2 MF Capítulo 2 CLASSIFICAÇÃO

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Máquinas de Fluxo 
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Material de apoio à disciplina 
Máquinas de Fluxo e Volumétricas 
Capítulo 2 
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2. Máquinas de Fluxo 
- São máquinas transformadoras de energia mecânica, no qual o meio 
operante é um fluido. 
- A passagem do fluido pela máquina interage com o elemento rotativo, 
onde o fluido não está confinado. 
- O funcionamento de todas as máquinas de fluxo se dá segundo os 
mesmos princípios, o que possibilita se utilizar o mesmo método de 
cálculo para elas quando trabalhamos com a hipótese de fluido ideal. 
- Veremos nesse capítulo a definição de alguns elementos construtivos 
fundamentais destas máquinas bem como alguns critérios de 
classificação. 
- Como exemplos de máquinas de fluxo, temos: 
Turbinas 
hidráulicas 
Ventiladores 
Bombas 
centrífugas 
Turbinas a 
vapor 
Turbocom-
pressores 
Turbinas a 
gás 
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2.1. Elementos construtivos 
- Aqui serão apresentados os elementos construtivos fundamentais das 
máquinas de fluxo onde ocorrem os fenômenos fluidomecânicos 
essenciais para seu funcionamento. 
a) Rotor 
- É onde ocorre a transformação de energia mecânica em energia de 
fluido, ou vice-versa. 
- É o órgão principal da máquina! 
- É construído por um número 
específico de pás giratórias, pelas 
quais circula o fluido de trabalho e 
que dividem o espaço confinado 
em canais. Rotor de uma bomba semiaxial 
ou de fluxo misto (Henn, 2012). 
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b) Sistema diretor 
- Tem a finalidade de coletar o fluido para dirigí-lo por um caminho 
específico. 
Sistema diretor em forma de 
caixa espiral de uma bomba 
centrífuga (Henn, 2012). 
- Geralmente é acompanhado de outro transformador de energia. 
- No caso das bombas centrífugas, 
onde há um difusor. 
- Ele transformará parte da energia 
cinética do líquido expelido pelo rotor 
em energia de pressão. 
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http://www.sulzer.com/pt/Products-and-Services/Pumps-and-Systems/Single-Stage-Pumps/ISO5199-
Pumps/Other-ISO5199-Pumps/Process-Pump-BE 
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Pumps/Other-ISO5199-Pumps/Process-Pump-BE 
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- Já para as turbinas hidráulicas Pelton, o sistema diretor é um injetor. 
Sistema diretor de turbina hidráulica 
do tipo Pelton (Henn, 2012). 
- Este transformará a energia de 
pressão do fluido em energia 
cinética (de velocidade) que 
será fornecida ao rotor por meio 
de jatos que são apro-
priadamente direcionados. 
http://www.bflhydro.com/img/img-modal-pelton.jpg 
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http://www.hydrosolarenergy.gr/attachments/Image/PELTON_4.JPG 
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Usina Hidrelétrica Canastras: 
-29.393605, -50.745329 
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- Porém, em alguns tipos de 
máquinas de fluxo, o sistema 
diretor não se faz presente, como 
no caso dos ventiladores axiais 
domésticos. 
- Assim, a existência do rotor é 
imprescindível para caracterizar 
uma máquina de fluxo. 
2.2. Classificação das máquinas de fluxo 
- Diversos critérios podem ser utilizados na classificação destas 
máquinas, os quais destacam-se: 
2.2.1. Segundo a direção da conversão de energia; 
2.2.2. Segundo a forma dos canais entre as pás e o rotor; 
2.2.3. Segundo a trajetória do fluido no rotor. 
https://dchwko70o5vba.cloudfront.net/media/products/v
-91-ventilador-de-piso-turbo-action-5000-premium-696-
0410372111724_21822963.jpg 
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2.2.1. Segundo a direção da conversão de energia 
- Classificam-se como motoras e geradoras. 
- Transforma a energia de fluido 
em trabalho mecânico. 
- Transforma trabalho mecânico 
em energia de fluido. 
