ou do motor: 
• Perda de lubrificação 
• Refrigeração 
• Contaminação por óleo 
Vazamentos na carcaça da bomba 
Níveis de ruído e vibração muito altos 
Problemas relacionados ao mecanismo 
motriz (turbina ou motor) 
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
um propulsor rotativo 
(rotor) que gira com 
grande velocidade 
dentro de uma caixa de 
metal, de forma espiral 
ou cilíndrica, 
denominada “corpo da 
bomba”.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
Todo o funcionamento da bomba se baseia na criação de um diferencial de 
pressão no seu interior 
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
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CLASSIFICAÇÃO DAS 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Quanto ao movimento do líquido:
– Admissão simples
– Dupla sucção (Rotor de dupla admissão)
Quanto a admissão da água (fluido)
Radial;
Diagonal (Francis);
Helicoidal;
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CLASSIFICAÇÃO DAS 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Quanto ao tipo de rotor:
fechado
aberto
semi-fechado
à prova de entupimento;
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CLASSIFICAÇÃO DAS 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Quanto ao número de estágios:
estágio simples;
múltiplos estágios;
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Bomba centrífuga de 
duplo estágio
CLASSIFICAÇÃO DAS 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Quanto a pressão
Baixa pressão (Hm ≤ 15m);
Média pressão (15 < Hm < 50m);
Alta pressão (Hm ≥ 50 m);
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CLASSIFICAÇÃO DAS 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
Os parâmetros chaves de desempenho de 
bombas centrífugas são:
Capacidade
Carga
NPSH
BHP (potência de freio)
BEP (ponto de melhor eficiência)
Velocidade específica
Leis de Afinidade
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
As curvas de bomba provêem a janela 
operacional dentro da qual estes parâmetros 
podem ser variados para operação satisfatória da 
bomba.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
Capacidade = vazão volumétrica.
A capacidade depende de vários fatores como:
Características do líquido de processo, isto é, densidade, 
viscosidade, etc. 
Tamanho da bomba e de suas seções de entrada e de saída 
Tamanho do impulsor 
Velocidade de rotação do impulsor RPM 
Tamanho e forma das cavidades entre as palhetas 
Condições de temperatura e pressão da sucção e descarga 
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BOMBAS CENTRÍFUGAS
➔ Altura de sucção (HS): Distância vertical do nível do 
reservatório de sucção ao eixo da bomba somada às 
perdas de carga do trecho. 
HS = hS + hfS
➔ Altura de recalque (Hr): Distância vertical do eixo da bomba ao ponto de descarga do recalque ou nível do reservatório, 
se o recalque for afogado somado às perdas de carga do 
trecho.
Hr = hr + hfd 20
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Altura geométrica (Hg) da bomba:
Hg = hr + hs
Altura manométrica (Hm) da bomba:
Hm = Hr + Hs
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NPSH
● Nas operações de bombeamento, a pressão em 
qualquer ponto da linha de sucção nunca deve ser 
menor que a pressão de vapor Pv do líquido bombeado 
na temperatura de trabalho, caso contrário haveria 
vaporização do líquido, com conseqüente redução da 
eficiência de bombeio. 
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NPSH
●Para evitar efeitos negativos (cavitação), a energia 
disponível para levar o fluido do reservatório até o bocal 
de sucção da bomba deverá ser a altura estática de 
sucção hs menos a pressão de vapor do líquido na 
temperatura de bombeio. 
●Esta energia disponível é chamada Altura de Aspiração 
Acima da Pressão de Vapor (em inglês, Net Positive 
Suction Head - NPSH). 
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NPSH
● NPSH disponível (NPSHd): é característica do 
sistema no qual a bomba opera
● NPSH requerido (NPSHr): é função da bomba 
em si, representando a energia mínima que 
deve existir entre a carga de sucção e a pressão 
de vapor do líquido para que a bomba possa 
operar satisfatoriamente. Fornecido pelo 
fabricante.
