Aula 01 - Bombas 2019

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Operações Unitárias 1
Aula 01 - Bombas
Prof. Msc. Lara Cristina Alves da Fonseca
email: lara.fonseca@facens.br
Bombas
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• Escoamento de fluidos
• Líquidos (bombas) – seleção depende da caracterização do fluido
• Centrífugas
• Tipo propulsor
• Deslocamento positivo
• Recíprocas
• Pistão
• Diafragma
• Rotatórias
• Parafuso
• Gases (compressores, ventiladores e sopradores)
• Compressores: Grandes pressões (até 100psi) com vazões de até 1700m³/h.
• Ventiladores: Usados a baixas pressões (>0,5psi) – alta vazão e baixa pressão.
• Sopradores: pressões mais elevadas até (1,5psi) – fornecimento de ar
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Tipos de Bombas
• É comum classificar pelo modo em que 
realizam a transformação do trabalho 
mecânico em energia hidráulica
– Bombas de deslocamento positivo ou 
volumétricas (partes internas móveis – pistão)
– Bombas Centrífugas ou turbobombas (aumento 
da pressão à custa da energia cinética)
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Princípios de Funcionamento
Todo o funcionamento da bomba se baseia na criação de um diferencial de 
pressão no seu interior
1.Escorvamento
2.Rotação (centrípeta)
3.Vácuo Centro
4.Crescimento da área de 
liquido na periferia
5.Diminuição da velocidade
6.Aumento Pressão
Definição de Termos Importantes
Os parâmetros chaves de desempenho de 
bombas centrífugas são:
– Capacidade
– Carga
– NPSH (em inglês, Net Positive Suction
Head - NPSH). 
As curvas de bomba provêm a janela 
operacional dentro da qual estes parâmetros 
podem ser variados para operação 
satisfatória da bomba satisfatória.
Capacidade
 Capacidade significa a taxa de fluxo (vazão volumétrica) com 
que o líquido é movido ou é empurrado pela bomba ao ponto 
desejado no processo.
 A capacidade depende de vários fatores como:
– Características do líquido de processo, isto é, densidade, 
viscosidade, etc. 
– Tamanho da bomba e de suas seções de entrada e de saída 
– Tamanho do impulsor 
– Velocidade de rotação do impulsor RPM 
– Tamanho e forma das cavidades entre as palhetas 
– Condições de temperatura e pressão da sucção e descarga 
NPSH
 As operações de bombeamento, a pressão em qualquer
ponto da linha de sucção nunca deve ser menor que a
pressão de vapor Pv do líquido bombeado na temperatura
de trabalho, caso contrário haveria vaporização do líquido,
com conseqüente redução da eficiência de bombeio.
NPSH
NPSH disponível (NPSHd): é
característica do sistema no qual a
bomba opera
NPSH requerido (NPSHr): enquanto
que o NPSH requerido é função da
bomba em si, representando a energia
mínima que deve existir entre a carga
de sucção e a pressão de vapor do
líquido para que a bomba possa
operar satisfatoriamente.
Potência e Eficiência
O B.E.P. (ponto de melhor eficiência) é a área na 
curva onde a conversão de energia de velocidade 
em energia de pressão a uma determinada vazão, é 
ótima; em essência, é o ponto onde a bomba é 
mais eficiente. 
No dimensionamento e seleção de bombas 
centrífugas para uma determinada aplicação, a 
eficiência da bomba é levada em conta no projeto. 
A eficiência de bombas centrífugas é tomada como 
uma porcentagem e representa uma unidade de 
medida que descreve a conversão da força 
centrífuga em energia de pressão. 
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Bombas centrífugas:
A energia é fornecida continuamente ao fluido por um rotor, 
que gira a alta velocidade aumentando a energia cinética que 
depois é transformada em energia de pressão.
Princípio de funcionamento
O líquido é succionado pela ação 
de um impulsor que gira 
rapidamente dentro da carcaça. 
O movimento produz uma zona 
de vácuo (no centro) e outra de 
alta pressão (na periferia).
Carcaça
Rotor
Sucção
Pás
Descarga
Voluta
Tipos de rotores:
Fechado: Para líquidos sem partículas em suspensão
Semi-aberto: Incorpora uma parede no rotor para prevenir que 
matéria estranha se aloje no rotor e interfira na operação.
Aberto: Palhetas montadas sobre o eixo. Vantagem: líquidos com 
sólidos em suspensão. Desvantagem: sofrer maior desgaste.
A bomba centrífuga deve ser escorvada antes de funcionar (a 
linha de sucção deve estar cheia de líquido). Quando a bomba 
tem ar, a pressão desenvolvida é muito pequena devido à baixa 
densidade do ar. 
