AULA_22_05

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HIDRÁULICA APLICADA
Professora: Paula Carneiro Viana
MKT-MDL-02
Versão 00
Caruaru-PE
2019
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS - BOMBAS
O QUE SÃO BOMBAS?
São máquinas que 
transformam energia 
mecânica em energia 
hidráulica e fornecem ao 
líquido um acréscimo de 
energia, possibilitando o 
escoamento.
Energia Hidráulica é a energia obtida através do 
aproveitamento das correntes de água em rios, 
mares ou quedas d'água.
SISTEMA MOTOR + BOMBA
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS - BOMBAS
QUAL A IMPORTÂNCIA DAS 
BOMBAS PARA A 
HIDRÁULICA?
Fornecer energia, 
necessária ao 
escoamento do 
fluido.
Partes Principais de uma Instalação de 
Bombeamento
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS
Ocorrem em função de como a energia é 
transferida ao fluido, podendo ser divididas em:
Bombas de deslocamento positivo ou 
volumétricas;
Bombas de deslocamento variável ou 
turbobombas;
Bombas de deslocamento 
positivo ou volumétricas
A quantidade de líquido é definida diretamente pelas 
dimensões geométricas da bomba e a energia é 
transmitida pela pressão exercida no liquido pelo 
órgão propulsor.
Tipos de bombas 
volumétricas
Bombas de Pistão
Constituída de um
êmbolo dentro de uma
carcaça que ao
movimentar-se provoca
o movimento do líquido.
Tipos de bombas 
volumétricas
Consiste basicamente de
uma bomba de pistão
acionada por uma roda, cuja
movimentação é feita
aproveitando-se a energia de
uma queda d’água.
Tipos de bombas 
volumétricas
Bombas de Diafragma 
Constituída por uma
peça flexível,
impulsionada por
algum mecanismo,
que permite o
deslocamento do
líquido. Ex.: bombas
de gasolina;
produtos químicos
Tipos de bombas 
volumétricas
Bombas de Engrenagens Contém engrenagens
que se movimentam
dentro de uma
carcaça cheia de
líquido, gerando o
movimento. É usada
para líquidos viscosos
(óleo lubrificante do
motor);
Bombas de deslocamento 
variável ou turbobombas
Aquelas que movimentam o líquido através
da rotação de um disco dotado de pás
(rotor) que confere energia cinética
possibilitando o escoamento. A vazão
depende da rotação, das características da
bomba e do sistema de bombeamento.
Características importantes sobre 
Turbobombas
Mesma bomba
Mesma altura manométrica
Mesma vazão
Hm Q
P Q
PHm
Tipos de Turbobombas
O líquido penetra no rotor
axialmente ao eixo, ganha
velocidade e sai
radialmente batendo nas
paredes da carcaça, cuja
saída é perpendicular ao
eixo. Indicadas para
pressões elevadas e baixas
vazões.
Tipos de Turbobombas
Bombas Axiais
O líquido penetra e saí
da bomba paralelamente
ao eixo de rotação e se
movimenta devido ao
movimento das pás do
rotor. Indicadas para
pressões baixas e grandes
vazões.
Tipos de Turbobombas
Bombas Mistas
Combinam os efeitos axial e centrífugo. Indicadas para 
situações de vazões e pressões intermediárias 
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS
Trajetória do fluido ֍
• 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.
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS
• 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.
TERMINOLOGIA - Perda de Carga e Altura 
Manométrica
DESNÍVEL 
GEOMÉTRICO 
DE SUCÇÃO
Desnível 
geométrico 
de recalque
EXEMPLO
HfS = 2m
HfR = 8m
Determine: HgR, HgS, HgT, HmR, HmS, HmT
Cálculo – Escolha da bomba
Qual a forma apropriada 
para se escolher uma 
bomba para uma 
determinada atividade?
Velocidade Específica (Ns)
Definida como sendo a rotação na qual uma
bomba-modelo deverá operar para recalcar 1
m3/s a uma altura manométrica de 1 m, com
rendimento máximo.
em que: 
Ns: velocidade especifica (rpm);
N : velocidade da bomba em estudo (rpm);
Q : vazão (m3/s);
H : altura manométrica de bombeamento.
0,75
Q
Ns N
H
=
Velocidade Específica (Ns)
Bombas radiais: 6 a 80 rpm
Bombas de fluxo misto: 80 a 150 rpm
Bombas axiais: 150 a 300 rpm.
Exemplo 01: Um sistema hidráulico foi dimensionado
para receber uma vazão de 20 L/s de água, que deverá
ser recalcada a uma altura de 30 m. A perda de carga
no sistema é de 40 m.c.a. O acionamento da bomba
será feito por um motor cuja velocidade do eixo é de
1750 rpm. Qual o tipo de bomba adequada ao projeto?
