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BomBas Hidráulicas
Para deslocar um fluido ou mantê-lo em escoamento é necessário adicionarmos
energia, o equipamento capaz de fornecer essa energia ao escoamento do fluido é
denominamos de Bomba.
Figura 1: Exemplo de bomba
Bombas hidráulicas são máquinas de fluxo, cuja função é fornecer energia para a
água, a fim de recalcá-la (elevá-la), através da conversão de energia mecânica de
seu rotor proveniente de um motor a combustão ou de um motor elétrico. Desta
forma, as bombas hidráulicas são tidas como máquinas hidráulicas geradoras
As bombas são utilizadas, nos circuitos hidráulicos, para converter energia
mecânica em hidráulica.
A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada da bomba, o que permite que a
pressão atmosférica force o fluido do tanque, através da linha de sucção, a
penetrar na bomba.
A bomba passará o fluido para a abertura de descarga, forçando-o através do
sistema hidráulico.
As bombas são classificadas, basicamente, em dois tipos:
- hidrodinâmicas (deslocamento não-positivo, fluxo continuo)
- hidroestáticas (deslocamento positivo, fluxo pulsante).
Bombas hidrodinâmicas
São bombas de deslocamento não positivo, usadas para transferirem fluidos e cuja
única resistência é criada pelo peso do fluido e pelo atrito.
Essas bombas raramente são usadas em sistemas hidráulicos, porque seu poder de
deslocamento de fluido se reduz quando aumenta a resistência e também porque é
possível bloquear-se completamente seu pórtico de saída em pleno regime de
funcionamento da bomba.
Bombas hidroestaticas
São bombas de deslocamento positivo, que fornecem determinada quantidade de
fluido a cada rotação ou ciclo.
Como nas bombas hidroestaticas a saída do o fluido independe da pressão, com
exceção de perdas e vazamentos, praticamente todas as bombas e vazamentos,
praticamente todas as bombas necessárias para transmitir força hidráulica em
equipamento industrial, em maquinaria de construção e em aviação, são do tipo
hidroestatico.
As bombas hidroestaticas produzem fluxos de forma pulsativa, porém sem variação
de pressão no sistema.
Classificação
As bombas hidráulicas podem trabalhar com diferentes tipos de vazões, alturas de
elevação, tipos de fluidos, etc. Abaixo estão relacionadas as características de
algumas bombas, que estão explicadas detalhadamente mais adiante.
Dinâmicas ou
turbobombas
Bombas
centrífugas
Puras ou
radiais
As bombas podem ser classificadas pela sua aplicação ou
pela forma com que a energia é cedida ao fluído.
Normalmente, existe uma relação estreita entre a
aplicação e a característica da bomba que, por sua vez,
está intimamente ligada à forma de cessão de energia ao
fluido.
Tipo
Francis
Bombas de fluxo misto
Bombas de fluxo axial
Bombas periféricas ou
regenerativas
Volumétricas
ou
Deslocamento
Positivo
Bombas
Alternativas
Pistão O modo pelo qual é feita a transformação do trabalho em
energia hidráulica e o recurso para cedê-la ao líquido
aumentando a sua pressão e ou sua velocidade permitem
que elas se classifiquem em: bombas de deslocamento
positivo, turbobombas e bombas especiais. Dentre as
classificações de turbobombas e de deslocamento positivo
podemos enumerar algumas das mais importantes
subdivisões destas bombas, como mostra a tabela ao lado.
Êmbolo
Diafragma
Bombas
rotativas
Engrenagens
Lóbulos
Parafusos
Palhetas
Deslizantes
Classificações mais importantes de Bombas Hidráulicas
• Quanto à trajetória do fluido
a) Bombas radiais ou centrífugas: sua característica básica é trabalhar com
pequenas vazões a grandes alturas, com predominância de força centrífuga; são as
mais utilizadas atualmente.
b) Bombas axiais: trabalha com grandes vazões a pequenas alturas.
c) Bombas diagonais ou de fluxo misto: caracterizam-se pelo recalque de médias
vazões a médias alturas, sendo um tipo combinado das duas anteriores.
• Quanto ao posicionamento do eixo
a) Bomba de eixo vertical: utilizada em poços subterrâneos profundos.
b) Bomba de eixo horizontal: é o tipo construtivo mais usado.
