Aula 3 Classificação das Máquinas de Fluxo

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AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
MÁQUINAS DE FLUXO 
Aula 3: Classificação das máquinas de fluido 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Classificação das Máquinas de Fluido: 
• Quanto ao sentido da transmissão de energia; 
• Quanto ao tipo de energia envolvido no processo; 
• Quanto à direção do escoamento do fluido; 
• Quanto à forma dos canais entre as pás do rotor; 
• Quanto ao número de entradas para aspiração (sucção); 
• Quanto ao número de rotores; 
• Quanto ao posicionamento do eixo; 
• Quanto ao tipo de rotor. 
Objetivos desta aula 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Classificação das máquinas de fluido 
Máquina de Fluido (fluid machinery) é o 
equipamento que promove a troca de energia 
entre um sistema mecânico e um fluido, 
transformando energia mecânica (trabalho) em 
energia de fluido ou energia de fluido em 
energia mecânica. 
 
Máquinas de fluido são divididas em dois 
grupos: 
• Máquinas de deslocamento positivo (fluido 
fica confinado em uma câmara); 
• Máquinas de fluxo ou turbomáquinas (fluxo 
continuo através da máquina). 
Máquinas de 
Fluido 
Turbomáquinas 
(Máquinas de 
Fluxo) 
Máquinas de 
Deslocamento 
Positivo 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Classificação das máquinas de fluido 
Máquina de Fluido (fluid machinery) é o 
equipamento que promove a troca de energia 
entre um sistema mecânico e um fluido, 
transformando energia mecânica (trabalho) em 
energia de fluido ou energia de fluido em 
energia mecânica. 
 
Máquinas de fluido são divididas em dois 
grupos: 
• Máquinas de deslocamento positivo (fluido 
fica confinado em uma câmara); 
• Máquinas de fluxo ou turbomáquinas (fluxo 
continuo através da máquina). 
Máquinas de 
Fluido 
Turbomáquinas 
(Máquinas de 
Fluxo) 
Máquinas de 
Deslocamento 
Positivo 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Classificação das máquinas de fluido 
• Máquinas de fluxo e de Deslocamento Positivo são divididas em duas classes: Máquinas Hidráulicas e 
Máquinas Térmicas; 
• Nas máquinas hidráulicas, o processo ocorre com variação sensível da massa específica do fluido de 
trabalho (esc. incompressível); 
• Nas máquinas térmicas, o fluido varia significativamente sua massa específica durante o processo de 
troca de energia (ex.: compressores, turbinas a gás, turbinas a vapor) (esc. compressível). 
Máquinas de Fluido 
Turbomáquinas (Máquinas de Fluxo) Máquinas de Deslocamento Positivo 
Máquinas Hidráulicas Máquinas Térmicas Máquinas Hidráulicas Máquinas Térmicas 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Classificação das máquinas de fluido 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Classificação das máquinas de fluido 
As máquinas de fluido podem ser classificadas quanto: 
• ao sentido da transmissão de energia; 
• ao tipo de energia envolvido no processo; 
• à direção do escoamento do fluido; 
• à forma dos canais entre as pás do rotor; 
• ao número de entradas para aspiração (sucção); 
• ao número de rotores; 
• ao posicionamento do eixo; 
• ao tipo de rotor. 
AULA 03: CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE FLUIDO 
Máquinas de fluxo 
Geradora (geratriz): 
A máquina transforma energia mecânica 
em energia de fluido (ex.: bombas e 
ventiladores). 
Classificação das máquinas de fluido 
a) Quanto ao sentido da transmissão de energia 
Motora (operatriz): 
A máquina transforma energia de fluido em 
energia mecânica (ex.: turbina, gerador 
eólico, moinho de vento e rodas d’água). 
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Máquinas de fluxo 
Máquinas de deslocamento positivo: 
quantidade fixa de fluido de trabalho é 
confinada durante passagem através da 
máquina. 
A energia transferida nestas máquinas é 
substancialmente de pressão, sendo muito 
pequena a energia cinética transferida, podendo 
ser desprezada. Podem ser máquinas rotativas 
(rotary machines) como a bomba de 
engrenagens, e alternativas (reciprocating 
machines) como o compressor de pistão. 
Classificação das máquinas de fluido 
b) Quanto ao tipo de energia envolvido no processo 
Máquinas de Fluxo ou Turbomáquinas 
(turbomachinery): ou máquinas dinâmicas, o 
fluido continuamente escoando através da 
máquina. Nestas máquinas, o escoamento do 
fluido é orientado por meio de lâminas ou aletas 
solidárias a um elemento rotativo (rotor). 
A energia transferida é substancialmente 
cinética, através da variação da velocidade do 
fluido entre as pás, desde a entrada até a saída 
do rotor, a baixa pressão ou baixos diferenciais 
de pressão. Como exemplo, podem ser citadas 
as turbinas hidráulicas e os ventiladores 
centrífugos. 
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Máquinas de fluxo 
• Axiais: escoamento predominante na direção do 
eixo. O fluido entra e sai do rotor na direção axial. 
Recalca grandes vazões em pequenas alturas. A 
força predominante é de sustentação. 
• Radiais: escoamento predominante na direção 
radial. O fluido entra no rotor na direção axial e 
sai na direção radial. Tem como característica o 
recalque de pequenas vazões a grandes alturas. 
Sua força predominante é a centrífuga. 
• Mista ou diagonal: escoamento 
predominantemente na direção diagonal, parte 
axial e parte radial 
• Tangencial: escoamento tangente ao rotor. 
Classificação das máquinas de fluido 
c) Quanto à direção do escoamento do fluido 
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Máquinas de fluxo 
Máquinas de Ação (ou de impulsão): 
nesta máquina, toda energia do fluido é transformada em energia cinética 
antes da transformação em trabalho. 
A pressão do fluido, ao atravessar o rotor, permanece constante. Um 
exemplo são as turbinas Pelton, onde um ou mais bocais (separados do 
rotor), aceleram o fluido resultando em jatos livres (a pressão atmosférica) 
de alta velocidade, que transferem movimento para o rotor, que gira 
mesmo sem estar cheio de fluido. 
 