PARTES COMPONENTES DE 
UMA TURBOBOMBA
ROTORES
Rotor é tudo que gira em torno 
de seu próprio eixo produzindo 
movimentos de rotação; Peça 
que converte energia 
mecânica em energia 
hidráulica. 
TIPOS DE ROTORES PARA 
TURBOBOMBAS
Rotor fechado: aquele em
que as pás são confinadas
entre duas placas,
deixando aberturas para
entrada e saída do líquido.
São utilizados para
bombeamento de água
limpa e isenta de
abrasivos;
TIPOS DE ROTORES PARA 
TURBOBOMBAS
Rotor semi-aberto: aquele
em que as pás são fixadas
em um disco. São indicados
para bombeamento de
líquidos com poucas
impurezas;
TIPOS DE ROTORES PARA 
TURBOBOMBAS
Rotor aberto: aquele em
que as pás são fixadas
diretamente no cubo do
rotor. São indicados para
bombeamento de líquidos
sujos ou abrasivos.
MATERIAIS UTILIZADOS NOS 
ROTORES 
Ferro fundido: mais barato, mais usado, tem
menor vida útil, pois é sensível à corrosão.
Bronze: tem melhor rendimento;
Inox: alta durabilidade;
Outros: plástico, ferro fundido revestido
(borracha e fibra de vidro);
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO 
NÚMERO DE ROTORES 
de um estágio: possui apenas um rotor;
com múltiplos estágios: possui mais de
um rotor, cuja função é aumentar a pressão
sem ter que aumentar o diâmetro do rotor;
modulares:.
EQUIPAMENTOS ESPECIAIS 
PARA ELEVAÇÃO DE ÁGUA
Parafuso de Arquimedes
EQUIPAMENTOS ESPECIAIS 
PARA ELEVAÇÃO DE ÁGUA
Carneiro Hidráulico
ESCOLHA DO CARNEIRO COM 
DIMENSÕES CONFORME O 
FABRICANTE
ESCOLHA DO CARNEIRO COM 
DIMENSÕES CONFORME O 
FABRICANTE
Em que:
- Vazão necessária (q): L/h
- Altura de queda (h): 2,5m
- Altura de recalque (H): 15m
- Aproveitamento (R): tabelado
• EXEMPLO 02:
• Dados:
• - Vazão necessária: 90,83L/h
• - Altura de queda (h): 2,5m
• - Altura de recalque (H): 15m
•Calcule a vazão de alimentação (Q) para atender 
a vazão necessária (q).
POTÊNCIA NECESSÁRIA A UM 
SISTEMA DE BOMBEAMENTO
A potência requerida por
um sistema de
bombeamento é
diretamente proporcional a
vazão, a altura
manométrica e ao peso
específico do líquido.
Inversamente proporcional
à eficiência da bomba.
POTÊNCIA NECESSÁRIA A UM 
SISTEMA DE BOMBEAMENTO
EXPRESSÃO MAIS UTILIZADA
75
QHman
P


=
Em que:
P = potência necessária em cavalo-vapor (CV);
 = peso específico do líquido (kgf/m3);
Q = vazão (m3/s);
Hman = altura manométrica (m);
η = rendimento da bomba (decimal) e 75 = fator para converter kgm/s em CV.
Unidades de Potência
• CV = 0,986 HP
• CV = 736 W = 0,736 kW
• HP = 746 W = 0,746 kW
75
QHman
P

=
Em que:
P = potência necessária em cavalo-vapor (CV);
 = peso específico do líquido (kgf/m3);
Q = vazão (L/s);
Hman = altura manométrica (m);
η = rendimento da bomba (decimal) e 75 = fator para converter kgm/s em CV.
Quando o líquido bombeado é a água
POTÊNCIA INSTALADA
• O acionamento das bombas é feito normalmente através de
motores elétricos. Na escolha do motor, admite-se uma certa
folga em relação a potência requerida pela bomba.
• Motores comerciais: 1/4; 1/3; 1/2; 3/4; 1; 1,5; 2; 3; 5; 6;
7,5;10; 12 ; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 80; 100; 125;
150; 200; 250; 300; 350; 425; 475; 530; 600; 675 CV
Potência da bomba Potência do motor
Até 2 CV + 50%
De 2 a 5 CV + 30%
De 5 a 10 CV + 20%
De 10 a 20 CV + 15%
Acima de 20 CV + 10%
INFORMAÇÃO ADICIONAL 
MOTOR DIESEL: 0,25 A 
0,35 L/CVHORA
MOTOR A GASOLINA: 0,30 
A 0,40 L/CVHORA
EXEMPLO 03
A bomba KSB ETA 50 33/2 funcionando a 1710 rpm
fornece uma vazão de 35 m3/h a uma altura
manométrica de 46 mca,com uma eficiência de η =
71%. Pede-se:
A – A potência necessária à bomba em CV, HP e kW
B – A potência instalada e a do motor comercial. 
