Aula 07_AV2_Hidráulica_MM

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Recife, 2019
HIDRÁULICA
AULA 07- AV2
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
▪ Prof.ª. Micaella Moura
BOMBAS E SISTEMAS DE RECALQUE
1 TIPOS DE BOMBAS
* O princípio básico de transferência da energia recebida pela bomba, de uma
fonte externa, ao fluído é a existência, no corpo ou caixa da máquina, de uma roda
ou rotor que, ao girar comunica ao fluido aceleração centrífuga e consequente
aumento de pressão. As normas estabelecem quatro classes de bombas:
•Centrífugas
•Rotativas
•De êmbolo (ou de pistão)
•Poço profundo (tipo turbina)
◼ Bombas centrífugas ou radiais:
Bombas destinadas a vencer grandes cargas com vazões relativamente baixas,
em que o acréscimo de pressão é causado principalmente pela ação da força
centrígufa.
◼ São as mais utilizadas atualmente, dotadas de uma parte móvel (rotor) que se 
movimenta dentro de uma carcaça.
◼ Número de rotores: simples estágio ou múltiplos estágios.
◼ Sucção simples ou sucção dupla (rotor de dupla admissão) 
◼ Posição do eixo: horizontal ou vertical
◼ Trajetória do fluxo: radiais, mistas e axiais
2 CURVAS CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS
Os resultados de ensaio de uma bomba centrífuga funcionando com velocidade
constante (número de rotações por minuto), podem ser representados em um
diagrama traçando-se as curvas características de carga, rendimento e potência
absorvida, em relação à vazão.
Denomina-se curva característica de uma máquina hidráulica- bomba ou turbina-
a representação gráfica ou em forma de tabela das funções que relacionam os
diversos parâmetros envolvidos em seu funcionamento.
3 CURVA CARACTERÍSTICA DA TUBULAÇÃO
Representação gráfica da relação biunívoca entre a perda de carga total ∆H e a
vazão Q que existe em uma tubulação transportando um determinado líquido.
Esta representação é chamada de Curva característica da tubulação, e obedece à
Lei da perda de carga, que no regime turbulento é parabólica ∆H= K. Q²
➢ Escoamento por gravidade entre dois reservatórios:
Como foi visto, a diferença de nível ∆Z é responsável pela manutenção da vazão,
de modo que, no equilíbrio, tem-se: E=∆Z= Hg= ∆H= K. Q²
➢ Sistemas Elevatórios:
Deve-se providenciar uma fonte externa de energia: conjunto motor-bomba. A
energia necessária será aquela correspondente ao conjunto de perdas de carga que
o sistema impõe para veicular a vazão Q, acrescida da energia equivalente ao
trabalho realizado para vencer o desnível topográfico (altura geométrica) entre os
dois reservatórios. Portanto, no equilíbrio, tem-se: E= Hg + ∆H.:. E= Hg + K.Q²
Quando uma bomba opera em conjunção com um sistema de tubulações, a
energia fornecida pela bomba é igual à energia requerida pelo sistema, para a
Vazão bombeada. Portanto, na condição de equilíbrio, a solução fornece o Ponto
de valores H e Q para que H= E;
O Ponto de Cruzamento das duas curvas que é chamado de Ponto de operação
ou Ponto de funcionamento, é a solução do problema. O ponto de operação
deve, na medida do possível, corresponder ao ponto de ótimo rendimento da
bomba (rendimento máximo) e, no que diz respeito a tubulação, ao seu custo
mínimo.
Ponto no qual a Energia fornecida pela 
bomba é igual à energia requerida pelo 
sistema.
4 ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS: EM SÉRIE E EM PARALELO
a) Bombas em série
A entrada da segunda bomba é conectada à saída da primeira bomba, de modo que
a mesma vazão passa através de cada bomba, mas as alturas de elevação de cada
bomba são somadas para produzir a altura total de elevação do sistema.
•Caso de uma bomba isolada não atender à vazão ou à altura manométrica
•Caso de crescimento da demanda no tempo
* a curva característica do sistema é dada pela soma das ordenadas das curvas H=
f(Q) correspondentes, para cada bomba, em uma mesma vazão.
b) Bombas em paralelo
Cada bomba recalca a mesma parte da vazão total do sistema, mas a altura total de
elevação do sistema é a mesma de cada uma das bombas.
