ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM SÉRIE E PARALELO

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FACULDADE ESTACIO FAMAP 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
Experiência nº 11 
Nome da experiência: 
 
 
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM SÉRIE E PARALELO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acadêmicos: 
 
Vinicius carneiro 
Vaguinelson Cruz 
 
Turma: 3002 
 
 
 
 
 
 
 
MACAPA-AP 
2018.1 
Relatório apresentado ao professor Jefferson 
Vilhena, do 5º Período do curso de Graduação 
em Engenharia civil, da Faculdade Estácio 
Famap como requisito parcial para avaliação 
da disciplina de Hidráulica. 
 
RESUMO 
 
Ao elaborar um processo que contenha transporte de fluidos – freqüentemente 
– a seleção da bomba a ser utilizada para o transporte, deve levar em consideração 
diversos fatores, de modo que seu funcionamento esteja próximo à situação de 
melhor rendimento. Para isso, faz-se uso das curvas da bomba, nas quais estão 
relacionadas as principais grandezas características de uma bomba: altura 
manométrica, rendimento e potência versus vazão. A necessidade de elevados 
valores de altura manométrica ou de vazão pode fazer necessário a associação de 
bombas em série ou em paralelo, respectivamente, para a finalidade do projeto que 
está sendo desenvolvido seja alcançada. Entretanto, é necessário que as exigências 
sejam atendidas para que tais associações realmente sejam eficazes. Também é 
preciso levar em conta que a pressão dentro da bomba não deve ser inferior à 
pressão de vapor do líquido bombeado, a fim de evitar a ocorrência da cavitação. 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Uma bomba destina-se a elevar um volume de fluido a uma determinada altura, 
em um certo intervalo de tempo, consumindo energia para desenvolver este 
trabalho e para seu próprio movimento, implicando, pois, em um rendimento 
característico. As chamadas grandezas características das bombas são a vazão Q, 
a altura manométrica H, o rendimento η e a potência P. A curva característica de 
desempenho de uma bomba mostra a variação da altura manométrica com a vazão. 
São também, usualmente, apresentadas as curvas relativas ao rendimento, a 
potência de eixo, NPSH [(Net Positive Suction Head), carga total no bocal de sucção 
da bomba, menos a pressão de vapor do líquido à temperatura de bombeamento], a 
velocidade (rpm), e outras informações como o tamanho da bomba e o tipo, 
tamanho do impulsor, etc. As curvas são construídas para uma velocidade 
constante (rpm) e um determinado diâmetro de impulsor (ou série de diâmetros) 
 
 
 
 
 
 
 
BOMBAS 
 
Bombas são máquinas destinadas à transformação da energia mecânica 
recebida dos motores (em geral, elétrico, a vapor ou de combustão interna) em 
energia hidráulica sob a forma cinética, de pressão ou de posição, a fim de 
possibilitar o transporte e/ou a elevação dos fluidos a outros pontos. 
 
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 
 
Podem ser classificadas pela sua aplicação ou pela forma com que a energia é 
cedida ao fluido. O modo pelo qual é feita a transformação do trabalho em energia 
hidráulica e o recurso para cedê-la ao líquido aumentando a sua pressão e/ou sua 
velocidade permite que elas se classifiquem em: 
• Bombas Volumétricas ou de Deslocamento positivo 
• Dinâmicas ou Turbobombas (Centrífugas) 
 
Bombas de deslocamento positivo se dividem em: Bombas alternativas e 
Bombas rotativas. 
 
Bombas alternativas 
 
A taxa de fornecimento do líquido é uma função do volume varrido pelo pistão 
no cilindro e do número de golpes do pistão por unidade de tempo. Para cada golpe 
do pistão, um volume fixo de líquido é descarregado da bomba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Esquema de uma bomba alternativa 
 
 
 
Bombas rotativas 
 
O rotor da bomba provoca uma pressão reduzida no lado da entrada o que 
possibilita a admissão do líquido na bomba. À medida que o elemento gira, o líquido 
fica retido entre os componentes do rotor e a carcaça da bomba. Finalmente, depois 
de uma determinada rotação do rotor o líquido é ejetado pelo lado de descarga da 
bomba. 
 
 
 
Figura 2: Esquema de uma bomba rotativa. 
 