CAVITAÇÃO 
CAVITAÇÃO 
• Ocorre quando a água forma bolhas no interior da
bomba, pois atinge um estado energético inferior ao
da pressão de vapor;
• Ao entrar no rotor, o vapor de água ganha energia e
condensa implodindo as bolhas, gerando ondas de
choque sucessivos que provocam trincas no material.
• Percebe-se o fenômeno quando se ouve ruídos como
se fosse areia batendo no rotor.
NPSH – NET POSITIVE SUCTION HEAD
(ALTURA POSITIVA LÍQUIDA DE
SUCÇÃO)
- Estado de energia com que o líquido 
penetra na bomba
NPSH – NET POSITIVE SUCTION HEAD
(ALTURA POSITIVA LÍQUIDA DE
SUCÇÃO)
Nos estudos sobre cavitação de bombas, 
devem ser consideradas duas situações:
- NPSH requerido – característica da 
bomba (catálogo)
- NPSH disponível – elementos da 
instalação de bombeamento (calculado)
NPSH – NET POSITIVE SUCTION HEAD
(ALTURA POSITIVA LÍQUIDA DE
SUCÇÃO)
O projetista deve confrontar o NPSHd e 
NPSHr.
Se o NPSHr > NPSHD – Cavitação
NPSH – NET POSITIVE SUCTION HEAD
(ALTURA POSITIVA LÍQUIDA DE
SUCÇÃO)
O NPSH é calculado pela expressão:
em que: 
NPSH – (m);
Patm – pressão atmosférica local (m);
Hgs – altura geométrica de sucção (m);(positivo se
afogada e negativo se não afogada);
HFs – perda de carga na sucção (m);
Hv – pressão parcial do vapor a temperatura local (m).
d
Patm
NPSH Hgs Hfs Hv

=  − −
NPSH – NET POSITIVE SUCTION HEAD
(ALTURA POSITIVA LÍQUIDA DE
SUCÇÃO)
A pressão atmosférica local pode ser estimada, a 
grosso modo, pela seguinte relação:
em que: 
L – altitude local (m)
10,33 0,0012
Patm
L

= −
47. Cavitação é um fenômeno físico indesejável nos projetos de adutoras, 
pois pode causar danos à tubulação e ao rotor da bomba. Sobre cavitação, 
assinale a alternativa correta. (SUGEP-UFRPE-2019)
A) Bombas de sucção negativa são mais favoráveis à ocorrência de cavitação 
do que as bombas de sucção positiva. 
B) A cavitação pode ser um indicativo de alta temperatura. 
C) A cavitação ocorre quando a pressão de um líquido fica acima da pressão 
de vapor. 
D) Se a bomba estiver operando com perda de carga elevada na sucção, 
pode ocorrer cavitação. 
E) Fazer a escorva da tubulação de sucção propicia a ocorrência de 
cavitação. 
48. A escolha do tipo de bomba vai depender da situação a ser aplicada e
das limitações da bomba. Sobre os tipos de bombas, é correto afirmar que:
(SUGEP-UFRPE-2019)
A) a bomba de fluxo de pistão é uma bomba de deslocamento positivo, de
movimento alternado.
B) a bomba do tipo diafragma é uma bomba de deslocamento positivo, de
movimento rotativo.
C) a bomba parafuso de Arquimedes é classificada como uma bomba
rotodinâmica.
D) em situações que a altura manométrica é grande, a bomba de estágio
simples é mais indicada do que a bomba de múltiplos estágios.
E) bombas de rotor aberto geralmente bombeiam a alturas manométricas
maiores do que as de rotores fechados.
49. Em válvulas de descargas mais antigas era comum escutar um barulho
excessivo e observavam-se depressões e sobrepressões na tubulação. Isso
ocorria devido à interrupção brusca do escoamento e é um fenômeno
conhecido como: (SUGEP-UFRPE-2019)
A) golpe de carga. 
B) Speed Bernoulli. 
C) carga viscosa. 
D) patada de carneiro. 
E) golpe de aríete. 
50. Bomba de carneiro hidráulico é um dispositivo para bombear 
água, bastante utilizado para irrigação. Sobre esse dispositivo, analise 
as proposições abaixo. (SUGEP-UFRPE-2019)
1) O carneiro hidráulico é um dispositivo de energia que utiliza como 
fonte de energia a própria energia cinética do fluxo e que é capaz de 
bombear para uma altura manométrica maior que a altura de queda. 
