Bombas

Bombas Definição “Bombas são máquinas operatrizes hidráulicas que fornecem energia ao líquido com a finalidade de transportá-lo de um ponto a outro. Normalmente recebem energia mecânica e a transformam em energia de pressão e cinética ou em ambas”. ( http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Bomb01.html) Uma bomba tem como função elevar um volume de um fluido a uma altura em certo tempo, possuindo um rendimento característico devido o consumo de energia utilizado por ela para desenvolver seu trabalho e para movimento próprio. São essas grandezas: • Vazão – Q • Altura manométrica ou carga – H, é a carga total de elevação em que a bomba trabalha. • Rendimento – η, é a relação entre a potencia fornecida pela bomba e a cedida pelo eixo girante do motor • Potencia – P 1

Classificação

As bombas podem ser classificadas de acordo com algumas características, são elas: 1.1 Quanto á altura manométrica: • Baixa pressão (ate 15 mca) • Media pressão (de 10 a 50 mca) • Alta pressão (acima de 50 mca) 1.2 Quanto à vazão de recalque: • Pequena (ate 50m³/h) • Media (de 50 a 500m³/h) • Grande (acima de 500m³/h) 1.3 Quanto á direção do escoamento do liquido no interior da bomba: • Radia ou centrífuga pura, o movimento do liquido e na direção normal ao eixo da bomba. • Diagonal ou de fluxo misto, o movimento do liquido e na direção inclinada. • Axial ou helicoidais, o escoamento do liquido e paralelo ao eixo, é indicado pra grandes vazões e medias alturas. 1.4 Quanto à estrutura do rotor: • Aberto, para líquidos com resíduos. • Semi-aberto ou semi-fechado, para água sedimentada. • Fechado, para água tratada.

1.5 Quanto ao numero de rotores: • Estagio Único • Múltiplos estágios, para medias e grandes alturas manométricas, pode ate trabalhar com pressão superior a 200kg/cm². 1.6 Quanto ao numero de entradas: • Sucção única • Sucção dupla, para medias e grandes vazões. 1.7 Quanto à admissão do liquido: • Sucção axial • Sucção lateral • Sucção de topo • Sucção inferior 1.8 Quanto à posição da saída: • De topo (pequena e media vazão) • Lateral (grande vazão) • Inclinada • Vertical 1.9 Quanto à velocidade de rotação: • Baixa rotação (ate 500rpm) • Media rotação (de 500 ate 1800rpm) • Alta rotação (acima de 1800rpm) 1.10 Quanto à posição na capitação: • Submersas, ex.: Poços profundos • Afogadas • Altura positiva, pequenas vazões de recalque. 1.11 Quanto à posição do eixo: • Eixo horizontal • Eixo vertical 1.12 Quanto ao tipo de carcaça: • Compacta • Bipartida 2

Associação de bombas

Trabalhando-se com bombas tem-se a possibilidade de utilizá-las em associação em serie ou paralelo. Teoricamente utiliza-se associação em serie quando se deseja ‘somar’ alturas e paralelo vazões.

2.1 Bombas em paralelo Com a aplicação de bombas em paralelo tem-se a vantagem operacional de que caso ocorra falha em uma das bombas não haverá interrupção do sistema, apenas uma redução na vazão. Outra vantagem é a flexibilidade caso deseje-se variar a vazão, basta acrescentar ou retirar bombas do sistema. 2.2 Bombas em serie Deve-se utilizar o emprego de associação em serie quando a altura manométrica for elevada, é aconselhável a utilização de bombas idênticas para facilitar a manutenção e reposição de peças. 3

Cavitação

Cavitação é um fenômeno que ocorre quando a ebulição do liquido no interior da tubulação assumi valores de pressão inferiores á pressão de vaporização formando bolhas de vapor, essas bolhas de ar desaparecem bruscamente condensando-se quando alcançam altas pressões, como esta mudança de estado é muito rápida o liquido choca-se com a superfície do rotor em alta velocidade arrancando partículas superficiais do mesmo tornando-o inutilizável com o tempo. Quando ocorre esse fenômeno são ouvidos ruídos e vibrações, caso não seja corrigido a bomba apresentará uma redução progressiva de rendimento. Quando se calcula a altura de sucção da bomba deve-se levar em conta o desejo de não ocorrência do fenômeno de cavitação, para garantir que isso ocorra deve-se levar em consideração o valor do NPSH (net positive suction head - altura livre positiva de sucção). Para evitar a cavitação nas instalações deve-se seguir alguns procedimentos tanto na fase de planejamento como na de operação. 4

Casa de bombas

As bombas devem ser colocadas em uma edificação com espaço suficiente para montagem e desmontagem do sistema, bem como para o pessoal de operação e manutenção, baseado em normas técnicas e recomendação dos fabricantes. Esse local denomina-se casa de bombas. As Bombas podem ser divididas em dois grupos: 1. Turbo-Bombas ou deslocamento não positivo 2. Volumétrica ou deslocamento positivo Bombas de deslocamento não positivo São bombas utilizadas para movimentação de líquidos, sua força varia com a resistência provocada por um rotor (peças internas dotadas de pás ou aletas). Continua girando mesmo quando bloqueada (interrupção do fluxo), sua pressão máxima é limitada a 250-300psi. Um exemplo de bombas roto dinâmicas (turbo-bombas) são as bombas centrifugas. Bombas centrifugas

