Tipos Maquinas Hidraulicas

Prévia do material em texto

Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
As máquinas hidráulicas podem ser classificadas em 3 grupos: 
 Motrizes 
 Geratrizes (Operatrizes) 
 Mistas 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Máquinas Motrizes 
- Transformam energia hidráulica em trabalho mecânico 
Exemplos mais importantes: 
Turbinas Hidráulicas – Escoamento da água em canais formados por pás 
curvas, dispostas simetricamente em torno de um eixo móvel 
Conjugado de rotação se dá pelas forças μv 
Tipos mais comuns: Francis, Propeller, Kaplan e Dériaz 
 
Rodas Hidráulicas (Rodas d´água) – Água escoando em canais especiais ou 
despejada em cubas, desenvolvem forças que produzem o conjugado motor 
Atuações por peso e por velocidade, sendo o predomínio de cada grandeza de 
acordo com o tipo 
Tipos mais comuns: Rodas de cima, de lado e de baixo 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Máquinas Mistas 
Definição: Dispositivos ou aparelhos que modificam o estado de energia que o 
líquido possui, transformam a energia hidráulica sob uma forma na outra. 
Exemplos: Edultores, Bombas Carneiro, etc 
 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Máquinas Geratrizes 
- Recebem trabalho mecânico, geralmente de uma máquina motriz e 
transforma em energia hidráulica. 
- Comunica ao líquido energias potencial de pressão e cinética 
- Tipos mais comuns: Bombas Hidráulicas 
 
Será dada ênfase para as máquinas geratrizes no nosso estudo 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Máquinas Geratrizes (Bombas) 
Feita de acordo com o modo de transformação do trabalho em energia 
hidráulica e o recurso para cedê-la ao líquido 
As bombas podem ser: Bombas de Deslocamento Positivo, Turbobombas e 
Bombas especiais 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
Energia de pressão é comunicada ao líquido através de um propulsor, que 
pode ser um pistão, um êmbolo ou uma membrana, no interior de uma ou 
mais câmaras. 
Partícula líquida “a” em contato com o órgão que comunica energia tem 
aproximadamente a mesma trajetória que a do ponto “b” do órgão. 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
Tipos de bombas de deslocamento Positivo: 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
Bombas Alternativas 
Bombas alternativas de pistão podem ser do tipo: 
 Simples Efeito – Uma face do êmbolo atua sobre o líquido 
 Duplo Efeito – Duas faces do êmbolo atua sobre o líquido 
Bombas alternativas de pistão classificam-se também de acordo com o 
número de câmaras/ pistões 
 Simplex – um pistão ou êmbolo 
 Duplex – Dois pistões ou êmbolos 
 Triplex - Três pistões ou êmbolos 
 Multiplex – Quatro ou mais pistões ou êmbolos 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
 
 
Bomba Alternativa de Pistão de simples efeito 
 
 
Bomba Alternativa de Diafragma 
 
 
Bomba Alternativa de Pistão de duplo efeito 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
Bombas Rotativas 
- Líquido recebe a ação de forças provenientes de peças rotativas 
- Utilizadas para pressões elevadas e descargas pequenas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
Tipos de Bombas Rotativas 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bombas de Deslocamento Positivo 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Turbobombas 
Órgãos Essenciais: 
 Rotor ou Impulsor 
 Difusor ou recuperador 
 Pás Guias (Opcional) 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Turbobombas 
Rotor ou Impulsor 
 – Órgão rotatório (disco ou peça cônica) dotado de pás 
- Comunica aceleração à massa líquida para aumento da energia cinética, a 
qual posteriormente é transformada em energia de pressão 
Tipos: 
 
 
 
 
Rotor Aberto 
 
Rotor Fechado 
 
Disco 
 
Coroa Circular 
 
Disco 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Turbobombas 
Difusor ou recuperador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transforma a energia cinética 
do líquido que sai do rotor em 
energia de pressão 
O difusor sendo de seção 
gradativamente crescente, realiza 
uma contínua e progressiva 
diminuição da velocidade do 
líquido e aumento simultâneo de 
pressão - Teorema de Bernoulli 
 
Como? 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Turbobombas 
Difusor ou recuperador 
Tipos: 
 
