Escoamento por recalque - maquinas hidraulicas

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MÁQUINAS HIDRÁULICASMÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICASMÁQUINAS HIDRÁULICAS
Definição:
Máquinas Hidráulicas sãoMáquinas Hidráulicas são
máquinas que trabalham fornecendo,
ti d difi d i dretirando ou modificando a energia do
líquido em escoamento.
MÁQUINAS HIDRÁULICAS: Q
CLASSIFICAÇÃO
1. MÁQUINAS OPERATRIZES:
n Introduzem no líquido em escoamento
energia de uma fonte externa.energia de uma fonte externa.
Transformam energia mecânica fornecida por 
uma fonte (um motor elétrico, por exemplo) em ( , p p )
energia hidráulica.
Formas de energia adicionadas:
pressão e velocidade
(exemplo: bombas hidráulicas)
MÁQUINAS HIDRÁULICAS: 
CLASSIFICAÇÃO
2. MÁQUINAS MOTRIZES:2. MÁQUINAS MOTRIZES:
Transformam a energia hidráulica que
o líquido possui em outra forma de energia
e a transferem para o exterior.
Exemplos: turbinas, motores hidráulicos,Exemplos: turbinas, motores hidráulicos,
rodas d’água;
MÁQUINAS MOTRIZESQ
ESQUEMA DE INSTALAÇÃO HIDRELÉTRICA
MÁQUINAS HIDRÁULICAS: 
CLASSIFICAÇÃO
3. MÁQUINAS MISTAS:Q
Má i difi t d dMáquinas que modificam o estado da
energia que o líquido possui.
Exemplos: ejetores (bombas injetoras) eExemplos: ejetores (bombas injetoras) e
carneiros hidráulicos.
CARNEIRO HIDRÁULICOCARNEIRO HIDRÁULICO
EQUAÇÃO DO CARNEIRO 
HIDRÁULICO
Q.Hs.η = q.Hr ou Hs.η /Hr = q/Q
Q é bid l i (l/ i )Q é a vazão recebida pelo carneiro (l/min);
q a vazão elevada pelo carneiro (l/min);
Hs é altura do reservatório de captação de água 
(m);( );
Hr é a altura de elevação do carneiro ao 
reservatório superior (m);reservatório superior (m);
η é o rendimento do carneiro
RENDIMENTO DO CARNEIRO EM 
FUNÇÃO DA RELAÇÃO Hs/Hr
QUEDA ELEVAÇÃO PROPORÇÃO RENDIMENTO
1m 2m 1:2 0,80
1m 3m 1:3 0,75,
1m 4m 1:4 0,70
1m 5m 1:5 0 651m 5m 1:5 0,65
1m 6m 1:6 0,60
1m 7m 1:7 0,55
1m 8m 1:8 0,50
Tabela Carneiro Hidráulico KenyaTabela Carneiro Hidráulico Kenya
MODELOS 3 4 5
Necessidade p/ acionamento (l/h) 720 a 1.200 1.200 a 1.800 2.400 a 3.900
Cano Entrada 1" 1 1/4" 2"Cano Entrada 1 1.1/4 2
Cano Recalque 1/2" 1/2" 3/4"
Peso (Kg) 14 20 34
Proporção Recalque em litros/hora
1:3 180-300 300-420 640-950
1 4 120 210 220 320 440 7001:4 120-210 220-320 440-700
1:5 100-170 180-270 350-570
1:6 80-140 150-220 300-480
1:7 70-120 115-190 245-420
1:8 60-105 105-170 210-360
1 9 55 100 90 150 180 3201:9 55-100 90-150 180-320
MODELOS 3 4 5
Necessidade p/ acionamento (l/minuto) 720 a 1 200 1 200 a 1 800 2 400 a 3 900Necessidade p/ acionamento (l/minuto) 720 a 1.200 1.200 a 1.800 2.400 a 3.900
Cano Entrada 1" 1.1/4" 2"
Cano Recalque 1/2" 1/2" 3/4"Cano Recalque 1/2 1/2 3/4
Peso (Kg) 14 20 34
Proporção Recalque em litros/hora
1:10 45-85 85-135 150-290
1:11 40-80 75-120 140-255
p ç q
1:12 40-70 70-110 125-255
1:13 35-65 65-100 110-195
1 14 30 60 60 95 100 1751:14 30-60 60-95 100-175
1:15 30-55 55-85 85-155
1:16 25-50 50-80 80-140
1:17 20-45 50-75 70-125
1:18 20-40 45-70 60-110
1:19 18 40 40 60 55 1051:19 18-40 40-60 55-105
1:20 15-35 40-55 45-100
CARNEIRO HIDRÁULICOCARNEIRO HIDRÁULICO
DA INSTALAÇÃODA INSTALAÇÃO
1 A d ti l d'á d á t1. A queda vertical d'água deverá ter no 
mínimo 1,5 metros e no máximo 8 metros;
2. Fixar o Carneiro (ou Aríete) sobre uma base 
fi i l d di t t d i í i d dfirme e nivelada, distante do início da queda 
d'água de no mínimo 10 metros e no 
á i 50 tmáximo 50 metros;
DA INSTALAÇÃODA INSTALAÇÃO
3 Ob i t i t d t d d á3. Obrigatoriamente, o cano de entrada deverá
ser de aço galvanizado, mantido em linha reta
d li d d i í i d de sempre em declive desde o início da queda
até a entrada do carneiro.