• Quanto à posição do eixo da bomba em relação ao nível da água
a) Bomba de sucção positiva: quando o eixo da bomba situa-se acima do nível do
reservatório.
b) Bomba de sucção negativa ("afogada"): quando o eixo da bomba situa-se abaixo do
nível do reservatório.
Características de Funcionamento
As Bombas são como máquinas operatrizes hidráulicas que conferem energia ao
fluido com a finalidade de transportá-lo por escoamento de um ponto para outro
obedecendo as condições do processo. As bombas transformam o trabalho
mecânico que recebem para seu funcionamento em energia. Elas recebem a
energia de uma fonte motora qualquer e cedem parte dessa energia ao fluido sob
forma de energia de pressão, cinéticas ou ambas. Isto é, elas aumentam a pressão
do líquido, a velocidade ou ambas essas grandezas. A energia cedida ao líquido
pode ser medida através da equação de Bernoulli. A relação entre a energia cedida
pela bomba ao líquido e a energia que foi recebida da fonte motora, fornece o
rendimento da bomba.
Bombas de Deslocamento Positivo
As bombas de deslocamento positivo impelem uma quantidade definida de fluido
em cada golpe ou volta do positivo e o volume do fluido é proporcional a
velocidade.
As bombas de deslocamento positivo possuem uma ou mais câmaras, em cujo
interior o movimento de um órgão propulsor comunica energia de pressão ao
líquido, provocando o seu escoamento. Assim, proporciona as condições para que
se realize o escoamento na tubulação de aspiração até a bomba e na tubulação de
recalque até o ponto de utilização. A característica principal desta classe de bombas
é que uma partícula líquida em contato com o órgão que comunica a energia tem
aproximadamente a mesma trajetória que a do ponto do órgão com o qual está em
contato. As bombas de deslocamento positivo podem ser Alternativas ou Rotativas.
Bombas Alternativas
Nestas bombas acontece um movimento de vai e vem de um pistão cilíndrico que
resulta num escoamento intermitente. Para cada golpe de pistão, um volume fixo
do liquido é descarregado na bomba. A taxa de fornecimento do liquido é função do
volume varrido pelo pistão no cilindro e o número de golpes do pistão por unidade
de tempo.
Figura 2: Exemplo de bomba alternativa.
Figura 3: Principio da bomba alternativa.
Aplicações das Bombas Alternativas:
- bombeamento de água de alimentação de caldeiras, óleos e de lamas;
- imprimem as pressões mais elevadas dentre as bombas;
- Podem ser usadas para vazões moderadas;
Vantagens
- podem operar com líquidos voláteis e muito viscosos;
- capaz de produzir pressão muito alta;
Desvantagens
- Produz fluxo pulsante;
- Capacidade de intervalo limitado;
- Opera com baixa velocidade;
- precisa de mais manutenção;
Bombas Rotativas
As Bombas Rotativas depende de um movimento de rotação que resulta em um
escoamento continuo.
O rotor da bomba provoca uma pressão reduzida no lado da entrada, o que
possibilita a admissão do líquido à bomba, pelo efeito da pressão externa. À medida
que o elemento gira, o líquido fica retido fica retido entre os componentes do rotor
e a carcaça da bomba.
Figura 4: principio de funcionamento de uma bomba rotativa.
Características:
- Provocam uma pressão reduzida na entrada (efeito da pressão atmosférica), e
com a rotação, o fluido escoa pela saída;
- Vazão do fluido: função do tamanho da bomba e velocidade de rotação,
ligeiramente dependente da pressão de descarga;
- Fornecem vazões quase constantes;
- Eficientes para fluidos viscosos, graxas, melados e tintas;
- Operam em faixas moderadas de pressão;
- Capacidade pequena e média;
- Utilizadas para medir "volumes líquidos".
Tipos:
- Engrenagens (para óleos);- atuada externamente (as duas engrenagens giram em sentidos opostos);
- atuada internamente (só um rotor motriz);
- Rotores lobulares: bastante usada em alimentos;
- Parafusos helicoidais (maiores pressões);
- Palhetas: fluidos pouco viscosos e lubrificantes;
- Peristáltica: pequena vazão permite transporte asséptico.
Usos:
As bombas rotativas costumam ser de grande utilidade nas indústrias
farmacêuticas, de alimentos e de petróleo.
Condições ótimas de utilização das bombas hidráulicas
Todas as bombas têm condições ótimas de utilização, ou seja, são mais adequadas
para um determinado tipo de fluido, em uma faixa de pressão e a uma dada vazão
volumétrica.