- A energia do fluido diminui na 
sua passagem pela máquina. 
- A energia do fluido aumenta 
na sua passagem pela máquina. 
- Algumas máquinas podem funcionar tanto 
como motoras quanto geradoras, como, 
por exemplo, nas bombas-turbinas 
reversíveis, que dependendo do sentido 
do fluxo no rotor funcionam como bomba 
ou como gerador (girando no sentido 
contrário). 
http://voith.com/br/gp2_3_D_radialpumpe_x_
besser.png 
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- Exemplos de máquinas de fluxo motoras: 
Turbina hidráulica Pelton (Henn, 2012). 
http://voith.com/br/gp2_vh_3_D_pelton_1_x_000028.pn
g 
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- Exemplos de máquinas de fluxo geradoras: 
Ventilador centrífugo 
http://www.polyvent.com.br/produtos.asp?categ=
2&codigo=54 
http://www.rwbennett.com/rnr_images/image001.jpg 
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- Existe o caso de máquinas de fluxo motoras (turbina a gás) acionarem 
máquinas de fluxo geradoras (turbocompressor), sendo montadas no 
mesmo eixo (classificadas como Mistas). 
Turboalimentador de motor 
a pistão (Henn, 2012). 
http://www.provmec.com/ficheiros/conteudos/images/Capturar2.JPG 
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2.2.2. Classificação da forma dos canais entre as pás e o rotor 
- Classificam-se como de ação e de reação. 
- Os canais do rotor constituem 
simples desviadores de fluxo. 
- Os canais constituídos pelas pás 
móveis do rotor têm a forma de injetores 
(nas turbinas) ou de difusores (nas 
bombas e ventiladores). 
- Não há aumento ou diminuição da 
pressão do fluido ao passar pelo 
rotor. 
- Ou seja, há a redução (nas turbinas) 
ou o aumento (nas bombas e 
ventiladores) da pressão do fluido ao 
passar pelo rotor. 
Exemplo: 
 turbina 
Pelton 
Exemplos: bombas centrífugas, turbinas 
hidráulicas do Tipo Francis. 
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2.2.3. Classificação a trajetória do fluido no rotor 
- Classificam-se como radiais,axiais, diagonais ou de fluxo misto ou 
semiaxial e tangenciais. 
- Nas radiais, o escoamento percorre uma trajetória predominantemente 
radial (perpendicular ao eixo do rotor). 
- Como exemplos, temos os 
ventiladores centrífugos, as 
bombas centrífugas e a turbina 
Francis lenta. 
http://en.wikipedia.org/wiki/Francis_turbine#mediaviewer/Fil
e:Francis_Turbine_inlet_scroll_Grand_Coulee_Dam.jpg 
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- Nas axiais, o escoamento percorre uma trajetória paralela ao eixo do 
rotor. 
- Como exemplos, temos os ventiladores axiais, as bombas axiais e as 
turbinas hidráulicas do tipo Kaplan. 
http://www.alterima.com.br/index.asp?InCdSecao=20&InCd
Materia=226&Turbinas+Hidr%E1ulicas 
http://sao-paulo.all.biz/turbinas-kaplan-
g24320#.VPycVUKhghQ 
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- Quando o escoamento não é nem radial nem axial, a máquina é 
denominada de diagonal ou de fluxo misto ou semiaxial. 
Bomba semiaxial de fluxo 
misto (Henn, 2012). 
- As partículas de fluido percorrem o rotor numa trajetória situada sobre a 
superfície aproximadamente cônica. 
- Como exemplos temos as bombas semiaxiais, a turbina Francis rápida e 
a turbina hidráulica Dériaz. 
http://www.daviddarling.info/images/Deriaz_turbine.jpg 
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- Nas máquinas tangenciais, o jato líquido proveniente do injetor incide 
tangencialmente sobre o rotor, sendo a turbina hidráulica do tipo Pelton 
um exemplo a ser citado. 
http://elettroblackout.altervista.org/
xplthydro.jpg 
http://www.alterima.com.br/wa_upload/i
mages/roda-pelton.jpg 
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http://www.alterima.com.br/wa_upload/images/rodas-pelton-g.jpg 
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2.3. Turbinas hidráulicas 
- O escoamento da água se dá em canais formados por pás curvas, 
dispostas simetricamente em torno de um eixo móvel, e que constituem o 
rotor ou receptor. 