4. Jamais se deve permitir a instalação de
j lh f ã dcurvas, joelhos ou a formação de
abaulamentos (voltas) em qualquer sentido,
f d l ã d lpara que a força da propulsão gerada pela
queda d'água atinja sua maior intensidade.
ÃDA INSTALAÇÃO
5 O cano do recalque poderá ser de aço galvanizado5. O cano do recalque poderá ser de aço galvanizado,
ou plástico e TEORICAMENTE poderá ter
comprimento ilimitado. Porém, o atrito d'água nasp , g
paredes do cano provoca perdas na força de
recalque (em média, 100 metros de cano equivalem a
1 t d l ã ti l) P t ã t1 metro de elevação vertical). Por esta razão, quanto
menos curvas tiver o cano de recalque, melhor será
o rendimentoo rendimento.
6. Recomendamos colocar a boca do cano de entrada
no mínimo de 20 a 30 centímetros abaixo do nível
normal d'água, bem como protegê-la com uma tela
it t ã d i 0para evitar a penetração de impurezas. 0
BOMBAS HIDRÁULICASBOMBAS HIDRÁULICAS
BOMBAS HIDRÁULICAS são máquinas motrizes
que recebem energia potencial de um motor ouque recebem energia potencial de um motor ou
de uma turbina e transformam parte dessa
potência em:
E i i éti ( i t ) b bn Energia cinética (movimento) – bombas
cinéticas
n Energia de pressão (força) – bombas den Energia de pressão (força) bombas de
deslocamento direto
As bombas cedem estas duas formas de energia
fl íd b b d f ê l i lao fluído bombeado, para fazê-lo recircular ou
para transportá-lo de um ponto a outro.
1. BOMBAS CINÉTICAS OU DE FLUXO
São bombas hidráulicas em que é
i t t f i t d i à áimportante o fornecimento de energia à água
sob forma de energia de velocidade.
Essa energia converte se dentro daEssa energia converte-se dentro da
bomba em energia de pressão, permitindo que
á i j i õ i l d d da água atinja posições mais elevadas dentro de
uma tubulação.
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 
CINÉTICAS
TIPOS DE BOMBAS CINÉTICAS:
Bombas Centrífugas: Fluxo radial
Fluxo misto
Fl i lFluxo axial
BOMBA CINÉTICA:
ÍBOMBA CENTRÍFUGA DE FLUXO RADIAL
CONSIDERAÇÕESÇ
Com a facilidade de acesso àCom a facilidade de acesso à
eletricidade e ao motor elétrico, as bombas
cinéticas do tipo centrífugas passaram a sercinéticas do tipo centrífugas passaram a ser
preferidas devido ás seguintes razões:
i in maior rendimento;
n menor custo de instalação, operação e
manutenção;
n pequeno espaço exigido para a sua montagem,p q p ç g p g ,
comparativamente com as de pistão.
2. BOMBAS HIDRÁULICAS DE 
DESLOCAMENTO DIRETO
Tem-se principalmente uma ação de
propulsão que incrementa a energia depropulsão que incrementa a energia de
pressão, alcançando os mesmos objetivos
das bombas cinéticasdas bombas cinéticas.
TiTipos:
a) Movimento alternado (pistão)
b) Rotativas
BOMBAS DE DESLOCAMENTO DIRETO: 
ÊFUNCIONAMENTO DO ÊMBOLO OU 
PISTÃO
A i iAs primeiras
bombas utilizadas em
abastecimento de águaabastecimento de água,
eram do tipo de
deslocamento direto, dedeslocamento direto, de
movimento alternado a
pistão, movimentadasp
por máquinas a vapor.
BOMBAS DE DESLOCAMENTO 
DIRETO: DIAFRAGMA E PISTÃO
BOMBAS DE DESLOCAMENTO 
DIRETO: BOMBA CENTRÍFUGA
MÉTODOS ALTERNATIVOS: CAPTAÇÃO DE 
ÁGUA DE POÇO USANDO DESLOCAMENTOÁGUA DE POÇO USANDO DESLOCAMENTO 
DIRETO POR MEIO DE BALDE E MANGUEIRA
UTILIZAÇÃO DAS BOMBAS 
HIDRÁULICAS
•Bombas centrífugas: irrigação, drenagem
e abastecimentoe abastecimento.
•Bombas a injeção de gás: abastecimento a
partir de poços prof ndospartir de poços profundos.
•Carneiro hidráulico e bombas a pistão:
abastecimento em propriedades rurais.
•Bombas rotativas: combate a incêndios eBombas rotativas: combate a incêndios e
abastecimento doméstico.