* a curva característica do conjunto é obtida somando-se as abscissas das curvas
características H= f(Q) correspondentes, para cada bomba, em uma mesma altura
total de elevação.
Mesma HM; Q = QB1+ QB2 Mesma Q; HM = HM1+ HM2
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS: 
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS: 
CURVA CARACTERÍSTICA DA ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM SÉRIE
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS: 
CURVA CARACTERÍSTICA DA ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS EM PARALELO
Curva característica da tubulação 
Curva característica da tubulação
Ponto de funcionamento de 
Cada bomba operando 
conjuntamente na associação
Ponto de funcionamento do 
sistema (em série ou paralelo)
QA< 2 QC
Cada bomba da ass.
Em paralelo funcionará
no ponto B; QB= 0,5
QA
Ponto de funcionamento de 
Uma única bomba operando 
Isoladamente no sistema. 
Operação de Duas Bombas IGUAIS em série e em paralelo
5 NPSH- NET POSITIVE SUCTION HEAD
É a Disponibilidade de energia que faz com que o líquido consiga alcançar as pás 
do rotor. Há dois valores a considerar:
1)NPSH requerido, que é uma característica hidráulica da bomba, fornecida
pelo fabricante. Definida como a energia requerida pelo líquido para chegar, a
partir do flange de sucção vencendo as perdas de carga dentro da bomba, ao
ponto onde ganhará energia e será recalcado. Depende dos elementos de
projeto da bomba, diâmetro do rotor, rotação.
2) NPSH disponível, que é uma característica das instalações de sucção, que se
pode calcular pela seguinte expressão:
∆Hs= Perda de carga 
total na sucção.
6 CAVITAÇÃO
Quando um líquido em escoamento, em uma determinada temperatura, passa por
uma região de baixa pressão, chegando a atingir o nível correspondente a sua
pressão de vapor, naquela temperatura, formam-se bolhas de vapor que provocam
de imediato uma diminuição da massa específica do líquido.
Essas bolhas ou cavidades sendo arrastadas no escoamento atingem regiões em
que a pressão reinante é maior que a pressão existente na região onde elas se
formaram. Esta brusca variação de pressão provoca o colapso das bolhas por um
processo de implosão.
Este processo de criação e colapso das bolhas é chamado de cavitação, sendo
extremamente rápido.
- O desaparecimento dessas bolhas ocorrendo junto a uma fronteira sólida,
como paredes de tubulações, rotores, etc, provoca um processo destrutivo de
erosão do material.
- A cavitação uma vez estabelecida em uma instalação de recalque, acarreta
queda do rendimento da bomba, ruídos, vibrações e erosão, o que pode levar
a um colapso do equipamento
- A queda de pressão, desde a superfície livre do poço de sucção até a entrada
do flange de sucção, depende da vazão, do diâmetro, do comprimento total da
tubulação, do material e principalmente da altura estática de sucção. Estes
são os elementos suscetíveis de mudanças por parte do projetista para sanar
os danosos efeitos da cavitação.
Recomendação prática: 
hs<7m
Vídeo
Exercícios
01. A bomba mostrada na figura deverá recalcar uma vazão de 30 m³/h. Para esta vazão, o
NPSH requerido é de 2,50 m. A instalação está numa cota de 834,5 m e a temperatura
média da água é de 20ºC. Determinar o valor do comprimento x para que a folga entre o
NPSH disponível e o requerido seja de 3,80 m. Dados: Diâmetro da tubulação 3”.
Coeficiente de rugosidade C= 150; Patm na altura do eixo da bomba= 9,42 mH2O. Na
sucção existe uma válvula de pé com crivo e um joelho de 90º. (R:J= 0,0426; x= 3,54 m)
Exercícios
02. Foram adquiridas duas bombas iguais com capacidade de 60 L/s e 45 m de altura
manométrica. Comente sobre as condições para funcionamento em conjunto: as duas
bombas em série e em paralelo.