- OBS.: Devido à mudança progressiva da direção dos filetes, o escoamento 
dá origem a forças do tipo µv, ou quantidade de movimento, que 
determinam conjugados de rotação. 
µ 
v 
vazão mássica (kg/s) 
velocidade (m/s) 
F = m.a = µ.v (kgf) 
- Nas turbinas, a atuação é baseada na energia cinética (velocidade). 
- Podemos classificar as turbinas hidráulicas em cinco tipos: 
- Francis: de reação, radiais e helicoidais 
- Propeller: de reação, radiais, de pás fixas 
- Kaplan: de reação, axiais, de pás orientáveis 
- Pelton: de ação ou impulsão, de jato e tangenciais 
- Dériaz: semelhante a Francis, porém com pás orientáveis, podendo 
funcionar como bomba. 
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- O modo pelo qual é feita a transformação do trabalho em energia hidráulica 
permite classificar as bombas em três tipos principais: 
- Bombas de deslocamento positivo 
- Turbobombas 
- Bombas especiais (bomba com ejetor, pulsômetros, bombas de 
2.4. Classificação das máquinas geratrizes: bombas 
- São máquinas cuja finalidade é realizar o deslocamento de um líquido 
por escoamento. 
Transformam 
trabalho mecânica 
Energia de pressão 
e cinética 
emulsão de ar) 
2.4.1. Bombas de deslocamento positivo 
- Também são chamadas de volumógenas. Possuem uma ou mais 
câmaras, em cujo interior o movimento de um órgão propulsor comunica 
energia de pressão ao líquido, provocando o seu deslocamento. 
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- As bombas de deslocamento positivo podem ser: 
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- Nas bombas de deslocamento positivo (volumógenas) existe uma 
relação constante entre a descarga e a velocidade do órgão propulsor da 
bomba. 
- Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças 
diretamente de um pistão ou êmbolo ou de uma membrana flexível 
(diafragma). Podem ser: 
- Simples efeito: quando apenas uma face do êmbolo atua sobre o 
líquido. 
- Duplo efeito: quando as duas faces atuam. 
- Simplex: quando existe apenas uma câmara com pistão ou êmbolo. 
- Duplex: quando são dois os pistões ou êmbolos. 
- Triplex: quando são dois os pistões ou êmbolos. 
- Multiplex: quando são quatro ou mais os pistões ou êmbolos. 
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- Campo de emprego das bombas em função de vazões (m³/h) e alturas de 
elevação (m): 
Campo de emprego das bombas 
(Macintyre, 1997, pág. 41). 
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Bomba de êmbolo de simples efeito 
(Macintyre, 1997, pág. 40). 
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- Nas bombas rotativas, o líquido recebe a ação de forças provenientes de 
uma ou mais peças dotadas de movimento rotacional, comunicando energia 
de pressão, que provoca o escoamento. 
- OBS.: A descarga e a pressão do líquido bombeado sofrem pequenas 
variações quando a rotação é constante. 
- São usadas para pressões elevadas (H) e pequenas vazões (Q). 
- Existe uma grande quantidade de bombas rotativas. Alguns exemplos são: 
Bombas rotativas (Macintyre, 1997, pág. 42). 
B
o
m
b
a
 d
e
 e
n
g
re
n
a
g
e
n
s
 
B
o
m
b
a
 d
e
 r
o
lo
s
 
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Bombas rotativas (Macintyre, 1997, pág. 42). 
B
o
m
b
a
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 p
a
lh
e
ta
s
 
B
o
m
b
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B
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id
a
l 
B
o
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c
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tr
ic
o
 
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2.4.2. Turbobombas 
- Órgãos essenciais: as turbobombas (Kinectic Pumps) são caracterizadas 
por possuírem um órgão rotatório dotado de pás (rotor), que exercem sobre 
o líquido forças que resultam da aceleração que lhe imprime. 
