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Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Curso: Engenharia Mecânica Disciplina: Máquinas de Fluxo Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Curso: Engenharia Mecânica Disciplina: Máquinas de Fluxo AULA 3 Bombas Hidráulicas: Histórico Conceito Turbobombas Bombas volumétricas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Máquinas acionadas que recebem energia mecânica de uma fonte motora (máquina acionadora) e a transforma em energia cinética (movimento), energia de pressão (força), ou ambas, e as transmitem ao líquido. 600 a.C. 300 a.C. 200 a.C. Conceitos Bombas Hidráulicas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Revolução industrial; Exploração de minas (remoção da água); Surgimento das bombas tipo lift e pistão (Século XVIII); Surgimento das bombas centrífugas (Século XVIII – 1818). Evolução das Bombas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Surgimento dos carneiros hidráulicos (Século XVIII – 1818); Surgimento das bombas centrifugas multi-estágios (Século XVIII – 1846). Evolução das Bombas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Classificação das Bombas Turbobombas: Transmitem energia cinética ao fluido cedida pela rotação do impelidor (rotor). Volumétricas: Transmitem energia de pressão ao fluido cedida pelo movimento de um componente. Caracterizada por enchimento de espaços definidos na bomba e posterior expulsão. Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bombas Volumétricas Turbobombas Vazão Independe do sistema (altura e/ou pressões a serem vencidas). Proporcional à rotação e ao volume deslocado por ciclo. Depende das caracte- rísticas de projeto da bomba, da rotação e das características do sistema. Variável com o tempo Constante com o tempo Princípio de Funcionamento O órgão mecânico transmite energia ao líquido sob forma exclusivamente “de pressão”. A energia é transmitida pelo órgão mecânico sob a forma cinética e “de pressão”. Partida Podem iniciar o seu funcionamento com a presença de ar no seu interior. O início de funcionamento deve ser feito sem a presença de ar no seu interior e no sistema de sucção, ou seja, a bomba deve estar preenchida de líquido, isto é, escorvada. Comparativo entre bombas volumétricas e turbobombas: Classificação das Bombas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bombas Dinâmicas ou Turbobombas Volumétricas ou Deslocamento positivo Bombas centrífugas Bombas de fluxo misto Bombas de fluxo axial Bombas periféricas ou regenerativas Bombas alternativas Bombas rotativas Pistão Êmbolo Diafragma Engrenagens Lóbulos Parafusos Palhetas Peristáltica Puras ou radiais Tipo Francis Classificação das Bombas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Turbobombas - Conceito A energia é transferida para o líquido pela rotação de um eixo onde é montado o rotor/impelidor. A geometria do impelidor e suas palhetas caracterizam os diferentes tipos de turbobombas. Principais Tipos: Puras ou radiais; Axiais; Mistas Toda energia cinética é obtida através de forças puramente centrífugas Empregadas quando se deseja cargas elevadas e vazões relativamente baixas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Turbobombas - Conceito A energia é transferida para o líquido pela rotação de um eixo onde é montado o rotor/impelidor. A geometria do impelidor e suas palhetas caracterizam os diferentes tipos de turbobombas. Principais Tipos: Axiais; Toda energia cinética é obtida através de forças puramente de arrasto Empregadas quando se deseja vazões elevadas e cargas relativamente baixas Sentido do fluxo Impelidor axial Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Turbobombas - Conceito A energia é transferida para o líquido pela rotação de um eixo onde é montado o rotor/impelidor. A geometria do impelidor e suas palhetas caracterizam os diferentes tipos de turbobombas. Principais Tipos: Mistas A energia cinética é obtida através de forças centrífugas e de arrasto Empregadas quando se deseja vazões e cargas intermediárias Sentido do fluxo Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Turbobombas – Principais tipos Principais tipos de bombas centrífugas horizontais Rotor em balanço Multi-estágios Bi-apoiada Hermética Magnética Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Principais tipos de bombas centrífugas verticais Simples estágio Multi-estágio Submersa Submersa “Sapo”Altas rotações Turbobombas – Principais tipos Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bombas Volumétricas Rotativas Consiste em duas rodas dentadas, trabalhando dentro de uma caixa com folgas pequenas em relação a carcaça. Com o movimento das engrenagens o fluido, aprisionado nos vazios entre os dentes e a carcaça, é empurrado e forçado a sair pela tubulação de saída. Engrenagem interna Engrenagem externa Bomba de Engrenagem Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bombas Volumétricas Rotativas Consiste em duas rodas dentadas, trabalhando dentro de uma caixa com folgas pequenas em relação a carcaça. Com o movimento das engrenagens o fluido, aprisionado nos vazios entre os dentes e a carcaça, é empurrado e forçado a sair pela tubulação de saída. Bomba de