 
Turbobombas 
 
São caracterizadas por possuírem um órgão rotatório dotado de pás, chamado 
rotor, que se movimenta dentro de uma carcaça, pela ação de um eixo motriz, 
transformando a energia mecânica em energia cinética, sendo esta energia 
convertida parcialmente em energia de pressão, permitindo que o líquido alcance 
posições mais elevadas, ou mais distantes, através da tubulação de recalque. 
 
Bombas centrífugas 
 
A energia é fornecida continuamente ao fluido por um rotor, que gira a alta 
velocidade aumentando a energia cinética que depois é transformada em energia de 
pressão. A energia suprida por uma fonte externa se aplica ao eixo, fazendo girar o 
rotor dentro da carcaça tipo voluta. As pás do rotor a o girarem produzem uma 
redução de pressão na entrada ou centro do rotor. Isso obriga o líquido a escoar da 
tubulação de sucção para dentro do rotor. O líquido é impelido para fora ao longo 
das pás com velocidade tangencial crescente. A energia cinética que o líquido 
adquire quando deixa as extremidades das pás é convertida em energia depressão 
quando ele passa para dentro da câmara espiral até atingir a saída da 
tubulação de descarga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dependendo da necessidade física ou da versatilidade desejada nas 
instalações elevatórias o projetista pode optar por conjuntos de bombas em série ou 
em paralelo. Quando o problema é de altura elevada, geralmente a solução é o 
emprego de bombas em série e, quando temos que trabalhar com maiores vazões, a 
associação em paralelo é a mais provável. 
Teoricamente, tem-se que bombas em série somam alturas e bombas em 
paralelo somam-se as vazões. Na prática, nos sistemas de recalque, isto 
dependerá do comportamento da curva característica da bomba e da curva do 
encanamento, como estudaremos adiante. 
 Para obter a curva característica de uma associação de bombas em série 
somamos as ordenadas de cada uma das curvas correspondentes. Exemplo: 
se quisermos a curva de duas bombas iguais dobram-se estas ordenadas 
correspondentes a mesma vazão. Quando a associação é em paralelo, 
somam-se as abscissas referentes à mesma altura manométrica. Nesta 
situação para duas bombas iguais dobram -se as vazões correspondentes. 
 
 
 
 
 
 
 
A Figura 4 apresenta a comparação entre as curvas mediante os diferentes tipos de aplicação 
de bombas. 
 OBJETIVO DO EXPERIMENTO 
 
O experimento teve como finalidade mostrar ao aluno os diferenciais de 
pressão e vazão nos diversos sistemas de bombeamento, permitindo que, se 
desejado, possa determinar uma curva característica e avaliar o melhor tipo de 
sistema para o processo aplicado. 
 
Associação de Bombas em Série 
 
• São utilizadas em instalações que requerem resolver problemas de alturas 
elevadas. 
• Empregadas em condições de alta pressão ou quando se requer grandes 
mudanças de altura manométrica. 
• As bombas utilizadas podem ser iguais ou diferentes. 
• Neste tipo de conexão as bombas trabalham com a mesma vazão, sendo que a 
altura manométrica é determinada pela contribuição das alturas manométricas de 
cada um a das bombas. 
• Bombas em estágio são consideradas bombas em série e utilizadas quando Hman é 
maior que 50m. 
Quando associamos bombas em série devemos notar que a carcaça de cada 
estágio, particularmente o último, deve ser suficientementeresistente para suportar 
a pressão desenvolvida. Da mesma forma, o flange de sucção de cada unidade 
deve suportar a pressão desenvolvida pelas anteriores. Para obter a curva resultante 
de uma conexão em série de duas bombas A e B devemos conhecer suas curvas 
características. Considerando uma série de n pontos podemos determinar para 
ponto de igual vazão a altura manométrica de cada bomba. 
Para determinar a curva característica das duas bombas conectadas em série 
adicionam-se as alturas Cada bomba contribui com parcelas diferentes para a 
obtenção da altura manométrica total na vazão de operação ( Htota l= H1 + H2). 
 No caso particular de bombas iguais associadas em série, a solução é simplificada, 
pois cada bomba deverá ofertar uma carga (H) que será a altura manométrica total 
dividida pelo número de bombas em série 
 
Rendimento de duas bombas em série 
 
Consideremos o caso de duas bombas diferentes A e B conectadas em série: 
Na conexão em série a potência total é a soma das potencias parciais de cada 
bomba:(Potência de bombas em série) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Associação de Bombas em Paralelo 
 