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NPSH
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NPSH
A fórmula para calcular a NPSHd é dada abaixo:
NPSHd = (p0- pv)/γ - hs - hfs
onde:
p0 = pressão atmosférica local, 
hS = altura de sucção
pv = pressão de vapor da água
hfS = perdas de carga na sucção, 
A bomba opera satisfatoriamente se:
NPSHd > NPSHr
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POTÊNCIA E EFICIÊNCIA
● Potência de Entrada da Bomba ou potência de 
freio (BHP) é a potência real entregue ao eixo da 
bomba. 
● Produção da Bomba, ou Potência Hidráulica, ou 
Potência de água (WHP) é a potência do líquido 
entregue pela bomba. 
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POTÊNCIA E EFICIÊNCIA
● O B.E.P. (ponto de melhor eficiência) é a área na curva 
onde a conversão de energia de velocidade em energia 
de pressão a uma determinada vazão, é ótima; em 
essência, é o ponto onde a bomba é mais eficiente. 
● No dimensionamento e seleção de bombas centrífugas 
para uma determinada aplicação, a eficiência da bomba 
é levada em conta no projeto. 
● A eficiência de bombas centrífugas é tomada como uma 
porcentagem e representa uma unidade de medida que 
descreve a conversão da força centrífuga em energia de 
pressão. 
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POTÊNCIA E EFICIÊNCIA
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LEIS DA AFINIDADE
➔ As Leis de Afinidade são expressões 
matemáticas que definem mudanças na 
capacidade da bomba, carga, e BHP quando 
ocorrem mudanças na velocidade da bomba 
(n), no diâmetro do impulsor (D), ou ambos.
Q1 = Q2 (n1/n2)
 H1 = H2 (n1/n2)
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 Pot1 = Pot2 (n1/n2)
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VELOCIDADE ESPECÍFICA
➔ Cada bomba tem uma faixa ótima de operação 
conforme sua velocidade específica (Ns) dada 
por:
NS = 3,65 n Q
1/2/H3/4
 
n = rotações do rotor (rpm), Q = vazão e H = 
altura manométrica
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CURVAS 
CARACTERÍSTICAS
A capacidade e a pressão 
necessária de qualquer 
sistema, podem ser 
definidas com a ajuda de 
um gráfico chamado Curva 
do Sistema. 
Semelhantemente o gráfico 
de variação da capacidade 
com a pressão para uma 
bomba particular, define a 
curva característica de 
desempenho da bomba.
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CURVAS 
CARACTERÍSTICAS
● A curva de resistência do sistema ou curva de carga do 
sistema, é a variação no fluxo relacionada a carga do 
sistema. 
● Ela deve ser desenvolvida pelo usuário com base nas 
condições de serviço. 
● Estas condições incluem o lay-out físico, as condições 
de processo, e as características do fluido. 
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CURVASCARACTERÍSTICAS
● Uma curva de desempenho típica de uma bomba é um gráfico da 
Carga Total versus Vazão volumétrica, para um diâmetro 
específico de impulsor. O gráfico começa com fluxo zero. 
● A carga corresponde neste momento ao ponto de carga da bomba 
desligada. 
● A curva então decresce até um ponto onde o fluxo é máximo e a 
carga mínima. Este ponto às vezes é chamado de ponto de 
esgotamento. 
● A curva da bomba é relativamente plana e a carga diminui 
gradualmente conforme o fluxo aumenta. 
● A faixa de operação da bomba é do ponto de carga desligado ao 
ponto de esgotamento. A tentativa de operar uma bomba além do 
limite direito da curva resultará em cavitação e eventual destruição 
da bomba. 34
ESCORVA
Para bombas que não operam afogadas (nível da 
sucção acima do eixo da bomba) é necessário 
a escorva da sucção, ou seja seu 
preenchimento com água da canalização de 
sucção).
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CATÁLOGOS
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Razões técnicas : quando um desnível elevado 
acarretar um rotor de grande diâmetro e alta 
rotação, e com isso altas acelerações centrífugas 
e dificuldades na especificação de materiais.
Razões econômicas : quando o custo de duas 
bombas menores é inferior ao de uma bomba de 
maiores dimensões para fazer o mesmo serviço.
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
As bombas são associadas em série e paralelo.
