Bombas Hidráulicas

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Bombas Hidráulicas
Uma bomba hidráulica é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: ar comprimido e vapor são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido. É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.
Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a bomba de vácuo, destinada a esgotar ar e gases, e a bomba de ar, destinada a encher pneumáticos, bolas de futebol, brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de ventiladores ou ventoinhas, sopradores ou compressores
Bombas hidráulicas são máquinas de fluxo, cuja função é fornecer energia para a água ou fluido no estado liquido, 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)
· Hidrostáticas (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.
Especificações
As bombas são usualmente selecionadas pela potência expressa em kW ou HP, vazão ou caudal, pressão de descarga e pressão de sucção. Nas bombas cinéticas, é usual expressar a pressão em altura de coluna do líquido bombeado, dada a forma como a conversão de energia se processa. A altura de coluna pode ser fisicamente materializada por uma coluna vertical de líquido em equilíbrio com a atmosfera.
Acionamento
As bombas foram acionadas, na antiguidade, por rodas d'água, cata-ventos e pela força muscular, fosse de homens ou de animais. Embora ainda haja muitas bombas acionadas manualmente, a grande maioria das bombas modernas é acionada por motores elétricos. Em menor quantidade, são acionadas também por motores de combustão interna e por turbinas a vapor ou a gás e motores hidráulicos.
Na atualidade, a grande maioria das bombas é acionada por motores elétricos de corrente alternada. Seguem-se as bombas acionadas a motores de combustão interna, as bombas acionadas diretamente por ar comprimido e as acionadas a cata-ventos.
A energia solar pode ser empregada para alimentar um motor elétrico em localidades remotas.
Bombas hidrostáticas
São bombas de deslocamento positivo, que fornecem determinada quantidade de fluido a cada rotação ou ciclo. Como nas bombas hidrostáticas 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 hidrostático.
As bombas hidrostáticas 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.
· 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 númerode golpes do pistão por unidade de tempo.
Vantagens
- imprimem as pressões mais elevadas dentre as bombas;
- Podem ser usadas para vazões moderadas;
- 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.
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).
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.
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 1.0.0 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.
Observação: Quanto menor for a rotação de acionamento da bomba, maior é a durabilidade das engrenagens. Se possível deve-se sempre escolher uma rotação na faixa de 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.
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. Porém, 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 frequências 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:
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 gerador 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.
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 alterar 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 máximade 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 funcionalidade 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 Palheta
As bombas de 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 saída.
Figura 1: Exemplo de bomba de palhetas
Bombas de palhetas balanceadas
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.
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 anticorrosiva 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.
Exemplo de bombas de pistão
Bomba de pistão desmembrada
Princípio de funcionamento
Todas as bombas de pistões operam baseadas no princípio de que, se um pistão produz um movimento de vaivém dentro de um tubo, puxará o fluido num sentido e o 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, independentemente 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 Mpa, chegando na prática a valores próximos aos 70 Mpa (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 Mpa (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.
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.
como funciona uma bomba de pistão
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
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.
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.
Bomba de pistão axial de pressãocompressada Bombas de pistão axial reversíveis
Bomba de pistão axial reversível
Bombas de pistões radiais
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;
•Autoescorvante
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.
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.
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 axial mente, 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. Estas 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 são 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 fixados 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 figura.
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).
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: 
Turbina 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:
Corte esquemático de uma bomba centrífuga típica
Ela não é autoaspirante. 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 às 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 passagempelo rotor que se processa a transformação da energia mecânica nas energias de pressão e cinética.
Referencias
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· www.tetralon.com.br/viking_lvp.htm
· http://www.ebah.com.br/bomba-de-palhetas-v247.html
· www.ebmi.com.br
· www.hidrodinamica.com.br
· www.vibrotec.com.br
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