- OBS.: Essa aceleração (ao contrário das de deslocamento positivo) não 
possui a mesma direção e o mesmo sentido do movimento do líquido em 
contato com as pás. 
- A descarga das turbobombas depende: 
- Características da bomba 
- Número de rotações por minuto - rpm 
- Características do encanamento 
Turbobombas 
Presença 
de um rotor 
Turbobombas 
Forças de inércia 
e µv 
Exerce forças que resultam 
duma aceleração 
Quantidade de movimento: 
kgf
s
mkg
s
m
v
s
kg
ou*
2 

















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- O rotor é um disco de formato cônico dotado depás. 
- Rotor fechado: existe 
uma corda circular. 
- Rotor aberto: não existe 
esta corda. 
Rotor ou impulsor 
Comunicar ao líquido aceleração 
para que o mesmo adquira 
energia cinética 
- As turbobombas podem ter rotor fechado ou aberto: 
Finalidade 
Rotores fechados de turbobombas (Macintyre, 1997, pág. 43). 
Rotor aberto de turbobomba (Macintyre, 1997, pág. 43). 
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- As turbobombas necessitam de outro órgão, o difusor (recuperador), 
onde é feita a transformação da energia cinética do líquido em pressão. 
Energia cinética Difusor Pressão 
- OBS.: A energia de pressão do difusor é gradativamente crescente e 
realiza uma contínua diminuição da velocidade com simultâneo 
aumento da pressão, na região de recalque. 
- Utilizamos o Teorema de Bernoulli: 
1
2
11
0
2
00
22
z
g
vP
z
g
vP


Hipótese de simplificação (bombas): 
10 zz 
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- Entre a saída do rotor e o caracol, em certas bombas, colocam-se 
palhetas para orientar o escoamento, as chamadas pás guia, a fim de 
reduzir perdas por atrito. 
Em bombas 
de múltiplo 
estágio 
as pás guia 
são 
obrigatórias 
Bomba centrífuga com pás guia, Macintyre, 1997, pág. 44). 
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2.4.2.1. Classificação das turbobombas 
a) Bomba centrífuga pura ou radial 
- Líquido penetra no rotor paralelo ao eixo, sendo dirigido pelas pás para a 
periferia. Trajetórias curvas. 
- Bombas desse tipo possuem pás cilíndricas, com geratrizes paralelas ao 
eixo de rotação, sendo essa pás fixadas ao eixo e a coroa de rotação (rotor 
fechado), ou a um disco (eixo) apenas (rotor aberto). 
- Descargas de 5 a 500 l/s e até mais. 
- Pequenas, médias e grandes alturas 
de elevação. 
Bomba centrífuga. Rotor aberto, (Macintyre, 1997, pág. 45). 
- Rotor 
aberto: 
- Indústria petroquímica 
- Indústria de papel e celulose 
- Água suja e esgoto 
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2.4.2.2. Classificação segundo o número de rotores 
a) Bomba de simples estágio 
- Existe apenas um único rotor, e o fornecimento de energia ao líquido é feito 
num único estágio. 
- OBS.: Esse tipo de construção poderia ser feita par qualquer condição 
de bombeamento. Porém, dimensões excessivas e custos elevados 
impossibilitam a sua construção para grandes alturas de elevação. 
- Geralmente esse limite varia de 50 a 100 m. 
b) Bombas de múltiplos estágios 
- Usam-se dois ou mais rotores para fornecer a energia ao fluido, afim de 
atender grandes alturas de elevação. 
- OBS.: A passagem do líquido em cada rotor e difusor constitui um 
estágio na operação de bombeamento. 
- Os rotores são fixados no mesmo eixo, e colocados em uma “caixa” cuja a 
forma permite esse escoamento. 