 Utilizada em sistemas onde se requer aumentar a vazão e tendo flexibilidade em 
relação à demanda podendo conectar ou desligar unidades em funcionamento ( 
podem variar de forma definida). 
 Quando a vazão é muito elevada, o uso das bombas em paralelo dá, como 
vantagem adicional, a segurança operacional, pois no caso da falha de um a 
bomba, haveria apenas diminuição na vazão fornecida mas não um colapso total 
no fornecimento, o que se verificaria no caso de um a só bomba. 
 Já quando a vazão exigida é variável, a utilização da associação em paralelo dará 
flexibilidade operacional, pois mediante a colocação ou tirada de unidade (s) de 
funcionamento, conseguiremos as vazões exigidas com boa eficiência, o que não 
aconteceria com um a só bomba que, para fornecer as diferentes vazões 
exigidas, fatalmente teria que trabalhar em pontos de baixa eficiência. Do ponto de 
vista física, estas instalações normalmente aparecem como na figura abaixo: 
 
 
 
 
Devido à existência de perdas de carga, a vazão resultante da associação de 
bombas em paralelo é sempre menor que a soma algébrica da vazão de cada um 
a das bombas funcionando isoladamente. 
• Recomenda-se utilizar bombas iguais para evitar recirculação de correntes desde a 
bomba de maior potência para a de menor potência. 
• Bombas de aspiração dupla ou de entrada bilateral (rotor germinado) trabalham 
como bombas em paralelo. 
Conhecida a curva característica das duas bombas associadas em paralelo pode ser 
determinada a curva característica das bombas trabalhando separadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QA = QB ; Q = Q A + QB ; H= HÁ=HB 
 
 
Bombas Iguais com Curvas Estáveis 
 
A) A vazão total quando operando em paralelo será Q com cada bomba operando no 
ponto correspondente à vazão Q/2. 
B) O ponto de operação de qualquer das bombas quando operando sozinha será 
aquele correspondente a vazão. A vazão é superior àquela em que opera a bomba em 
paralelo, ou seja, Q /2. 
C) O NPSH disponível será menor e o requerido maior, para a situação da bomba 
operando sozinha. 
Esta, portanto é a situação mais desfavorável do ponto de vista de cavitação. 
D) Supondo que as bombas operarão na maior p arte do tempo em paralelo, a máxima 
eficiência deve ser procurada para esta condição, no nosso caso, vazão Q/2. 
E) O motor deve ter potência suficiente para atender às duas condições operacionais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bombas Iguais com Curvas Instáveis 
 
Além das considerações anteriores, devemos observar também: 
A) As bombas deverão trabalhar com alturas manométricas totais inferiores à 
correspondente ao ponto de vazão nula, para evitar a possibilidade de operação 
instável. 
B) Na partida de um a bomba, a outra não de verá estar desenvolvendo altura 
manométrica superior á correspondente ao ponto d e vazão nula 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bombas Diferentes em Paralelo 
 
Neste caso, a distribuição de vazão dependerá da conjugação das curvas 
características das bombas utilizadas . 
A) Q 1 e Q 1’, são respectivamente as vazões das duas bombas operando em 
paralelo e da bomba 1, operando sozinha. 
B) Q 2 e Q 2’, são respectivamente as vazões das duas bombas operando em 
paralelo e da bomba 2, operando sozinha. 
C) A máxima eficiência deve ser tentada no ponto de operação em paralelo de cada 
bomba, enquanto que a condição crítica do ponto de vista de cavitação observa-s e 
quando operam sozinhas, pois as vazões são maiores (Q 2’ > Q 2 e Q 1’ > Q 1 ). 
D) Q 1 + Q 2 = Q P 
E) O ponto e operação não pode ter altura manométrica total maior que aquela 
desenvolvida no ponto da vazão nula da bomba 1, pois isto implicaria em fluxo em 
sentido contrário no ramo de descarga da bomba 1, em fechamento de válvula de 
retenção e em operação com vazão nula dessa bomba 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rendimento de Duas Bombas em Paralelo 
 
Considerem os o caso de duas bombas diferentes A e B conectadas em paralelo: Na 
conexão em paralelo a potência total é dada por: 
 
 
 
 
CO NCLUSÃO 
 
Podemos concluir que através do experimento foram obtidos dados que 
possibilitaram a construção a curva da altura manométrica total da bomba pela 
vazão volumétrica. Isso foi feito através de medições das pressões de vácuo e 
pressões manométrica, nos diferentes valores de vazão e pela medição dos valores 
de vazão.