Bomba auto-escorvante
Dois tipos de escorva
Vantagens das bombas centrífugas:
a) Construção simples e baixo custo
b) Fluido é descarregado a uma pressão uniforme, sem pulsações
c) A linha de descarga pode ser estrangulada (parcialmente 
fechada) ou completamente fechada sem danificar a bomba
d) Permite bombear líquidos com sólidos
e) Pode ser acoplada diretamente a motores
f) Não há válvulas envolvidas na operação de bombeamento
g) Menores custos de manutenção que outros tipos de bombas
h) Operação silenciosa (depende da rotação)
Desvantagens das bombas centrífugas:
a) Não servem para altas pressões
b) Sujeitas à incorporação de ar precisam ser escorvadas
c) A máxima eficiência da bomba ocorre dentro de um curto 
intervalo de condições
d) Não consegue bombear líquidos muito viscosos
(limite 40 cp)
Bombas de deslocamento positivo
A energia é fornecida periodicamente, mediante 
superfícies sólidas móveis, que deslocam porções de 
fluido desde a sucção até a linha de descarga. 
A pressão de saída é regulada através de válvulas de 
descarga unidirecionais.
Princípio de funcionamento
As bombas de deslocamento positivo liberam um determinado 
volume de fluido de acordo com a velocidade do sistema. 
Quando a saída se fecha a pressão aumenta e o fluxo da 
bomba deve ser dirigido para outro lugar, de maneira que se 
evite a sobre-pressurização. 
Alívio externo e válvulas de by-pass: 
No projeto do sistema de escoamento, quando se utilizam 
bombas de deslocamento positivo e o risco de queda de 
vazão existe, é necessário considerar um arranjo de by-pass 
externo que devolva o líquido para a sucção. 
A válvula do by-pass abrirá a uma pressão pré-determinada, 
permitindo que a pressão interna não exceda níveis muito 
altos e evitando também que a bomba cavite. 
Válvula reguladora 
de pressão
As válvulas de alívio internas são 
projetadas para proteger o sistema 
por períodos curtos de tempo. 
Quando o fluido recircula dentro da 
bomba, a potência introduzida pela 
bomba se dissipa na forma de calor, 
aumentando a temperatura do produto. 
Mesmo se o período de tempo é curto, 
a temperatura do produto pode subir 
até o ponto de evaporação na zona de 
baixas pressões. Quando há 
cavitação na zona de baixas pressões 
pode ocorrer a destruição da bomba.
Cavitação em uma 
bomba de deslocamento 
positivo com dispositivo 
de segurança 
temporário.
A cavitação é uma situação que pode ocorrer em qualquer 
tipo de bomba. 
Acontece quando há falta de fornecimento de líquido e a 
bomba trabalha com uma vazão menor daquela para a qual 
foi projetada. 
As causas comuns da cavitação são a diminuição da 
pressão de sucção, NPSH insuficiente, ou operação a 
velocidades muito altas. 
A cavitação diminui a eficiência, desgasta os metais das pás 
do rotor, gera vibração mecânica e ruído.
O NPSH do sistema também depende da velocidade do rotor.
Exemplos de bombas rotativas
Bombas
Características
Centrifuga 
radial
Centrifuga 
axial
Rotatória, 
parafuso, 
engrenagens
Alternativas
Vazão na 
descarga
Estacionária Estacionária Estacionária Pulsante
NPSH: altura 
de sucção 
máxima 
permitida
5 m 5 m 6,5 m 6,5 m
Líquidos Claros, limpos Abrasivos, 
sujos
Viscosos não 
abrasivos
Limpos e 
claros
Faixa de 
pressão
Baixa - alta Baixa Baixa- Média Baixa até 
máxima
Faixa de vazão Pequena -
máxima
Pequena -
máxima
Pequena -
média
Pequena
Algumas características das bombas:
CENTRIFUGAS ALTERNATIVAS ROTATIVAS
Ausência de ponto morto
Melhor rendimento que as bombas 
centrifugas 
Ausência de ponto morto
Menor preço de aquisição
São indicadas para trabalharem com 
baixa vazão e alta pressão 
Ocupam espaço reduzido
Baixo custo de manutenção Não há necessidades deescovamento Vazão uniforme
Ocupa menor espaço físico Baixa vibração
Não possuem válvulas Necessitam de fundações simples
Menor vibração
Mais eficiente que as bombas 
centrífugas
Necessitam de fundações mais simples
Bombeiam liquido com impurezas como 
lodo, lama e etc
Menor rendimento
Vazão pulsátil e função do seu 
movimento retilíneo alternado
Não são aconselháveis para líquidos 
abrasivos
Aspiração mais difícil Ocupam grande espaço Contra indicadas para grandes vazões
Escorvamento Requer fundações mais rígidas
Requer manutenção mais freqüente que 
as bombas centrífugas
Não é aconselhável para trabalhar com 
pequenas vazões e altas pressões.
Possuem válvulas internamente 
Vibram muito, mesmo que em marcha 
lenta 
Mais alto custo de aquisição e 
manutenção 
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Exemplos caderno
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Referências 
• https://www.youtube.com/watch?v=WNj_92e
VEF8
• Foust
• Operações Unitárias 1 – Prof. Livia e Claudio 
Duarte
30
https://www.youtube.com/watch?v=WNj_92eVEF8