A associação de bombas em série é uma opção quando, 
para dada vazão desejada, a altura manométrica do 
sistema é muito elevada, acima dos limites alcançados 
por uma única bomba.
Htotal = H1 + H2
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Na associação de bombas em série, a saída de uma bomba está ligada à 
entrada da outra, elas transportam a mesma vazão, então a curva da 
associação é obtida da soma das pressões, para uma mesma vazão. 
➔ ·A curva característica de 
uma associação em série 
é obtida das curvas 
originais de cada bomba 
pelas soma das pressões 
unitárias para uma mesma 
vazão. 39
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Já a associação em paralelo é fundamentalmente 
utilizada quando a vazão desejada excede os 
limites de capacidade das bombas adaptáveis a 
um determinado sistema.
Qtotal = Q1 + Q2
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Na Associação em paralelo todas as bombas 
hidráulicas succionam líquido do mesmo 
reservatório e o entregam no mesmo ponto, o 
barrilete.
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
A curva característica de uma associação em 
paralelo é obtida das curvas originais de cada 
bomba pela soma das vazões unitárias para uma 
mesma pressão.
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TUBULAÇÕES DE 
RECALQUE
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TUBULAÇÕES DE 
RECALQUE
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ACESSÓRIOS DE 
BOMBEAMENTO: VÁLVULAS
Dispositivos utilizados para estabelecer, controlar 
e interromper a passagem de fluidos em 
tubulações;
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PARTES DAS VÁLVULAS
O invólucro externo das válvulas apresenta duas 
partes principais: corpo e castelo, unidos entre si 
por diferentes meios (roscas, parafusos);
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OPERAÇÃO
As válvulas podem ser :
Manuais (através de volantes, alavancas, 
engrenagens);
Motorizadas (pneumática, hidráulica, elétrica);
Automáticas (operadas pelo proprio fluido 
através da diferença de pressão em molas ou 
contrapesos)
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OPERAÇÃO
Acionamento por volante
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OPERAÇÃO
Acionamento hidráulico
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OPERAÇÃO
Acionamento pneumático
ATUADOR
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Tipos mais 
comuns de 
válvulas
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Válvulas de bloqueio
Função principal estabelecer/interromper o 
fluxo;
Somente devem operar totalmente fechadas 
ou abertas;
As mais comuns são:
Gaveta;
Macho (fechamento por rotação de peça em ¼ de 
volta);
Esfera (o “macho” é uma esfera);
Fecho rápido
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Válvulas de regulagem de 
fluxo
Função principal controlar o fluxo. Podem 
trabalhar em qualquer posição;
As mais comuns são:
Globo;
Agulha;
Borboleta;
Diafragma (o elemento de vedação é um 
diafragma);
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Válvulas de fluxo Único
Permitem o fluxo em apenas uma direção;
As mais comuns são:
Válvula de retenção de portinhola;
Válvula de retenção de esfera;
Válvula tipo plug
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Válvulas redutoras
Controlam a pressão a jusante;
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Válvulas gaveta
Uso generalizado;
O fechamento se dá por uma peça chamada 
gaveta;
Válvulas de fecho lento
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Válvulas gaveta
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Válvulas macho
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Válvulas esfera
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Válvulas de Fecho Rápido
Variante da gaveta;
Um movimento único da alavanca externa 
provoca o fechamento da válvula;
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Válvulas Globo
O fechamento se dá por um tampão que se 
move contra o orifício da válvula;
Melhor estanqueidade em relação à gaveta;
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Válvulas Globo
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Válvulas Borboleta
O fechamento se dá por peça circular que gira 
em torno do eixo perpendicular ao sentido do 
escoamento;
Utilizada em tubulações de grande diâmetro;
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Válvulas Borboleta
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Válvulas Diafragma
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Válvulas Agulha
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Golpe de aríete
Ondas de alta pressão formadas na tubulação 
pelo fechamento brusco de uma válvula;
Material Deformado pelo golpe de 
aríete
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Golpe de aríete
Existem dispositivos instalados junto às 
válvulas para controle do golpe de aríete;
Câmara de ar para controle do golpe de 
aríete
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BOA NOITE A TODOS !!!