Aula 11 (25 05) Selecao Bombas

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Prof.: Wendel Fonseca da Silva
MÁQUINAS DE FLUXO 
Bombas – Seleção e Defeitos
MÁQUINAS DE FLUXO 
Bombas – Seleção e Defeitos
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Prof.: Wendel Fonseca da Silva
SELEÇÃO DA BOMBA
• O engenheiro e responsável pela escolha da bomba mais
adequada para determinado serviço.
• A bomba deverá executar o serviço desejado satisfatoriamente.
• Como sabemos, a seleção do equipamento dependerá de vários
fatores como:
– Perda de carga do sistema;
– Vazão;
– Condições de operação;
– Dentre outras coisas, etc....
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
• Vários métodos, práticos e com bons resultados podem ser aplicados:
– Equações: universal, Hazen-Williams e Flamant;
– Fair-Whipple-Hsiao;
– Chézy;
– Ábacos (fabricantes, clássicos);
– Tabelas (fabricantes, literatura);
– Programas (fabricantes, ou clássicos).
• O mais simples, e de aplicação direta as fórmulas empíricas são de
ampla utilização em sistemas hidráulicos:
– Equação de Darcy, Etc..
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Mais usado
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SELEÇÃO DA BOMBA
Velocidade do Escoamento
• Uma das formas de utilização prática a respeito de velocidades
adotadas (quando não informadas diretamente) é o método da velocidade
econômica.
– Velocidade de aspiração (sucção): menor ou igual a 1,5m/s (limite 2,0m/s)
– Velocidade de recalque: menor ou igual a 2,5m/s (limite 3,0m/s)
Diâmetro dos tubos
– Recalque: É assumido o diâmetro comercial imediatamente maior do que o
valor calculado (quando este não der o valor exato comercialmente).
– Sucção: define-se esta tubulação usando-se o um diâmetro comercial
imediatamente superior ao definido anteriormente para recalque,
analisando-se, sempre , o NPSHd do sistema.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Natureza do Líquido a ser Bombeado
– Água doce ou salgada, óleo combustível ou lubrificante, gasolina, diesel, etc; 
– Temperatura do líquido; 
– Densidade relativa;
– Viscosidade; 
– A bomba deverá executar o serviço desejado satisfatoriamente
– Grau de pureza ou de suspensão de impurezas no líquido bombeado;
– PH do líquido bombeado.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Vazão do Líquido Bombeado
– Para vazão variável
• Qmínima= ?
• Qmáxima = ?
• Qnormal = ?
– Para constante⇒ Qdesejada = ?
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Condições de Sucção
– Altura estática geométrica positiva ou negativa
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Hs Hs
Negativa
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Condições de Sucção
– Pressão manométrica no reservatório de sucção (quando houver)
– Comprimentos e diâmetros dos tubos de sucção e dos acessórios
(válvulas, reduções, derivações, curvas, etc) ⇒ para determinação
das perdas de carga na linha de sucção).
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Condições de Recalque
– Altura estática geométrica (valor); se variável, qual o valor máximo e
mínimo?
– Pressão manométrica no reservatório de recalque (quando houver)
– Comprimentos e diâmetros dos tubos de recalque e dos acessórios (válvulas,
reduções, derivações, curvas, etc) ⇒ para determinação das perdas de
carga na linha de sucção)
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Serviço Contínuo ou Intermitente
– Qual o grau de permanência em serviço?
⇒ Haverá uma bomba reserva ou não?
• Capacidade
– A bomba trabalhará só,
– em paralelo, em série
– ou em uma associação mista?
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Sumário dos Elementos Essenciais que Orientam a Seleção
• Situação da instalação da bomba
– Horizontal ou vertical
– Espaço disponível.
• Acionador
– Eletricidade, turbina a vapor, motores de combustão interna;
– Qual é a característica da energia elétrica ou da instalação de vapor ou outra
energia.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação da Bomba
• Então!!!!!! Para especificação de uma bomba temos que conhecer 
as duas grandezas principais.