As bombas alternativas de pistão só podem ser utilizadas para deslocamento de
fluidos clarificados e limpos, não podendo manusear fluidos abrasivos. São
utilizadas para altas pressões, que somente são alcançadas para esses tipos de
bombas, porém fornecem baixas vazões.
As bombas rotativas são especificamente indicadas para fluidos viscosos, porém
não abrasivos. Por isso são usadas, especialmente, com sucos concentrados,
chocolate e geléias.
As bombas centrífugas são construídas de modo a fornecerem uma ampla faixa de
vazões, desde uns poucos l/min até 3.104 l/min. As pressões de descarga podem
atingir algumas centenas de atmosferas. Elas trabalham com líquidos límpidos,
líquidos com sólidos abrasivos ou ainda, com alto conteúdo de sólidos, desde que o
líquido não seja muito viscoso (500 centi-Stokes).
1 Stoke = 100 centistokes = 1 cm2/s = 0.0001 m2/s).
BomBas dE ENGrENaGEm
A bomba de engrenagem consiste basicamente de uma carcaça com orifícios de
entrada e de saída, e de um mecanismo de bombeamento composto de duas
engrenagens, a engrenagem motora, é ligada a um eixo que é conectado a um
elemento acionador principal. A outra é a engrenagem movida.
Figura 1: Exemplo de bomba de engrenagem
Bombas de engrenagem, ou bombas de deslocamento positivo são bombas
utilizadas para o bombeamento de produtos com viscosidade maior do que a água,
mais especificamente com viscosidades de 30 a 1.000.000 SSUs.
As bombas de engrenagens estão disponíveis nas bitolas de 1/8" a 8" normalizadas,
com vazões variando de 0,1 m3/h a 350 m3/h. Suportam também pressões de até
25 kgf/cm² na pressão de recalque; temperaturas de até 500°C e rotação máxima
de 1750 rpm.
DICA: Quanto menor for a rotação de acionamento da bomba, maior é a
durabilidade das engrenagens. Prefira sempre que possível 850 rpm.
Funcionamento de uma bomba de engrenagem
As bombas de engrenagem contem rodas dentadas, sendo uma motriz, acionada
pelo eixo, a qual impulsiona a outra, existindo um jogo axial e radial tão reduzido
que, praticamente, é alcançada uma vedação à prova de óleo. No decorrer do
movimento rotativo, os vão entre os dentes são liberados à medida que os dentes
se desengrenam. O fluido provindo do reservatório chega a esses vãos e é
conduzido do lado da sucção para o lado da pressão. No lado da pressão, os dentes
tornam a se engrenar e o fluido é expulso dos vãos dos dentes; a engrenagem
impede o refluxo do óleo para a câmara de sucção.
Figura 2: Funcionamento de uma bomba de engrenagem
Característica das bombas de engrenagem
As bombas de engrenagem são de deslocamento fixo. Podem deslocar desde
pequenos até grandes volumes. Por serem do tipo não-balanceado, são geralmente
unidades de baixa pressão. Porem, existem bombas de engrenagem que atingem
até 200Kg/cm² de pressão. Com o desgaste, o vazamento interno aumenta.
Entretanto, as unidades são razoavelmente duráveis e toleram a sujeira mais do
que outros tipos. Uma bomba de engrenagem, com muitas câmaras de
bombeamento, gera freqüências altas e, portanto, tende a fazer mais barulho.
Tipos
Bomba de Engrenagem Externa
Uma bomba de engrenagem externa, definida assim devido a suas engrenagens
dentes em suas circunferências externas. Estas bombas são às vezes chamadas de
bombas de dentes-sobre-dentes. Há basicamente três tipos de engrenagens que
são usadas nestas bombas, conforme pode ser visto abaixo:
Figura 3: Bomba de engrenagem externa
Bomba de Engrenagem Interna
Uma bomba de engrenagem interna consiste de uma engrenagem externa cujos
dentes se engrenam na circunferência interna de uma engrenagem maior.
A bomba tipo gerodor é uma bomba de engrenagem interna com uma engrenagem
motora interna e uma engrenagem movida externa. A engrenagem interna tem um
dente a menos do que a engrenagem externa. Enquanto a engrenagem interna é
movida por um elemento acionado, ela movimenta a engrenagem externa maior.
De um lado do mecanismo de bombeamento forma-se um volume crescente,
enquanto os dentes da engrenagem desengrenam. Do outro lado da bomba é
formado um volume decrescente.
