APOSTILA-PETROBRAS-BOMBAS

0,102
102
10,33
735,6
750,1
51,72
1
73,56
7,50x10-3
7,501
7501
760
0,9807
1
0,06895
1,33x10-3
0,09807
1x10-5
0,01
10
1,013
1
1,02
0,07031
0,00136
0,1
1,02x10-5
0,0102
10,2
1,033
0,09807
0,1
6,89x10-3
0,000133
9,81x10-3
1x10-6
0,001
1
0,1013
CONVERSÃO DA UNIDADE DE PRESSÃO
TUBO EM U
cm H2O
H
80
60
40
20
0
�����
A coluna de um líquido é um método para expressar uma pressão. É
comum usar metros, milímetros ou polegadas de colunas de água ou de
mercúrio para definir essas pressões. Existem manômetros de tubos trans-
parentes que utilizam esse princípio. Esses tubos foram os primeiros
manômetros inventados.
Um tubo em U, contendo água, indica a pressão de descarga de um ventila-
dor, conforme mostra a Figura 20. Qual o valor da pressão reinante?
A pressão no duto é dife-
rença de alturas entre os
dois lados do tubo em U. A
Figura 20 mostra 70 – 20 =
= 50cm de água.
Se quisermos saber o
valor dessa pressão em
outras unidades, basta
usar a Tabela 15 de conver-
são, mostrada anterior-
mente. Para passar para
kgf/cm2, temos:
P E T R O B R A S A B A S T E C I M E N T O
Manutenção e Reparo de Bombas 4949
Pe
ns
e 
e A
no
te
Pe
ns
e 
e A
no
te
100psig = 7,031kgf/cm2 M
1atm = 1,033kgf/cm2 = 10,33m = 760mm Hg = 1,013bar =
= 0,1013MPa = 101,3kPa = 14,7 psi = 29,92in Hg
A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas –,
seguindo recomendação da ISO, organização
internacional de padronização, definiu como unidade
de pressão no Brasil o Pascal (Pa), admitindo, numa
fase de transição, o uso do bar. Portanto, é bom
começar a ter uma noção da pressão em Pa, já que
com o passar do tempo deverá ser cada vez mais
utilizada. Como o Pascal é uma unidade muito pequena,
os valores usuais de pressão seriam altos. Por isso, são
mais utilizados seus múltiplos MPa (mega Pascal =
1.000.000Pa) e kPa (quilo Pascal = 1.000Pa).
1psi = 0,07031kgf/cm2 100psi = 100 x 0,07031 = 7,031kgf/cm2➜
1m H2O = 0,1kgf/cm
2 50cm H2O = 0,50m H2O = 50 x 0,1kgf /cm
2 = 0,5kgf/cm2
Da Tabela 15 temos que:
A conversão de Pascal para bar é fácil se memorizarmos que: para pas-
sar de kPa para bar,,,,, basta dividir o valor por 100. Para passar de MPa para
bar,,,,, basta multiplicar por 10.
Qual a pressão em kgf/cm2 correspondente a 100psig?
Da Tabela 15 temos que:
Como a pressão foi dada em psig, a pressão é manométrica:
A pressão atmosférica ao nível do mar pode ser dada por:
Como podemos ver, a pressão atmosférica ao nível do mar equivale a
uma coluna de 10,33m de água.
PROBLEMA 26
P E T R O B R A S A B A S T E C I M E N T O
Manutenção e Reparo de Bombas5050
Pense e
Anote
Pense e
Anote
PROBLEMA 27
FIGURA 21
COM AR NO TUBO
COLUNA MÁXIMA DE ÁGUA COM VÁCUO
Pressão
atmosférica
1,033kg/cm2A
Pman =
–1,033kg/cm2
H máx. = ?
Vácuo
SEM AR NO TUBO
Pman = 0 Pressão
atmosférica
1,033kg/cm2A
3
1 2
3
1 2
Qual seria a coluna de água que teríamos num tubo mergulhado em um re-
servatório de água ao nível do mar se retirássemos todo o ar do tubo fa-
zendo um vácuo perfeito?
Inicialmente, vamos colocar o tubo dentro do reservatório com a vál-
vula situada na parte superior aberta para a atmosfera. A água entrará no
tubo, ficando no mesmo nível do reservatório. Como os pontos 1 e 2 es-
tão no mesmo nível, suas pressões P1 e P2 serão sempre iguais e, no caso,
igual à pressão atmosférica local de 1,033kgf/cm2 absoluta ou 0kgf/cm2
manométrica. Vamos conectar a válvula da parte superior do tubo a uma
bomba de vácuo e começar a retirar o ar do interior dele. A pressão no
tubo P3 começará a cair, e a pressão atmosférica forçará a água para o in-
terior do tubo, fazendo seu nível subir. Esta coluna de água compensará a
pressão negativa da parte superior do tubo P3, mantendo sempre a pres-
são no ponto 1 igual à pressão atmosférica local P2.