• Teremos que ter os Requisitos da:
– Vazão Q a ser recalcada 
– E da altura total de elevação H 
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Vazão (Q) Material das tubulações Desnível (Hg)
Diâmetro das tubulações
Perdas de cargas nos tubos e acessórios Diferença de Pressão 
entre Reservatórios
Altura Manométrica (H)
ESCOLHA DA BOMBA NOS GRÁFICOS DOS FABRICANTES
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• 1° passo – pré seleção do (s) modelo (s) disponível (is)
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Ex. Ex. 
• Q = 45 m³/h
• H = 30 mca
Bomba Modelo Bomba Modelo 
40-125
Catalogo KSB 
Pag. 1 
Modelo 
MEGANORM
3500 rpm 
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• 1° passo – pré seleção do (s) modelo (s) disponível (is)
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Catalogo KSB 
Pag. 1 
Modelo 
MEGANORM
Ex. Ex. 
• Q = 45 m³/h
• H = 30 mca
Bomba modelo Bomba modelo 
50-250 
1750 rpm 
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• 2° passo – Achar as curvas características da bomba
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
H
Q
d2
d1
d3
d4
ηt1
ηt1
ηt2
ηt2
ηt3
ηt3ηt4
ηt4
ηtmáx
n = Cte
Q
H
d - Curvas de mesmo 
diâmetro (padrões do 
fabricante)
ηt- Curvas de mesmo 
rendimento total da 
bomba
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• 2° passo – Achar as curvas características 
da bomba
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Modelo 
MEGANORM 
3500 rpm 
Requisitos:
• Q = 45 m³/h
• H = 30 mca
Bomba 40-125 Pag. 17
De acordo com a curva:
Ø – 130mm
NPSHr – 3m
P – 7,5 cv
Ƞ - 65 a 70%
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• 2° passo – Achar as curvas características 
da bomba
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
Modelo 
MEGANORM 
1750 rpm 
Requisitos:
• Q = 45 m³/h
• H = 30 mca
Bomba 50-250 pag. 48
De acordo com a curva:
Ø – 258,2 mm (interp.)
NPSHr – 1,8 m
P – 7,8 cv interp. = 
10 cv (motor comerc.)
Ƞ - 62 a 64%
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• Potência necessária ao acionamento da bomba:
• Potência instalada
– 1o Critério: Potência do motor padronizada imediatamente superior à
potência calculada. Conforme tabela motores comercial.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
t
e
HQP
η
ρ
75
..
=
1/4 1 ½ 7 ½ 25 50 150 
1/3 2 10 30 60 200 
1/2 3 12 35 80 250 
3/4 5 15 40 100 - 
1 6 20 45 125 - 
• Exemplo: Pe = 2,5 [CV] ⇒ Escolhe-se Pe = 3 [CV]
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação - Roteiro
• Potência instalada
– 2o Critério: Utilizar margem de segurança conf. Tab. e padronizar a potência
imediatamentesuperior à potência necessária calculada com margem:
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
t
e
HQP
η
ρ
75
..
=
Exemplo: Pe = 2,5 [CV] ⇒ Pe = 2,5.1,3 = 3,25 [CV]
Escolhe-se a potência de eixo do motor ⇒ Pe = 5 [CV]
Potência Necessária Margem de Segurança
(Recomendada)
Até 2 [CV] 50%
De 2 a 5 [CV] 30%
De 10 a 15 [CV] 20%
De 15 a 20 [CV] 15%
Acima de 20 [CV] 10 %
1/4 1 ½ 7 ½ 25 50 150
1/3 2 10 30 60 200
1/2 3 12 35 80 250
3/4 5 15 40 100 -
1 6 20 45 125 -
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação – Considerações finais
• Pontos de Operação
– A bomba deverá operar nas condições de vazão e altura especificadas.
– No ponto de operação de máximo rendimento, SE POSSIVEL.
• Eficiência - é importante
– Está relacionada com o custo operacional
– Para bombas grandes e pequenas
– No ponto de operação normal e fora dele
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação – Considerações finais
• Potência Consumida
• Folgas entre a potência consumida e do acionador
– Folga grande - consumo operacional.