Figura 4: Bomba de engrenagem interna
Materiais construtivos
As bombas de engrenagem podem ser confeccionadas sem materiais especiais para
atender os mais variados tipos de bombeamento:
Carcaça e tampa: FoFo cinzento, inox 316, bronze fósforo, aço carbono WCB.
Eixos e engrenagens: Inox 316, bronze, PTFE (teflon), nylon, celeron e
polipropileno.
Buchas: Bronze, grafite, celeron, metal patente, e PTFE (teflon).
Características
- Usinagem de alta precisão e qualidade que possibilita a mínima folga entre os
dentes e alto rendimento das bombas;
- As bombas têm a capacidade de trabalhar em duplo sentido de rotação *sem alter
o rendimento;
- As bombas possuem uma caixa de selagem única, provocando apenas pressão de
Sucção que resulta na ausência de vazamento e mínimo desgaste.
- As bombas podem bombear líquido com sólidos em suspensão de que o último
seja de baixa dureza e de pouca abrasividade.
Aplicações
• Indústria Petroquímica: em refinarias no bombeamento de óleo diesel,
óleo BPF, óleo cru, graxas, asfalto, querosene, gasolina, óleos em geral;
• Indústria Química:Bombeamento de tintas, vernizes, esmaltes, solventes,
resinas, fertilizantes, acetonas, ácidos, cosméticos, detergentes, sabões,
bases;
• Indústria Alimentícia: Bombeamento de xaropes, melaços, manteiga,
geléias, gelatina, glicoses, óleo vegetal, cítricos, refrigerantes, cervejarias,
óleos essenciais aromáticos;
• Indústria Metalúrgica: Máquinas e Equipamentos Hidráulicos, filtros
prensa, sistemas de lubrificação, queimadores de óleo, bombeamento de
chumbo, mercúrio, etc;
• Indústria de Papel e Celulose, Indústria Farmacêutica, Indústria Gráfica,
Indústria Têxtil são mercados com grande utilização dos vários tipos de
bombas de engrenagens
Especificação de Bombas
As bombas, geralmente, são especificadas pela capacidade de pressão máxima de
operação e pelo seu deslocamento, em litros pôr minuto (LPM) , em uma
determinada rotação pôr minuto (RPM).
Mas também é necessário observar outras características no caso de reposições ou
mesmo um novo projeto, tais como: Temperatura de operação, Rotação máxima,
Vazão, Pressão máxima de operação além das características construtivas da
bomba como: Tipo de fixação (flanges), pórticos de entrada e saída (roscadas ou
flangeadas), tipo e diâmetro do eixo motriz.
Conservação de bombas de engrenagens
Para maior durabilidade das bombas de engrenagem deve-se observar algumas
condições máximas de funcionamento (determinado pelo fabricante do
equipamento). Caso ocorra o uso fora das especificações, a sua funcionabilidade
será seriamente comprometida, reduzindo consideravelmente a vida útil do
equipamento.
Deve-se criar um programa de manutenção preditiva, preventiva e corretiva,
evitando-se assim falhas em maquinas e/ou linhas de produção por desgastes
excessivos ou quebras.
Uma das falhas mais comuns é a contaminação do óleo hidráulico, o que pode ser
facilmente corrigido com a substituição dos elementos de filtragem.
BomBas dE PalHETas
As bombasde palheta produzem uma ação de bombeamento fazendo com que as
palhetas acompanhem o contorno de um anel ou carcaça. O mecanismo de
bombeamento de uma bomba de palheta consiste de rotor, palhetas, anel e uma
placa de orifício com aberturas de entrada e saida.
Figura 1: Exemplo de bomba de palhetas
Bombas de Palheta Balanceadas
Figura 2: Bombas de palhetas balanceadas
Bombas de Palheta Balanceadas de volume variável
A quantidade de fluido que uma bomba de palheta desloca é determinada pela
diferença entre a distância máxima e mínima em que as palhetas são estendidas e
a largura das palhetas. Enquanto a bomba está operando, nada pode ser feito para
modificar a largura das palhetas. Entretanto, uma bomba de palheta pode ser
projetada de modo que a distância de deslocamento das palhetas possa ser
modifica, sendo essa conhecida como uma bomba de palheta de volume variável.
