03 Aula_3_Bombas

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Bombas de Deslocamento 
Positivo 
Profº Gustavo Dias 
falecomgustavodias@hotmail.com 
Corredor Q – Sala 04 
Universidade Federal do Rio Grande 
Engenharias Mecânica e Mecânica Empresarial 
Disciplina de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos 
Balanço de Energia no V.C. 
W 
Q=0 
V.C 
1 
2 
𝑾 = 𝒎
𝒑𝟐 − 𝒑𝟏
𝝆
+
𝒗𝟐𝟐 − 𝒗𝟏𝟐
𝟐
 
Bombas Hidrodinâmicas 
 
- Energia Substancialmente Cinética; 
- ↑∆V entre 1 e 2; 
- Não há contato entre rotor e carcaça; 
- ↓ΔP entre 2 e 1; 
- ↑Resistência ao escoamento ↓Q. 
Bombas Hidrostáticas 
 
- Energia em forma de pressão; 
- ↓Δ energia cinética; 
- Estanqueidade sucção e recalque; 
- Q pouco influenciada ↑Resistência. 
Curvas Características 
∆p 
Q 
Qf 
Hidrostáticas 
Q 
Pmax ∆p 
Hidrodinâmicas 
Objetivos da Aula 
 Bombas Engrenagens 
 
 Bombas de Palhetas 
 
 Bombas de Parafusos 
 
 Bombas de Pistão 
 
Bombas Hidrostáticas 
Deslocamento 
Variável 
Palhetas 
Pistões 
Deslocamento 
Fixo 
Engrenagens 
Externas 
Internas 
Parafusos 
Paletas 
Pistões 
Bombas de Engrenagens Externas 
Bombas de Engrenagens Externas 
 Distribuição assimétrica de pressão; 
 Surgimento de forças radiais e axiais; 
 A 𝑃𝑚𝑎𝑥 é determinada pela rigidez dos mancais e eixos; 
 Para P↑ perde-se relação potência/ peso; 
 Limitam-se a pressão e vazão baixas; 
 Adaptação a ∆Viscosidades; 
 Elevada gama de rotações permissíveis; 
 Boa resistência a partículas sólidas. 
Vazão (lpm) P Max (bar) Potencia Max (kW) 
5 a 40 250 2 a 20 
40 a 100 210 16,5 a 42 
100 a 150 150 29,5 a 45 
𝑄𝑡
𝑟𝑜𝑡 = 2. 𝜋.𝑚². 𝑏. 𝑧 
Qt: vazão estimada; 
M:módulo da engrenagem; 
B: largura da engrenagem 
Z: nº de dentes 
Bombas de Engrenagens Internas 
- Semelhante as externas desengrenamento e engranamento; 
 
- Pinhão e coroa montados excentricamente; 
 
- Engrenamento longo e maior vedação; 
 
Bombas de Engrenagens Internas 
- ↑ rendimento volumétrico e ↓perda de carga; 
- Pulsação 10x↓ do que as externas; 
 
- 𝑉 = 𝜋.𝑚. 𝑧. 𝑏. ℎ 
V: volume por rotação; 
M: módulo do pinhão; 
Z: nº de dentes; 
B: largura da engrenagem; 
H: altura dos dentes. 
Bombas Engrenagens Internas – 
Gerotor - 
- Pinhão com um dente a menos que a coroa; 
 
- Placa de orifício de sucção e recalque; 
 
- Engrenagem interna movimenta a externa; 
 
- Na sucção temos um volume crescente e no recalque decrescente. 
𝑉 = 𝑧. 𝐴𝑚𝑎𝑥 − 𝐴𝑚𝑖𝑛 . 𝑏 
Bombas de Parafusos 
- Transporte do fluido se dá pelos flancos e depressões dos fusos; 
- Fluido se movimenta na direção axial; 
- Escoamento praticamente sem pulsação; 
- Recomendados para ↑RPM e fluidos com 30 a 80cst; 
- Volumes de 2 a 800cm³/rot e p até 200bar. 
Bombas de Parafusos 
- Deslocamento pode ser estimado por: 
𝑉 =
𝜋
4
𝐷2 − 𝑑2 . S − 𝐷2
𝛼
2
−
𝑠𝑒𝑛𝛼
4
. 𝑆 
Sendo: 
α= cos−1
𝑑
2𝐷
+ 𝐷 ; 
D: diâmetro externo do fuso; 
d: diâmetro interno do fuso; 
S: passo do fuso. 
Bombas de Palhetas 
- Rotor cilíndrico ranhurado com paletas móveis; 
- Anel estator de geometria apropriada; 
- Movimento rotativo paletas projetadas contra o anel; 
- A entrada e saída do fluido se dá por abertura nas laterais; 
- Velocidade mínima de rotação de 600RPM; 
- Vedação positiva entre anel e paletas; 
Bomba de Paletas 
Surge um problema? 
- Tem-se um desbalanceamento (P<Patm e outro lado P>>Patm); 
- Força radial resultante unidirecional e único sentido; 
- Aplicação em P↓ em torno de 100bar; 
- Vazão peculiar a excentricidade do rotor. 
Qual a solução? Alterar a geometria do anel - elíptica. 
Não Balanceada Balanceada 
Bombas de Paletas – Balanceada - 
- Cria-se zonas de baixa e alta pressão diametralmente opostas; 
- Tem-se assim zonas com forças radiais de mesmo módulo e direção 
porém com sentidos opostos; 
- Duas zonas de sucção e recalque; 
- P de 175bar com 600<V<4800RPM e 10<Q<150lpm. 
Bombas de Paletas de Volume 
Variável 
- Necessidade de controlar o fluxo; 
- Controle sobre o acionador torna-se inviável; 
- Controla-se então a diferença das alturas das paletas; 
- O anel é livre para deslocar-se; 
- O anel possui geometria circular; 
- No entanto são bombas desbalanceadas. 
- Normal - Redução do Volume 
Bombas de Paletas de Volume 
Variável e Pressão Compensada 
- Geralmente as bombas de Q∆ são também de PΔ; 
- Possuem as mesmas peça com adição de uma mola regulável; 
- Qdo a P sistema vence a Fmola o anel desloca-se e ↓Q; 
- Possuem carcaças drenadas externamente para reservatório; 
- Evita-se o aquecimento ou impedimento de atuação. 
Bombas de Paletas – 
Características Gerais 
Bomba de Pistões Axiais 
- Pistões paralelos ao eixo; 
- Pode ser de tambor ou prato rotativo; 
- Pistões se alternam no tambor. 
Bomba de 
Pistões Axiais 
Bomba de Pistões Axiais de Volume 
Variável e Pressão Compensada 
- P atuando sob a válvula controladora; 
- Altera o ângulo de inclinação α; 
 
Volume Deslocado 
𝑉 =
𝜋. 𝑑𝑝2 
4
. 𝑧. 𝐷𝑚. tan𝛼 
Bombas de Pistões Radiais 
- Princípio de funcionamento 
semelhante a bomba de paletas; 
- Pistões percorrem anel 
excêntrico; 
- Pivô estacionário no centro com 
orifícios de sucção e recalque; 
- Pressões superiores às de 
palhetas. 
Obrigado! 
Prof°. Gustavo Dias 
falecomgustavodias@hotmail.com 
Corredor Q Sala 04