 
Coletor ou Caracol 
Tubo Reto Troncônico 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Turbobombas 
Pás Guias 
Função: Minimizar as perdas (atrito, turbulência, etc.) do líquido que sai do 
rotor para o coletor 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas 
Podem ser classificadas segundo: 
 Trajetória do líquido no rotor 
 Número de rotores empregados 
 Número de entradas para a aspiração 
 Modo pelo qual a Energia Cinética é Transformada em energia de Pressão 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo trajetória do líquido no rotor 
As bombas podem ser: 
 Centrífuga pura ou radial 
 Axial 
 Mista ou Diagonal (Hélico-Centrífugas e Helicoidais) 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo trajetória do líquido no rotor 
Bomba Centrífuga pura ou radial 
Líquido penetra no rotor paralelamente ao eixo e se dirige para a periferia 
através de curvas praticamente planas contidas em planos radiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bomba Centrífuga (Rotor Aberto) 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo trajetória do líquido no rotor 
Bomba Axial 
Trajetórias começam paralelamente ao eixo e se transformam em hélices 
cilíndricas (Superposição de um vórtice forçado + movimento axial) 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo trajetória do líquido no rotor 
Mista ou Diagonal 
- Podem ser do tipo helicoidal ou hélico-centrífugo 
- Raio da Trajetória varia moderadamente ao contrário da bomba axial 
- Utilizam pás de dupla curvatura 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de rotores empregados 
As bombas podem ser: 
 Simples estágio 
 Múltiplos estágios 
 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de rotores empregados 
Simples estágio 
Existência de um rotor apenas 
Limitação de altura de carga 
Rotores especiais de elevada rotação (3600 rpm a 24700 rpm) podem atingir 
alturas maiores que 100 m 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de rotores empregados 
Múltiplos Estágios 
Existência de dois ou mais rotores fixados ao mesmo eixo, pelos quais o 
líquido passa sucessivamente 
Difusor de pás guias localizado entre dois rotores consecutivos é chamado 
“Distribuidor da bomba” 
A passagem do líquido em cada rotor e difusor constitui um estágio na 
operação de bombeamento 
Teoricamente: Altura Total = Soma das alturas parciais de cada um dosrotores 
Aplicações: Instalações de alta pressão (Superiores a 250 kgf/cm2), poços 
profundos de água e pressurização de poços de petróleo. 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de rotores empregados 
Múltiplos Estágios 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de entradas de 
aspiração 
As bombas podem ser: 
Bomba de aspiração simples ou de entrada unilateral 
Bomba de aspiração dupla ou entrada bilateral 
 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de entradas de 
aspiração 
Bomba de aspiração simples ou de entrada unilateral 
Entrada do líquido se faz de um lado apenas (abertura circular na coroa) 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o número de entradas de 
aspiração 
Bomba de aspiração dupla ou entrada bilateral 
Rotor permite a entrada do líquido em dois sentidos, paralelamente ao eixo de 
rotação 
Equivale a dois rotores simples montados em paralelo capaz de elevar 
uma descarga dupla em relação a um rotor simples 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Classificação das Turbobombas - Segundo o modo pelo qual é obtida a 
transformação da energia cinética em energia de pressão 
Classificação segundo o tipo de difusor (órgão que transforma energia cinética 
em energia de pressão) 
As bombas podem ser: 
 Com difusor e pás guias 
 Com coletor em forma de caracol ou voluta 
 Com difusor axial troncônico com pás guias 
 
 
 
 
 
 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Funcionamento de uma bomba Centrífuga 
 
 
 
Tubulação de recalque 
Tubulação de aspiração 
Reservatório de captação 
- Pressão na entrada do rotor < Pressão no 
reservatório de captação 
 - Pressão na boca de saída bomba > Pressão 
da coluna líquida da tubulação de recalque 
Bomba em 
funcionamento 
 
Escoamento do reservatório 
de captação para o 
reservatório superior 
 
Reservatório superior 
Classificação Geral das Máquinas Hidráulicas 
Bibliografia 
[1] MACNTYRE, A.J., Bombas e Instalações de Bombeamento, 2ª ed., 
Editora LTC. 
 
[2] FOX, R. W & MCDONALD, T. , Introdução à mecânica dos Fluidos, 
6ª ed., LTC- Livros Técnicos e Científicos.