Engrenagem Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Têm o princípio de funcionamento similar ao das bombas de engrenagens. Podem ter dois, três ou até quatro lóbulos, conforme o tipo. São usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não-lubrificantes de todas as viscosidades. Bomba de Lóbulos Bombas Volumétricas Rotativas Lóbulos internos Lóbulos externos Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Têm o princípio de funcionamento similar ao das bombas de engrenagens. Podem ter dois, três ou até quatro lóbulos, conforme o tipo. São usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não-lubrificantes de todas as viscosidades. Bomba de Lóbulos Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo O rotor possui ranhuras radiais onde são alojadas palhetas rígidas, porém com movimento livre. Devido à excentricidade do rotor em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma redução de volume no sentido de escoamento. Empregadas em sistemas hidráulicos com pressões médias ou baixas. São auto-aspirantes e podem ser empregadas também como bombas de vácuo. Bomba de Paletas Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo O rotor possui ranhuras radiais onde são alojadas palhetas rígidas, porém com movimento livre. Devido à excentricidade do rotor em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma redução de volume no sentido de escoamento. Empregadas em sistemas hidráulicos com pressões médias ou baixas. São auto-aspirantes e podem ser empregadas também como bombas de vácuo. Bomba de Paletas Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Constam de um, dois ou três "parafusos" helicoidais que têm movimentos sincronizados através de engrenagens. Essas engrenagens estão imersas em óleo ou graxa para lubrificação. Por este motivo são silenciosas e sem pulsação. Essas bombas são utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade elevada. Bomba de Parafusos Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Constam de um, dois ou três "parafusos" helicoidais que têm movimentos sincronizados através de engrenagens. Essas engrenagens estão imersas em óleo ou graxa para lubrificação. Por este motivo são silenciosas e sem pulsação. Essas bombas são utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade elevada. Bomba de Parafusos Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Seu funcionamento baseia-se nosmovimentos peristálticos. Um rotor desliza sobre a mangueira interna proporcionando compressão e relaxamento alternados. O fluido à frente da sapata é empurrado para a descarga enquanto a sapata traseira empurra mais fluido. Bomba Peristáltica Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bomba Peristáltica Seu funcionamento baseia-se nos movimentos peristálticos. Um rotor desliza sobre a mangueira interna proporcionando compressão e relaxamento alternados. O fluido à frente da sapata é empurrado para a descarga enquanto a sapata traseira empurra mais fluido. Bombas Volumétricas Rotativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo O componente que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca em movimento alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a produzir vácuo. Bombas Volumétricas Alternativas Bombas de Pistão Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bombas de Pistão O componente que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca em movimento alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a produzir vácuo. Bombas Volumétricas Alternativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido. Por serem recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o componente de movimentação do líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem ter dimensões pequenas. Bombas de Êmbolo Bombas Volumétricas Alternativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido. Por serem recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o componente de movimentação do líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem ter dimensões pequenas. Bombas de Êmbolo Bombas Volumétricas Alternativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo O componente que fornece a energia ao líquido é uma membrana acionada por uma haste com movimento alternativo. São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste, varia-se o volume admitido. Bombas de Diafragma Bombas Volumétricas Alternativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Bombas de Diafragma O componente que fornece a energia ao líquido é uma membrana acionada por uma haste com movimento alternativo. São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste, varia-se o volume admitido. Bombas Volumétricas Alternativas Prof.: LeandroMáquinas de Fluxo Referências Bibliográficas De FALCO, R., MATTOS E. E, "Bombas industriais", Editora Mcklausen, 1992. MACACINTYRE, A. J., "Máquinas Motrizes Hidráulicas", Editora Guanabara Dois, 1983. LIMA, EPAMINONDAS PIO C, “Mecânica das Bombas”, 2ª ed, Rio de Janeiro: Editora Interciencia, Petrobrás, 2003. SILVA, JAIRO TORRES DA, “Bombas Centrífugas Passo a Passo: Manual prático de manutenção e operação” , 1ª ed, Salvador: Turbotech Engenharia Ltda, 1999.
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