P E T R O B R A S A B A S T E C I M E N T O
Manutenção e Reparo de Bombas 5151
Como podemos notar, para cada líquido, em função do seu peso
específico, teremos uma coluna máxima. No caso de querer retirar água
de um poço com uma bomba colocada na superfície, ficaremos limitados
à profundidade teórica de 10,33m. Na prática, este valor é bem inferior
pelas seguintes razões:
Uma bomba centrífuga jamais conseguirá fazer um vácuo perfeito.
As bombas possuem necessidade de uma energia mínima na sucção
(NPSH disponível – que será visto posteriormente).
Há perdas de carga por atritos, choques e mudanças de direção do
líquido na tubulação de sucção.
Pe
ns
e 
e A
no
te
Pe
ns
e 
e A
no
te
� ou �
� � � � � 1,033 = 1 x P
10
� � � � � H = 10,33mP = � x H
10
� � � � � 1,033 =
0,75 x H
10
� � � � � H =P =
� x H
10
= 13,77m
10,33
0,75
� �
Se, por hipótese, conseguíssemos fazer um vácuo absoluto, ou seja, re-
tirar todo o ar do interior do tubo, a pressão absoluta seria igual a zero, ou,
o que é a mesma coisa, a pressão manométrica seria = –1,033kgf/cm2.
Neste caso, a coluna seria:
Esta seria a coluna máxima que poderia ser conseguida para água.
Se, no lugar de água, tivéssemos gasolina (g
 gasolina
 = 0,75gf/cm3), a co-
luna máxima seria:
Por isso, o máximo que se consegue aspirar com uma bomba centrífu-
ga fica em torno de 7 ou 8 metros quando trabalhando com água.
Notar também que os 10,33m ocorreriam ao nível do mar, onde a
pressão atmosférica é maior. Num local de maior altitude, como a pres-
são atmosférica é menor, a coluna seria menor. Esta coluna é também
influenciada pelo peso específico do líquido (�). Quanto menor o �, mai-
or a coluna H de líquido (ver fórmula usada anteriormente).
Viscosidade
A viscosidade pode ser definida como a resistência do fluido ao escoamento.
P E T R O B R A S A B A S T E C I M E N T O
Manutenção e Reparo de Bombas5252
Pense e
Anote
Pense e
Anote
FIGURA 22
ÁguaÓleo
1Poise
1cP (centipoise)
1Pa.s
1 lbm/ft.s
1
0,01
10
14,88
100
1
1.000
1488
0,1
0,001
1
1,488
0,0672
0,000672
0,672
1
TABELA 16
=
=
=
=
1cP = 0,01poise
Poise cP Pa.s lbm / ft.s
DIFERENÇAS DE VISCOSIDADES
CONVERSÃO DE VISCOSIDADES DINÂMICAS
Suponhamos dois vasilhames, um com óleo de massa específica igual
à da água, porém mais viscoso, e outro com água. Ao tentar girar uma pá
para movimentar os líquidos, notaríamos uma resistência maior no óleo
do que na água. Isso é devido à maior viscosidade do óleo, comparada
com a da água.
Existem dois modos de expressar a viscosidade: dinâmica (�) e cine-
mática (((((�).).).).).
A viscosidade dinâmica (�) é a propriedade do líquido que expressa
sua resistência ao deslocamento de suas camadas.
Quanto maior a viscosidade dinâmica, maior a resistência ao desloca-
mento.
A principal unidade para medir viscosidade dinâmica é o poise (pronun-
cia-se “poase”). Normalmente, é usado um submúltiplo 100 vezes menor,
o centipoise (cP).
A viscosidade de um líquido varia inversamente com a temperatura.
Quanto maior a temperatura, menor a viscosidade.
P E T R O B R A S A B A S T E C I M E N T O
Manutenção e Reparo de Bombas 5353
Pense e AnotePense e Anote
� =
�
�
1cSt = 0,01St = 1mm2/s1St = 1cm2/s
TABELA 17
31
35
40
50
60
70
80
90
100
150
200
250
300
400
500
600
700
800
900
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
10.000
SSU – segundos
saybolt universal
–
–
–
–
–
12,95
13,70
14,44
15,24
19,30
23,5
28,0
32,5
41,9
51,6
61,4
71,1
81,0
91,0
100,7
200
300
400
500
1.000