2) O carneiro hidráulico é um dispositivo composto por duas válvulas, 
uma de entrega e outra de desperdício. 
3) A bomba de carneiro hidráulico não funciona sem energia elétrica. 
4) A bomba de carneiro hidráulico é silenciosa, por isso é difícil 
identificar quando está funcionando. 
Está(ão) correta(s), apenas: 
A) 1. 
B) 2. 
C) 1 e 2. 
D) 1, 2 e 3. 
E) 4. 
51. O NPSH (NET Positive Suction Head) é um valor muito importante para o
bom funcionamento do sistema elevatório. Sobre o NPSH, é correto afirmar
que: (SUGEP-UFRPE-2019)
A) o NPSH disponível depende apenas da altura estática da sucção em
relação ao eixo da bomba.
B) o NPSH disponível é a energia que o líquido possui antes da entrada na
sucção da bomba, abaixo da sua pressão de vapor.
C) o NPSH requerido é característico do projeto da bomba e corresponde à
energia do líquido que a bomba necessita para funcionar satisfatoriamente.
D) o ideal para um bom funcionamento do sistema elevatório é que o NPSH
requerido seja maior que o NPSH disponível.
E) o NPSH disponível depende da pressão de vapor do líquido, mas não do
peso específico do líquido.
Exemplo 05
Uma bomba centrífuga será instalada em um local a 850 m de
altitude, onde recalcará água a temperatura de 25ºC. A perda de
carga total é de 1 mca, a altura estática de sucção de 4 m e o
NPSHr de 6 m. Determinar:
a) O NPSHd
b) Se haverá cavitação
c) A altura máxima de sucção em que não ocorrerá cavitação. 
MEDIDAS PARA COMBATER A 
CAVITAÇÃO
• Bombear sempre líquidos frios, pois quanto menor a
temperatura menor a pressão de vapor;
• Diminuir o comprimento da tubulação de sucção ao
máximo e evitar peças especiais;
• Limitar a velocidade de escoamento da água na
tubulação de sucção ao máximo de 2 m/s.
• Instalar uma redução excêntrica a entrada da
bomba;
• Evitar a entrada de ar pela válvula – de –pé,
garantindo a sua submergência.
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
- Associação:
- Paralelo: aumento da demanda ou consumo 
variável.
- Série: vencer grandes alturas monométricas.
BOMBAS EM PARALELO
BOMBAS EM SÉRIE
TIPOS DE VÁLVULAS E SUAS 
FUNÇÕES
VÁLVULAS
São os acessórios mais importantes nas tubulações, sem os
quais estas seriam praticamente inúteis.
Destinam-se a estabelecer, controlar e interromper o
escoamento.
Em qualquer instalação deve-se usar o menor número de
válvulas possível, porque são peças caras, sujeitas a
vazamentos e que introduzem perdas de carga (que podem
ser elevadas).
Válvulas gaveta
É a válvula de uso mais
generalizado, mas que com a
aparição de válvulas mais leves e
mais baratas (esfera e borboleta,
principalmente), seu uso é cada
vez menor. O fechamento nessas
válvulas é feito pelo movimento
de uma peça denominada gaveta,
que se desloca paralelamente ao
orifício da válvula.
Válvulas globo
Nessas válvulas o fechamento é
feito por meio de um tampão que
se ajusta contra uma única sede,
cujo orifício está geralmente em
posição paralela ao sentido do
escoamento.
Válvulas borboleta
São basicamente válvulas 
de regulagem, mas 
também podem trabalhar 
como válvulas de 
bloqueio. 
O fechamento da válvula é 
feito por meio de uma 
peça circular que gira em 
torno de um eixo 
perpendicular ao sentido 
de escoamento do fluido. 
Válvulas de retenção
Essas válvulas permitem a passagem
do fluido em apenas um sentido,
fechando-se automaticamente por
diferença de pressões, exercidas pelo
fluido em consequência do
escoamento, no caso de haver a
tendência à inversão no sentido do
fluxo.
P
O
R
T
IN
H
O
L
A
Válvulas de pé
São instaladas na extremidade livre da
linha, ficando mergulhadas dentro do
líquido no reservatório de sucção.
Elas impedem o esvaziamento do tubo de
sucção da bomba, colocada acima do
reservatório, eliminando a necessidade
do escorvamento cada vez que a bomba é
posta em funcionamento.
KSB – marca do fabricante
HPK – modelo da bomba
315 – diâmetro nominal do 
flange de recalque (mm)
50 –diâmetro nominal do 
rotor (cm)
2 = número de estágios