Figura 3: Bombas de palhetas balanceadas de volume variável
Funcionamento
Nas bombas de palhetas, um rotor cilíndrico, com palhetas que se deslocam em
rasgos radiais, gira dentro de um corpo circular. Pela ação da força centrifuga, as
palhetas tendem a sair do rotor, fazendo então contato permanente com a face
interna do corpo. A pressão sob as palhetas as mantém contra o corpo.
Esse sistema tem a vantagem de proporcionar longa vida à bomba, pois as palhetas
sempre mantêm contato com o corpo, mesmo se houver desgastes nas
extremidades das palhetas.
As palhetas dividem o espaço existente entre o corpo e o rotor em uma serie de
câmaras que variam de tamanho de acordo com sua posição ao redor do corpo. A
entrada da bomba fica localizada em um ponto onde ocorre a expansão do tamanho
das câmaras em função do sentido de rotação do rotor.
O fluido penetra na bomba pelo vácuo gerado por essa expansão e é, em seguida,
transportado para a saída da bomba, onde as câmaras reduzem seu tamanho,
forçando o fluido para fora da bomba.
Figura 4: funcionamento das bombas de palhetas
Recomendações para a partida da bomba
• O sentido de rotação do motor deve estar de acordo com o sentido de
rotação indicado no código existente na plaqueta de identificação da bomba;
• Eixos estriados devem ser lubrificados com graxa anti-corrosiva ou
lubrificante similar;
• A carcaça da bomba deve ser enchida com óleo. Nunca deve ser dada
partida à bomba seca ou fazê-la funcionar sem óleo. Observe as
recomendações quanto a filtragem do fluido;
• As conexões de entrada e saída de óleo devem estar apertadas e instaladas
adequadamente;
• Todos os parafusos e flanges de fixação devem ser apertados e alinhados;
• Na partida, inicie a bomba pelo procedimento de ligar-desligar-ligar, até
que se inicie a sucção e fluxo normal;
• Sangrar o ar do sistema até que um fluxo constante de óleo seja
observado.
BomBas dE PisTÕEs
Especialmente indicada para meios abrasivos, com baixa ou alta pressão. As
Bombas Hidráulicas de Pistão foram projetadas para as mais difíceis condições de
trabalho, podendo bombear meios abrasivos com baixa ou alta pressão de trabalho,
alimentar filtros prensas, alimentar atomizadores, bombear meios agressivos e
outros.
As bombas de pistão geram uma ação de bombeamento, fazendo com que os
pistões se alterem dentro de um tambor cilíndrico.
O mecanismo de bombeamento de uma bomba de pistão consiste basicamente de
um tambor de cilindro, pistões com sapatas, placa de deslizamento, sapata, mola
de sapata e placa de orifício.
Figura 1: Exemplo de bombas de pistão
Figura 2: bomba de pistão desmembrada
Principio de funcionamento
Todas as bombas de pistões operam baseadas no principio de que, se um pistão
produz um movimento de vaivém dentro de um tubo, puxará o fluido num sentido
eo expelirá no sentido contrário
O princípio de funcionamento é simples. O ar comprimido dentro do motor, é
direcionado por uma válvula distribuidora mecânica a um lado o outro de um
pistão, gerando o movimento alternativo deste que se transmitirá ao eixo da
bomba. A mesma é de duplo efeito, ou seja, que o bombeio se realiza em ambos
sentidos do movimento do pistão.
Uma peça de desenho especial realiza a união roscada entre a bomba e o motor. O
movimento alternativo se repete indefinidamente enquanto este conectado o
subministro de ar, independente de estar ou não alimentada com líquido.
Sendo que é a pressão atmosférica que impulsa o líquido dentro da bomba uma vez
produzido o vácuo, a pressão de sucção máxima teórica do equipamento é de 101,3
Kpa, chegando na prática a valores próximos aos 70 Kpa (aproximadamente 10psi).
A diferença entre as áreas efetivas dos pistões pneumáticos e hidráulicos, se traduz
na relação entre as pressões de ar subministrado e de produto entregado. Em
modelos de alta pressão poderá obter-se uma pressão de produto de até 64123,5
Kpa (9300 psi).
Partida da bomba de pistão
Antes do funcionamento inicial, o corpo da bomba deve ser preenchido com fluido
hidráulico. Também é necessário conectar a linha de descarga para a linha de
retorno, soltar a linha de descarga para que o ar possa ser removido de centro da
bomba, mas para isso a bomba deverá estar pressurizada.
Como funciona uma bomba de pistão
Um tambor cilindro com um cilindro é adaptado com um pistão. A placa de
deslizamento é posicionada a um certo ângulo. A sapata do pistão corre na
superfície da placa de deslizamento.
