bombas hidraulicas

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Introdução
As bombas hidráulicas são dispositivos mecânicos concebidos para mover os líquidos com pressão suficiente para transmitir a energia no corpo de fluido. Esta é uma forma bastante técnica de dizer que uma bomba hidráulica bombeia um fluido, tipicamente um óleo de baixa viscosidade, com força suficiente de modo que possa ser usado para desempenhar um trabalho. Os sistemas hidráulicos utilizam fluido comprimido para realizar um trabalho. 
O fluido utilizado é normalmente um óleo bastante fino, de um grau especial, que é bombeado para dentro do sistema com a finalidade de produzir pressão por vários tipos de bombas hidráulicas. Estas bombas têm, geralmente, os mecanismos rotativos com tolerâncias pequenas entre as partes móveis e os compartimentos. Em comparação com outros tipos de bombas, a maioria dos tipos de bombas hidráulicas também apresenta baixas velocidades de rotação.
2. Definição e classificação
Bombas são máquinas que tem a finalidade de realizar o deslocamento de um líquido de um ponto a outro. Uma bomba transforma o trabalho mecânico recebido de uma fonte motora (motor ou turbina) em energia que, posteriormente, será transferida ao fluido sob a forma de energia de pressão (onde há um aumento da pressão do líquido) ou energia cinética (onde há um aumento da velocidade de escoamento do líquido). Alguns autores chamam-nas de máquinas operatrizes hidráulicas, já que realizam um trabalho específico ao deslocarem um líquido.
O modo pelo qual é feita a transformação do trabalho em energia e o recurso para cedê-la ao líquido, permitem classificar as bombas em dois grandes grupos: bombas de deslocamento positivo ou volumétricas e bombas centrífugas ou hidrodinâmicas. A especificação das bombas é feita de acordo com sua pressão máxima de operação e sua capacidade de deslocamento do líquido (em litros por minuto), em uma rotação pré-estabelecida.
2.1. Tipos 
Existem vários tipos de bombas hidráulicas de uso geral, a maioria dos quais com estreita tolerância de mecanismos rotativos que operam em velocidades baixas comparativamente. Estes incluem bombas de engrenagens, bombas de parafuso, e bombas de deslocamento fixo de palhetas e bomba de pistão. Um dos tipos mais comuns de bombas hidráulicas são os modelos de bombas de engrenagens. Estes dispositivos consistem de um par de engrenagens engrenadas que rodam no interior de um compartimento estreito. O óleo é introduzido de um lado do compartimento e é transportado em torno da área exterior entre os dentes de engrenagem e para fora do ponto de descarga no lado oposto. Algumas bombas de engrenagens contam com uma engrenagem de dentes excêntrico externos que gira em torno dos dentes de uma engrenagem interna. As bombas de engrenagens são geralmente eficientes e confiáveis, embora os modelos de bombas usadas podem ser muito ruidosos.
 
Bombas centrífugas ou turbo-bombas 
A energia fornecida ao fluido, nesse caso, é do tipo cinética, que é convertida em energia potencial (de pressão). Essa energia pode ter origem puramente centrífuga ou de arrasto, ou até mesmo uma combinação destas.
Bombas centrifugas puras ou radicais 
A movimentação do fluido ocorre do centro para a periferia do rotor, com sentido perpendicular (normal) ao eixo de rotação. Ao iniciar o processo de rotação, o rotor cede energia cinética à massa fluídica, deslocando-a para a periferia do rotor pela força centrífuga. Antes do funcionamento é importante que a carcaça da bomba e a tubulação de sucção estejam totalmente preenchidas com o fluido a ser bombeado. São empregadas em instalações comuns de água limpa com descargas de 5l/s a 500l/s
Bombas centrífugas de fluxo misto
A movimentação do fluido ocorre na direção inclinada ao eixo de rotação.
 
Bombas centrífugas de fluxo axial 
A movimentação do fluido paralela ao eixo de rotação, onde a energia cinética é transmitida ao fluido por forças de arrasto. São utilizadas em serviços de irrigação. 
2.2 Bombas volumétricas ou de deslocamento positivo
Tem como característica a transferência direta da energia mecânica cedida pela fonte motora em energia potencial (de pressão). Bombas volumétricas fornecem uma quantidade determinada de fluido a cada ciclo ou rotação e o movimento do fluido é causado diretamente pela ação do impulsor. O nome de bomba volumétrica é devido ao fato de realizarem movimentos onde ocupam e desocupam espaços no interior da carcaça da bomba, com volumes conhecidos. Como o movimento deste fluido ocorre na mesma direção das forças a ele transmitidas, recebem, também, o nome de bombas de deslocamento positivo. São indicadas em casos onde se requer vazão constante, sendo a descarga proporcional à velocidade de rotação do propulsor. Podemos classificá-las da seguinte forma:
Bombas de êmbolo ou alternativas
O órgão impulsor pode ser um pistão ou um diafragma. No caso das bombas de êmbolo ou pistão, um eixo excêntrico gira e provoca o movimento alternativo do pistão, como podemos ver na figura abaixo.
 
No caso das bombas de diafragma o vácuo criado na linha de sucção é que proporciona o movimento dos diafragmas e, consequentemente, do fluido. As ilustrações a seguir demonstram seu princípio de funcionamento.
Bombas rotativas
As bombas rotativas podem ser de parafusos, engrenagens, palhetas ou lóbulos. O funcionamento volumétrico de todas elas consiste no preenchimento dos interstícios (espaços) entre o rotor e a carcaça. 
Bombas de parafusos 
Constam de um, dois ou três parafusos helicoidais que têm movimentos sincronizados através de engrenagens. Esse movimento se realiza em caixa de óleo ou graxa para lubrificação. Por este motivo, são silenciosas e sem pulsação. 
 