3. BOMBAS CENTRÍFUGAS
As BOMBAS CENTRÍFUGAS tem deAs BOMBAS CENTRÍFUGAS tem de
um propulsor rotativo (rotor) que gira com
grande velocidade dentro de uma caixa degrande velocidade dentro de uma caixa de
metal, de forma espiral ou cilíndrica,
d i d “ d b b ”denominada “corpo da bomba”.
BOMBA CENTRÍFUGA EM CORTE
3. BOMBAS CENTRÍFUGAS:
TIPOS DE FLUXO
O Fluxo da água no interior da bomba
centrífuga pode tomar diferentes direçõescentrífuga pode tomar diferentes direções,
o que faz com que sejam classificadas da
i t fseguinte forma:
n bombas de fluxo radial;
n bombas de fluxo axial;
n bombas de fluxo helicoidal ou miston bombas de fluxo helicoidal ou misto.
3.1. BOMBA CENTRÍFUGA DE 
FLUXO RADIAL
A água entra
pela parte centralpela parte central
do rotor onde é
lançada pelas páslançadapelas pás
deste e pela ação
da força centrífugada força centrífuga,
para a periferia da
bomba e, daí, parabomba e, daí, para
o tubo de elevação.
3.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE FLUXO 
RADIAL: FUNCIONAMENTO
Quando o líquido é
f d d tforçado do centro para a
periferia, há formação
d á éde vácuo, que é
imediatamente
hid l ápreenchido pela água
existente na canalização
d ãde sucção.
A
2
H
3
4
B
2
B
h
IN
.3
0 
CM
1 1
2
3
4
- VAlVULA DE PE
- CURVA LONGA 90░
- REGISTRO DE GAVETA
- VALVULA DE RETENCAO
MI
3.1. BOMBA CENTRÍFUGA DE FLUXO 
RADIAL: FUNCIONAMENTO
A pressão atmosférica local “empurra” a
água para dentro da canalização de sucção, já
que em seu interior a pressão é menor, devido
ao vácuo causado pela ação do rotor.p ç
Conclusão:
Embora o termo “canali ação deEmbora o termo “canalização de
sucção” seja bastante empregado, é a
ã t fé i ápressão atmosférica que empurra a água para
dentro da bomba.
3.2. BOMBA CENTRÍFUGA DE 
FLUXO RADIAL: COMPONENTES
ROTOR:
Elemento rotativo das bombasElemento rotativo das bombas
centrífugas; pode ser de ferro fundido, bronze
ou inox dependendo das condições deou inox, dependendo das condições de
emprego.
As bombas de fluxo radial podem ter
rotores do tipo aberto, semi-aberto erotores do tipo aberto, semi aberto e
fechado.
TIPOS DE ROTORES PARA 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
ROTOR FECHADO
O rotor fechado tem
as pás compreendidas
t d i dientre dois discos
paralelos, podendo ter
entrada de um só ladoentrada de um só lado
(sucção simples) ou de
ambos os lados.
É mais eficiente
que os outros tipos,
porém é recomendado
para água limpa.
ROTOR ABERTO E SEMI ABERTO
n O rotor aberto tem pás livres na parte
frontal e quase livres na parte posterior.
n No rotor semi-aberto, as pás são fixadas
de um lado num mesmo disco, ficando ode um lado num mesmo disco, ficando o
outro lado livre.
Estes dois tipos de rotores destinamEstes dois tipos de rotores destinam-
se a bombear líquidos viscosos ou sujos
( tí l ólid ã )(com partículas sólidas em suspensão),
pois dificilmente são obstruídos.
DETALHE DE ROTOR ABERTO
3.3. COMPONENTES:
CARCAÇA OU CORPO DA BOMBA
Feita geralmente em ferro fundido abriga o
t i t irotor em seu interior.
As carcaças das bombas de escoamento
radial podem se apresentar como CARACOL
(voluta ou espiral) ou turbina (circular) e para as( p ) ( ) p
bombas de escoamento axial e misto, o formato é
geralmente cilíndrico.geralmente cilíndrico.
3.3. CARCAÇA OU CORPO DA BOMBA
3.3. CARCAÇA OU CORPO DA BOMBA
A f CA ACO ãAs carcaças em forma de CARACOL são
projetadas para que a vazão de escoamento em
t d if i d t j t ttorno da periferia do rotor seja constante e para
reduzir a velocidade da água ao entrar na
canalização de recalquecanalização de recalque.
Nas bombas do tipo turbina os rotores são
d d lh i drodeados por palhetas guia que reduzem a
velocidade da água e transformam a altura
i éti ( l id d ) lt i ét icinética (velocidade) em altura piezométrica
(pressão).
3.4. BOMBAS HIDRÁULICAS:
OUTROS COMPONENTES
n Eixo;
n Mancais ou rolamentos;;
n Selo mecânico: função
de vedação.ç
Gaxetas: anéis de
amianto com a função deo co u ç o de
impedir vazamentos ou
entrada de ar. Deve
gotejar 2 a 6 gotas por
minuto; SELO MECÂNICOSELO MECÂNICO