Quando o tambor de cilindro gira, a sapata do pistão segue a superfície da placa de
deslizamento (a placa de deslizamento não gira). Uma vez que a placa de
deslizamento está a um dado ângulo o pistão alterna dentro do cilindro. Em uma
das metades do ciclo de rotação, o pistão sai do bloco do cilindro e gera um volume
crescente. Na outra metade do ciclo de rotação, este pistão entra no bloco e gera
um volume decrescente.
Figura 3: como funciona uma bomba de pistão
O tambor do cilindro é adaptado com muitos pistões. As sapatas dos pistões são
forçadas contra a superfície da placa de deslizamento pela sapata e pela mola. Para
separa o fluido que entra do fluido que sai, uma placa de orifício é colocada na
extremidade do bloco do cilindro, que fica do lado oposto ao da placa de
deslizamento.
Figura 4: como funciona uma bomba de pistão ²
Bombas de pistão axial de volume variável
O deslocamento da bomba de pistão axial é determinado pela distância que os
pistões são puxados para dentro e empurrados para fora do tambor do cilindro.
Visto que o ângulo da placa de deslizamento controla a distância em uma bomba de
pistão axial, nós devemos somente mudar o ângulo da placa de deslizamento para
alterar o curso do pistão e o volume da bomba
Figura 5: bomba de pistão axial de volume variável
Pistão do compensador
Ajustamento de pressão
Numa mola de controle de pressão, a pressão da mola é usualmente variada pela
regulagem de um parafuso que comprime e descomprime a mola.
Figura 5: ajustamento de pressão de uma bomba de pistão axial
Bombas de pistão axial de pressão compensada
Quando a pressão do sistema fica mais alta do que a da mola que comprime o
pistão do compensador, o pistão movimenta a placa de deslizamento. Quando a
pressão atinge o limitador mecânico, o seu centro fica alinhado com o tambor do
cilindro. Os pistões não se alteram no sistema do cilindro. Isso resulta em ausência
de fluxo.
Figura 6: bomba de pistão axial de pressão compressada
Bombas de pistão axial reversíveis
Figura 7: bomba de pistão axial reversível
Bombas de pistões radiais
Figura 8: bomba de pistão radial
Principais Características
• Acionamento Hidráulico;
• Controle automático da vazão pela pressão;
• Alimentação e parada automática;
• Vazão Máxima: até 45 m/h;
• Pressão Máxima: até 25 bar;
• Auto-Escorvante
Aplicações nas indústrias
• Alimentícia
• Bebidas
• Papel e Celulose• Petroquímica
• Química
• Saneamento
• Tintas
• Usinas de Açúcar e Álcool
TurBoBomBas
As turbobombas são caracterizadas por possuírem um órgão rotatório dotado de
pás (rotor) que, devido a sua aceleração, exerce forças sobre o líquido. Essa
aceleração não possui a mesma direção e o mesmo sentido do movimento do
líquido em contato com as pás. A descarga gerada depende das características da
bomba, do número de rotações e das características do sistema de encanamentos.
O rotor, também chamado impulsor ou impelidor, comunica à massa líquida
aceleração, adquirindo energia cinética para a transformação da energia mecânica.
Figura 1: Exemplo de turbobombas
O difusor ou recuperador faz a transformação da maior parte da elevada energia
cinética com que o liquido sai do rotor, em energia de pressão. Esta transformação
é operada de acordo com o teorema de Bernoulli, pois o difusor sendo, em geral, de
seção gradativamente crescente, realiza uma contínua e progressiva diminuição da
velocidade do liquido que por ele escoa, com o simultâneo aumento da pressão, de
modo a que esta tenha valor elevado e a velocidade seja reduzida na ligação da
bomba ao encanamento de recalque.
Em certas bombas, entre a saída do rotor e o caracol, colocam-se palhetas
devidamente orientadas, as "pás guias" para que o líquido que sai do rotor seja
conduzido ao coletor com velocidade, direção e sentido tais que a transformação da
energia cinética em potencial de pressão se processe com um mínimo de perdas
por atrito ou turbulências.
Figura 2: Rotor aberto
Classificação das turbobombas:
Segundo a trajetória do líquido do rotor:
Bomba centrífuga pura ou radial: o líquido penetra no rotor paralelamente ao eixo,
sendo dirigido pelas pás para a periferia, segundo trajetórias contidas em planos
normais ao eixo. Essas bombas são usadas no bombeamento de água limpa, água
do mar, condensados, óleos, lixívias, para pressões até 16 Kgf/cm³ e temperaturas
até 140 °C.