O fluido é admitido pelas extremidades e direcionado para a parte central da bomba (devido ao movimento de rotação e aos filetes dos parafusos), onde é descarregado. São bombas empregadas para o transporte de produtos de alta viscosidade e descargas pequenas. 
Bombas de engrenagens 
Consistem de uma carcaça com orifícios de entrada e saída e de um mecanismo de bombeamento composto por duas engrenagens, onde uma é ligada ao eixo acionador (engrenagem motora) e a outra é a engrenagem movida. A figura abaixo exemplifica o funcionamento de uma bomba de engrenagem interna.
Bombas de engrenagem externa, possuem a estrutura como na figura abaixo. O fluido entra pelo lado de sucção e preenche o espaço entre os dentes e a carcaça, sendo conduzido, pelo engrenamento e desengranamento dos dentes, até o lado de descarga. São usadas para bombear parafina, sabão, graxas, etc.
 
Bombas de palhetas 
São compostas por um rotor cujo eixo de rotação é excêntrico ao eixo da carcaça. Produzem uma ação de bombeamento que faz as palhetas acompanharem o contorno de um anel ou da carcaça. 
Devido à rotação do rotor a força centrífuga projeta as palhetas contra a carcaça, formando câmaras que aprisionando o fluido. 
2.3 Potência e Rendimento 
A Potência Absorvida (BHP) de uma bomba é a energia que ela consome para transportar o fluído na vazão desejada, altura estabelecida, com o rendimento esperado. No entanto, o BHP (Brake Horse Power), denominado “Consumo de Energia da Bomba”, é função de duas outras potências também envolvidas no funcionamento de uma bomba. São elas:
A. Potência hidráulica ou de elevação (WHP); B. Potência útil (PU).
Porém, na prática, apenas a potência motriz faz-se necessária para se chegar ao motor de acionamento da bomba, cuja expressão matemática é expressa por:
BHP ou PM = Q x H x 0,37 η
Onde: BHP ou PM = Potência motriz absorvida pela bomba (requerida para a realização do trabalho desejado);
Q = Vazão desejada, em m3 /h; H = Altura de elevação pretendida, em mca; 0,37 = Constante para adequação das unidades; η = Rendimento esperado da bomba, ou fornecido através da curva característica da mesma, em percentual (%).
O rendimento de uma bomba é a relaçãoentre a energia oferecida pela máquina motriz (motor) e a absorvida pela máquina operatriz (bomba). Isto é evidenciado uma vez que o motor não transmite para o eixo toda a potência que gera, assim como a bomba, que necessita uma energia maior do que consome, devido as suas perdas passivas na parte interna. O rendimento global de uma bomba divide-se em:
Rendimento Hidráulico (H): Leva em consideração o acabamento interno superficial do rotor e da carcaça da bomba. Varia também de acordo com o tamanho da bomba, de 20 a 90%;
Rendimento Volumétrico (V): Leva em consideração os vazamentos externos pelas vedações (gaxetas) e a recirculação interna da bomba. Bombas autoaspirantes, injetoras e de alta pressão possuem rendimento volumétrico e global inferior às convencionais;
Rendimento Mecânico(M): Leva em consideração que apenas uma parte da potência necessária ao acionamento de uma bomba é usada para bombear. O restante, perde-se por atrito.
2.4 Fenômenos de cavitação em bomba 
Como qualquer outro líquido, a água também tem a propriedade de vaporizar-se em determinadas condições de temperatura e pressão. Quando a pressão varia, a temperatura de ebulição também varia. Fenômeno da Cavitação.
Fenômeno que decorre da ebulição da água no interior dos condutos, quando as condições de pressão caem a valores inferiores a pressão de vaporização. Formam-se bolhas de vapor prejudiciais ao funcionamento bomba, caso a pressão do líquido na linha de sucção caia abaixo da pressão de vapor originando bolsas de ar que são arrastadas pelo fluxo. Características: ruídos e vibrações característicos e quanto maior for a bomba, maiores serão estes efeitos. Além de provocar o desgaste progressivo até a deformação irreversível dos rotores e das paredes internas da bomba. Nas bombas a cavitação geralmente ocorre por altura inadequada da sucção (problema geométrico), por velocidades de escoamento excessivas (problema hidráulico) ou por escoamento incorreto (problema operacional).
 
 3. Conclusão 
Concluímos que os diferentes tipos de bombas não mais são do que atuadores hidráulicos que são o resultado final da lei de Pascal. É aqui que a energia hidráulica é convertida de volta em energia mecânica. Isto pode ser feito através do uso de um cilindro hidráulico que converte a energia hidráulica em movimento linear e trabalho, ou um motor hidráulico que converte energia hidráulica em movimento rotativo e trabalho. Bombas sempre foram usadas em muitos pontos na sociedade para uma grande variedade de propósitos. Há muito tempo, as aplicações incluíam o uso de cata-ventos ou rodas d'água no bombeio de água para o consumo humano, para a irrigação ou para o consumo animal.
4. Referências 
https://docente.ifrn.edu.br/andouglassilva/disciplinas/mecanica-dos-fluidos/aula-8-bombas Acessado em 28/05/2018
https://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5817712/LOQ4015/capitulo3_bombasclassificacaoedescricao.pdf Acessado em 28/05/2018
http://www.omel.com.br/artigos-tecnicos/escola-de-bombas/centrifugas/potencia-e-rendimento/ Acessado em 29/05/2018 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABBAoAG/rendimento-bomba Acessado em 29/05/2018
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe16YAJ/bombas Acessado em 29/05/2018