• Turbomáquinas de ação (motoras): turbinas Pelton (tangencial) e Michell 
(duplo efeito radial); 
 
• Turbomáquinas de ação (geradoras): sem aplicação 
Classificação das máquinas de fluido 
d) Quanto à forma dos canais entre as pás do rotor 
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Máquinas de fluxo 
Máquinas de Reação: nesta máquina, tanto a energia cinética 
quanto a de pressão são transformadas em trabalho mecânico 
e vice‐versa. Parte da energia do fluido é transformada em 
energia cinética antes da entrada do rotor, durante sua 
passagem por perfis ajustáveis (distribuidor), e o restante da 
transformação ocorre no próprio rotor. A pressão do fluido 
varia ao atravessar o rotor, que fica preenchido pelo líquido. 
 
• Turbomáquinas de reação (motoras): turbinas Francis (radial 
ou diagonal), Kaplan e Hélice (axiais); 
 
• Turbomáquinas de reação (geradoras): bombas e 
ventiladores (radiais, diagonais e axiais). 
Classificação das máquinas de fluido 
d) Quanto à forma dos canais entre as pás do rotor 
Schwamkrug-Turbine, Ganz & Co. AG, Budapest, 
1890. Deutsches Museum 
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Máquinas de fluxo 
• Sucção Simples (entrada unilateral): há somente uma boca de sucção para entrada do fluido; 
• Dupla Sucção: fluido entra por duas bocas de sucção paralelamente ao eixo de rotação. 
Como se fossem dois rotores simples montados em paralelo. Tem como vantagem a 
possibilidade de proporcionar equilíbrio dos empuxos axiais, que melhora o rendimento dabomba, eliminando a necessidade de rolamentode grandes dimensões para suporte axial 
sobre o eixo. 
Classificação das máquinas de fluido 
e) Quanto ao número de entradas para aspiração (sucção) 
f) Quanto ao número de rotores 
• Simples estágio: bomba com um único rotor dentro da carcaça; 
• Múltiplo estágio: a bomba tem dois ou mais rotores associados em série dentro da carcaça. 
Permite a elevação do líquido a grandes alturas manométricas (>100 [mca]), sendo o rotor 
radial o indicado para esta aplicação. 
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• Eixo horizontal: é a forma construtiva mais comum; 
• Eixo vertical: Usada, por exemplo, para extração de água de poços. 
Classificação das máquinas de fluido 
g) Quanto ao posicionamento do eixo 
h) Quanto ao tipo de rotor 
Fechado: apresenta um 
disco e uma coroa 
circular onde se fixam as 
pás. o líquido entra pela 
abertura da coroa. 
Semiaberto: caracteriza-
se pela existencia de 
apenas um disco onde se 
fixam as pás do rotor; 
Aberto: não possui 
coroa circular. Usa-se 
para líquidos contendo 
pastas, lamas, areia, 
esgotos sanitários. 
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Máquinas de fluxo 
Saiba mais 
Animações de bombas hidraulicas em funcionamento 
• Para conhecer mais assista ao seguinte 
vídeo: Turbina hidráulica Schwamkrug. 
Disponível em: 
• <https://www.youtube.com/watch?v=Y
RkNwIvgqpM>. Acesso em 30 maio 
2017. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO. 
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
Máquinas Térmicas; 
Funcionamento de Turbinas a Gás; 
Funcionamento de Turbinas a Vapor; 
Compressores e Ventiladores.