– Folga pequena - impedimento ao atendimento a todas condições de
operação.
• Flexibilidade Operacional
– Flexibilidade para futuras trocas de vazão.
– É uma qualidade pretendida.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação – Considerações finais
• Condições de Sucção
• Padronização
– A possibilidade de utilização de bombas semelhantes e a troca de
componentes agem como fatores de redução de custos de operação e
manutenção
• Características de Construção
– Facilidades de desmontagem, montagem e deslocamento
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
reqdisp NPSHNPSH >
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SELEÇÃO DA BOMBA
Especificação – Considerações finais
• Tradição do Fabricante
– Neste item são analisados não só a confiabilidade do
equipamento, bem como, as condições de garantia e
assistência técnica.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Bomba funciona mas não há recalque: 
• Vazão e/ou pressão nulas ou insuficientes
– A canalização de sucção e a bomba não estão completamente cheias de 
água;
– Profundidade de sucção elevada (maior do que 8 mca ao nível do mar);
– Entrada de ar pela canalização de sucção;
– Válvula de pé presa, parcial ou totalmente entupida, ou subdimensionada;
– Motor com sentido de rotação invertido;
– Altura de recalque maior para a qual a bomba foi dimensionada;
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Bomba funciona mas não há recalque: 
• Vazão e/ou pressão nulas ou insuficientes
– Canalização de sucção e recalque de pequeno diâmetro ou obstruída;
– Vazão e/ou pressão nulas ou insuficientes
– Rotor da bomba furado ou entupido;
– Vedações da bomba defeituosas provocando entrada de ar;
– Corpo da bomba furado ou entupido;
– Selo mecânico com vazamento;
– Viscosidade ou peso específico do líquido diferente do indicado.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Bomba perde escorvamento após a partida.
• Deixa gradativamente de bombear água
– Profundidade de sucção elevada (maior do que 8 mca para altitudes ao 
nível do mar);
– Entrada de ar pela tubulação de sucção ou pela válvula de pé (nível de água 
muito baixo);
– Nos sistemas de circuito fechado quando a tubulação de retorno da água 
cai em cima ou próxima da tubulação de sucção ocorrendo a formação de 
bolhas de ar (aeração da água).
– Selo mecânico com vazamento;
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Bomba com o corpo super aquecido
• A tub. de sucção e a bomba estão vazias ou c/ pouca água (perda
escorva);
• Eixos desalinhados;
• Rotor arrastando na carcaça;
• Mancais ou rolamentos defeituosos;
• Motor ou mancal com sentido de rotação invertido;
• Altura de recalque maior que aquela p/ a qual a bomba foi dimension.;
• Canalização de recalque entupida.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Mancal com corpo super aquecido
• Rolamentos com falta ou excesso de lubrificação;
• Lubrificante inadequado ou com excesso de uso;
• Eixo torto ou desalinhado;
• Rolamentos montados com excesso de pressão (interferência);
• Rotação de uso acima da especificada em projeto.
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BOMBAS CENTRÍFUGAS OU TURBOBOMBAS
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Motor elétrico não gira (travado)
• Eixo empenado ou preso;
• Energia elétrica deficiente (queda de tensão ou ligação inadequada);
• Rotor arrastando na carcaça (caracol);
• Mancais ou rolamentos defeituosos ou sem lubrificação;
• Motor em curto ou queimado;
• Ligação errada dos fios do motor;
• Problemas no acionamento elétrico.
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DEFEITOS MAIS COMUNS
Motor elétrico com super aquecimento (Amperagem alta)
• Bomba trabalhando fora da faixa de operação;
• Bitolas dos fios de instalação do motor inferior ao indicado pela NBR 5410;
• Energia elétrica deficiente (queda de tensão ou ligação inadequada);
• Falta de lubrificação ou defeito dos rolamentos e mancais;
• Rotor preso ou raspando na carcaça;
• Ventilação do motor bloqueada ou insuficiente;
• Gaxeta muito apertada;
• Eixos desalinhados ou empenados;
• Viscosidade ou peso específico do líquido diferente do indicado.
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO
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