Bomba de fluxo misto ou bomba diagonal:
1. Bomba hélico-centrífuga – neste tipo de bomba, o líquido penetra no rotor
axialmente, atingindo as pás cujo bordo de entrada é curvo e inclinado em relação
ao eixo; segue uma trajetória que é uma curva reversa, pois as pás são de dupla
curvatura, e atinge o bordo de saída que é paralelo ao eixo ou ligeiramente
inclinado em relação a ele. Sai do rotor segundo um plano perpendicular ao eixo ou
segundo uma trajetória ligeiramente inclinada em relação ao plano perpendicular ao
eixo. A pressão é comunicada pela força centrífuga e pela ação de "sustentação" ou
"propulsão" das pás.
2. Bomba helicoidal ou semi-axial – o líquido atinge o bordo das pás que é curvo e
bastante inclinado em relação ao eixo; a trajetória é uma hélice cônica, reversa, e
as pás são superfícies de dupla curvatura. Esta bombas prestam-se a grandes
descargas e alturas de elevação pequenas e médias.
3. Bomba axial ou propulsora – as trajetórias das partículas líquidas começam
paralelamente ao eixo e se transformam em hélices cilíndricas. Forma-se uma
hélice de vórtice forçado, pois, ao escoamento axial, superpõem-se um vórtice
forçado pelo movimento das pás. São empregadas para grandes descargas e
alturas de elevação de até mais de 40 metros. Outra característica é que possuem
difusor de pás guias. O eixo, em geral, é vertical, e por isso são conhecidas como
bombas verticais de coluna.
Segundo o número de rotores usados:
Bomba de simples estágio: por conter apenas um rotor, o
fornecimento de energia ao líquido é feito em um único
estágio (constituído por um rotor e um difusor). Estas bombas não sào utilizadas
para alturas de elevação grandes por suas dimensões excessivas e correspondente
custo elevado, além do baixo rendimento.
Bombas de múltiplos estágios: quando a altura de
elevação é grande, faz-se o líquido passar
sucessivamente por dois ou mais rotores fixado são
mesmo eixo e colocados em uma caixa cuja forma
permite esse escoamento. A passagem do líquido em
cada rotor e difusor constitui um estágio na operação de
bombeamento. Seu eixo pode horizontal ou vertical. São próprias para instalação
de alta pressão, já que a altura total de elevação é a soma das alturas parciais de
cada rotor.
Segundo o número de entradas para aspiração:
Bomba de aspiração simples ou entrada unilateral: a entrada do líquido se faz de
um lado e pela abertura circular na abertura do rotor.
Bomba de aspiração dupla ou entrada bilateral: o rotor permite receber o líquido
por dois sentidos opostos, paralelamente ao eixo de rotação. Equivale a dois
rotores em paralelo que, teoricamente, são capazes de elevar uma descarga dupla
da que se obteria com o rotor simples. O empuxo longitudinal do eixo é equilibrado
nas bombas de rotores bilaterais. O rendimento dessas bombas é muito bom, o que
explica o seu largo emprego para descargas médias.
BomBas cENTrÍFuGas
• São o tipo mais simples e mais empregado das turbobombas. Nelas, a
energia fornecida ao líquido é primordialmente do tipo cinética, sendo
posteriormente convertida em grande parte em energia de pressão. A
energia cinética pode ter origem puramente centrífuga ou de arrasto, ou
mesmo uma combinação das duas, dependendo da forma do impelidor. A
conversão de grande parte da energia cinética em energia de pressão é
realizada fazendo com que o fluido que sai do impelidor passe em um
conduto de área crescente.
• As bombas deste tipo possuem pás cilíndricas (simples curvatura), com
geratrizes paralelas ao eixo de rotação, sendo estas pás fixadas a um disco
e a uma coroa circular (rotor fechado) ou a um disco apenas (rotor aberto,
para bombas de água suja, na indústria de papel, etc.), conforme é
mostrado na figuras.
• O uso normal das bombas centrífugas é feito sob pressões de até 16
kgf/cm² e temperaturas de até 140°C. Entretanto, existem bombas para
água quente até 300°C e pressões de até 25 kgf/cm² (bombas centrífugas
de voluta).