São bombas que funcionam a partir da força centrífuga provocada pelo giro de palhetas e impulsores no interior de uma carcaça estanque que joga o liquido do centro para a periferia do conjunto girante. É composta por uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira o rotor que é fixado no eixo da bomba. No interior da carcaça é onde ocorre a transformação da energia de velocidade em energia de pressão que permite o alcance do ponto final do recalque pelo liquido, é também onde esta instalado o conjunto girante, eixo-rotor, que possibilita o impulsionamento do liquido. A carcaça pode ser de dois tipos, Voluta ou difusor. A de voluta possui área não simetricamente distribuída em torno do rotor isso provoca uma distribuição desigual de pressão que da origem a uma reação considerada insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, ate esse ponto pode-se utiliza a carcaça de voluta simples. Mas quando se trabalha com redução de vazão percebe-se uma redução no rendimento da bomba, para minimizar este fenômeno utiliza-se eixos de maior diâmetro no rotor, outra solução seria a construção de bombas com voluta dupla. O emprego da carcaça tipo difusor é limitado a bombas tipo turbina, submersas e axiais de grandes vazões. Esse tipo de carcaça provoca uma redução na faixa operacional de bom rendimento do rotor.

Voluta Simples

Voluta Dupla

As Bombas centrifugas são equipamentos mecânicos. Mesmo sendo bem projetadas, instaladas e operadas estão sujeitas a desgastes provocados pelo tempo. Na ocorrência de algumas imperfeições como uma má manutenção, um mal alinhamento, um mal dimensionamento, má instalação, etc existe a possibilidade de surgimento de problemas operacionais, simples ou não, que podem causar uma não funcionalidade do sistema. Trabalhar com bombas com vazão reduzida é prejudicial a estrutura do rotor, mas, trabalhar com alta vazão possibilita a existência de cavitação. Defeitos como: pressão deficiente, consumo excessivo de energia, rápidos desgastes dos rolamentos e gaxetas, aquecimento, vibrações e ruídos são provocados geralmente pela presença de ar ou vapor d’água no sistema, válvulas inadequadas, problemas mecânicos, erros de montagem, etc. É necessária a aplicação de inspeções diárias, semanais, mensais, semestrais e anuais, esse tipo de inspeção é chamado manutenção preventiva. Mas se na inspeção diária for

encontrado algum fenômeno fora do normal deve-se fazer a aplicação da manutenção corretiva. Bombas de deslocamento positivo Esse tipo de bomba tem como principal característica vazão constante e fluxo pulsativo quando na situação bloqueada. Funcionam praticamente sem vazamentos internos e são utilizados em grande maioria para sistemas de força. Tem como vantagem trabalhar com altas pressões, ser compacta, possuir alta eficiência volumétrica entre outras. Ela pode se dividir em dois tipos: Fixo e Variável. Fixo • • • • • • •

Engrenagem Lóbulo Rosca sem fim Palheta Embolo Diafragma Pistão o Radial o Axial

Variável

Bombas de engrenagem Esse tipo de bomba pode ser de engrenagens internas ou externas, a mais comum é o tipo interna. Consiste em um par de engrenagens onde a primeira é acionada pelo motor e a segunda pela primeira.

Bomba de engrenagem Quando os dentes das engrenagens se separam cria um vácuo, o liquido vem de dentro do reservatório e jogado pelas engrenagens contra a parede e lançado para fora quando os dentes voltam a entrarem em contato. Bombas tipo lóbulo Tem como princípio de funcionamento a bomba tipo engrenagem, pode possuir de dois a quatro lóbulos, a de três lóbulos possui um rendimento maior por isso é a mais utilizada.

Bomba Rosca sem fim Seu fluxo não é pulsante, possui de um a três parafusos que possuem movimentos sincronizados através de engrenagens, são silenciosas e utilizadas em grande maioria em transporte de líquidos com grande viscosidade.

Bomba tipo palheta

São auto-aspirantes, também podem ser empregadas como bombas a vácuo possui um rotor onde se encontram as palhetas, essas palhetas ficam em contato com um anel externo. Quando o rotor gira o movimento das palhetas fazem a sucção do liquido, com o movimento continuo do rotor o espaço para permanência do liquida diminui provocando assim a saída do mesmo.

Bomba de êmbolo Possui funcionalidade parecida com o tipo pistão com a diferença de que pode trabalhar em altas pressões, possuindo assim aspectos construtivos diferente.

Bomba tipo diafragma É composta por uma membrana que é acionada por uma haste. Essa membrana quando movimentada em determinado sentido provoca a ‘captura’ de uma determinada quantidade de liquido, ao inverter seu sentido descarrega o liquido na linha de recalque. Ela é muito utilizada para dosagem de líquidos já que o movimento da haste, que pode ser controlado, é quem determina o volume do liquido na membrana.

Bomba tipo diafragma Bombas tipo Pistão Seu principio de funcionamento é bem simples. Esse tipo de bomba é composta por dois pistões que trabalham alternadamente, sugam o liquido quando se retraem e descarregam quando se estendem. Existem dois tipos de bomba pistão: Radial e Axial. •

Bomba Pistão Radial

Existe dois desse tipo, a de platô inclinado e a de eixo inclinado.

Platô Inclinado

Eixo Inclinado •

Pistão Radial

É composto por um grupo de pinos que direcionam o fluxo do liquido de acordo com o movimento do rotor. Em determinado momento eles se retraem sugando o liquido, mas quando passam por uma parte mais excêntrica do cilindro eles obrigam o liquido a saírem pela porta de descarga.

Cefet-ES “Centro Federal Tecnológico do Espírito Santo”

Bombas

Linhares-ES, 29 de Junho de 2007

Cefet-ES “Centro federal tecnológico do Espírito Santo”

Bombas

Trabalho realizado pelos alunos Adenilson, Pamela Santana, Rodrigo Piol e Thiago Faria Da turma de Automação Industrial

Linhares-ES, 29 de Junho de 2007