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- Exemplos de máquinas de fluxo geradoras: 
Bomba centrífuga de múltiplos estágios 
http://www.flowserve.com/files/Files/Images/Products/P
umps/023-I-WXH-Cutaway_large.jpg 
http://www.ebbombas.com.br/imgs/aplicacao/26030a09
ebbaee927be8c3def85a6ef2.jpg 
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- O difusor de pás guia fica colocado entre dois rotores consecutivos, também 
chamado de distribuidor, que é fundido ou fixado na carcaça da bomba. 
- OBS.: Usadas para sistemas de alta pressão (ex.: caldeiras, com 
pressões superiores a 250 kgf/cm² ). 
2.4.2.3. Classificação segundo o número de entradas para aspiração 
a) Bomba de aspiração simples 
- A entrada do líquido se faz de um lado e pela abertura circular na coroa do rotor. 
Bombas de aspiração simples (Macintyre, 1997, pág. 44). 
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b) Bomba de aspiração dupla 
- O rotor é de forma tal que 
permite receber o líquido por dois 
sentidos opostos, paralelamente 
ao eixo de rotação. 
- A carcaça é bipartida. 
Bomba de aspiração dupla (Macintyre, 1997, pág. 53). 
- OBS.: O rotor tem forma 
simétrica em relação ao plano 
normal, e funciona como se 
fossem dois, duplicando a 
capacidade. 
- Seu rendimento é muito bom, o 
que explica seu largo emprego 
para descargas médias. 
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2.4.2.5. Funcionamento de uma bomba centrífuga 
- Uma bomba é dita afogada ou escorvada significa enchida com o líquido 
a ser bombeado. 
- Este é o caso das bombas centrífugas. 
- Esse tipo de bomba não é auto-aspirante, devido as folgas entre o rotor e 
carcaça. 
- Bombeamento 
de H2O entre dois 
reservatórios: 
- Gradiente hidráulico entre entrada e saída: 
Preservatório 1 < Paspiração < Precalque< Preservatório 2 
Eixo 
Energia Mecânica 
Rotor 
Energia Cinética 
Difusor 
Energia de Pressão 
Reservatório 1 
Reservatório 2 
Aspiração 
Recalque 
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2. Máquinas de Fluxo 
1) Atividade: Reunidos em grupos de 4 alunos, fazer um fluxograma 
Da classificação das seguintes Máquinas de Fluxo: 
Bombas; 
Ventiladores; 
Turbinas; 
Compressores; 
Em relação à direção: axial, tangencial, radial; 
Citar um exemplo de cada máquina. 
 
2) Classificar as seguintes máquinas: 
Turbinas: Pelton, Francis, Kaplan; 
Bombas: Parafuso, centrífuga, engrenagens; Pistão 
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2.5. Referências 
- Na preparação deste capítulo foram utilizadas as seguintes referências: 
- Henn, Érico Antônio Lopes, 2012, Máquinas de fluido, 3ª Edição, 
Editora UFSM, (ISBN: 8573910755), 496 p. 
- Macintyre, Archibald Joseph, 2011, Bombas e instalações de 
bombeamento, 2ª Edição, Editora LTC, (ISBN: 8521610866; 
9788521610861), 782 p. 
- Macintyre, Archibald Joseph, 1983, Máquinas motrizes hidráulicas, 
Editora Guanabara Dois, (ISBN: 8570300166), 649 p. 
OBS.: Algumas das figuras que acompanham os slides deste capítulo 
possuem um link para acesso e podem conter direitos autorais. 
Porto Alegre - RS, 2015/1, Capítulo 2, Slide 43/55 
Máquinas de Fluxo 
Prof. Sérgio Bartex – sergio_bartex@uniritter.edu.br 
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www.sulzer.com/en/-/media/Media/Images/ProductsAndServices/PumpsAndSystems/Single_ 
Stage_Pumps/BA/BA_end_suction_single_stage_centrifugal_pump.jpg?mw=690 
2.bp.blogspot.com/-4hrKgSCITIU/UI0fsJLiX_I/AAAAAAAAAWg/1UuIf6ckGn0/s320/turbina.jpg 
www.rockridgewindmills.com/faq/FAQ4.jpgimg.directindustry.com/images_di/photo-mg/centrifugal-fan-low-pressure-14160-6463601.jpg 
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