Figura 3: Exemplo de bombas centrifugas
Tipos de bombas centrífugas:
Bomba Centrífuga Radial: nas centrífugas radiais, toda a energia cinética é obtida
através do desenvolvimento de forças puramente centrífugas na massa líquida
devido à rotação de um impelidor de característica especiais. Bombas desse tipo
são empregadas quando se deseja fornecer uma carga elevada ao fluido e as
vazões são relativamente baixas. A direção de saída do fluido é normal ao eixo e
por isso essas bombas são chamadas também de centrifugas puras.
Bomba Centrífuga Tipo Francis: existe uma bomba centrífuga radial que usa um
impelidor com palhetas chamadas Francis, daí o nome de bomba tipo Francis. A
característica deste impelidor é que suas palhetas possuem curvaturas em dois
planos. Essa particularidade aproxima o desempenho dessa bomba ao de uma
bomba de fluxo misto, embora tenha aplicação específica.
Funcionamento de uma bomba centrífuga:
Ela não é auto-aspirante. Ao ser ligada, a força centrífuga decorrente do
movimento do rotor e do líquido nos canais das pás cria uma zona de maior
pressão na periferia do rotor e uma de baixa pressão na sua entrada, produzindo o
deslocamento do líquido em direção à saída dos canais do rotor e à boca de
recalque da bomba. Como, em geral, as bocas de aspiração e de recalque estão
ligadas à tubulações que levam a reservatórios em diferentes níveis, essa diferença
de pressão que se estabelece no interior da bomba faz com que surja um trajeto do
líquido do reservatório inferior (ligado à boca de aspiração) para o superior (ligado
à boca de recalque) através da tubulação de aspiração, dos canais do rotor e
difusor, e da tubulação de recalque, respectivamente. É na passagem pelo rotor
que se processa a transformação da energia mecânica nas energias de pressão e
cinética.
coNclusão
Portanto, concluímos que o trabalhosobre bombas hidráulicas nos ajudou a
conhecer um pouco mais sobre a hidropneumática. Nem todos da sala já vimos a
matéria, sendo ela importante para adquirirmos mais aprendizado.
Tínhamos um pensamento totalmente diferente do que haveria de ser a matéria,
alguns acham que não tem haver com nosso curso outros já gostam dela.
Por ela estar diretamente ligada com a mecânica e nosso curso ser mais
abrangente na área de elétrica e eletrônica, gostaríamos que ela estivesse mais
ligada ao assunto.
Mas, sobre o trabalho, encontramos dificuldade de encontrar sobre determinados
assuntos, sobre determinadas especificações exigidas pelo instrutor, não
encontramos todas. Porém tentamos ao máximo procurar-las.
O resultado final do trabalho ficou muito bom, está realmente bem melhor do que
esperávamos.
Agradecemos ao professor sua iniciativa de pedir para pesquisarmos sobre o tema,
assim podemos adquirir melhor aprendizado a matéria. Pedimos também para que
o Instrutor nos corrija se encontrar algum erro no decorrer do trabalho e também
que nos elogie se o trabalho ficou a merecimento de elogios.
Obrigado!
BiBlioGraFia
• SITES
- www.tetralon.com.br/viking_lvp.htm
- http://conceitosdepneumatica.blig.ig.com.br/2007/22/aula-semana-19.html
- http://www.ebah.com.br/bomba-de-palhetas-v247.html
- www.ebmi.com.br
- www.hidrodinamica.com.br
- www.vibrotec.com.br
- www.tetralon.com.br/viking_lvp.htm
- http://www.netzsch.com.br/website/pt_br/produtos.info.php?show=66
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_hidr%C3%A1ulica
• PDF
AZEVEDO NETTO, J.M.; ALVAREZ, G. A. Manual de hidráulica. 7.ed.
São Paulo: E. Blücher, 1991. v.1, 335p.
BERNARDO, S. Manual de irrigação. 5.ed. Viçosa: UFV/Impr. Univ.,
1989. 596p.
BOMBAS HIDRÁULICAS MARK-PEERLESS. Catálogo de Produtos.
São Bernardo do Campo, SP, 1996.
CARVALHO, D.F. Instalações elevatórias: bombas. 3.ed. Belo Horizonte:
UFMG/FUMARC, 1977. 355p.
DENÍCULI, W. Bombas hidráulicas. Viçosa: UFV/Imprensa Universitária,
1993. 162p
• APOSTILA
Apostila Senai-SP 1987
Comandos Hidráulicos