Bombas Com Voluta Dupla

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Text of Bombas Com Voluta Dupla

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABJ6EAG/bombas-centrifugasVI.1. Mquinas HidrulicasVI. 1.1. DefinioMquinas Hidrulicasso mquinas que trabalham fornecendo, retirando ou modificando a energia do lquido em escoamento.VI.1.2. ClassificaoAs mquinas hidrulicas podem ser classificadas em:1. Mquinas operatrizes- introduz no lquido em escoamento a energia externa, ou seja, transformam energia mecnica fornecida por uma fonte (um motor eltrico, por exemplo) em energia hidrulica sob a forma de presso e velocidade (exemplo: bombas hidrulicas);2. Mquinas motrizes- transformam energia do lquido e a transferem para o exterior, isto , transformam energia hidrulica em outra forma de energia (exemplos: turbinas, motores hidrulicos, rodas dgua);3. Mistas- mquinas que modificam o estado da energia que o lquido possui (exemplos: os ejetores ecarneiros hidrulicos).VI.2. BombasVI.2.1. DefinioBombasso mquinas operatrizes hidrulicas que fornecem energia ao lquido com a finalidade de transport-lo de um ponto a outro. Normalmente recebem energia mecnica e a transformam em energia de presso e cintica ou em ambas.VI.2.2. ClassificaoAs bombas podem ser classificadas em duas categorias, a saber:1. Turbo-Bombas, HidrodinmicasouRotodinmicas -so mquinas nas quais a movimentao do lquido desenvolvida por foras que se desenvolvem na massa lquida em conseqncia da rotao de uma pea interna (ou conjunto dessas peas) dotada de ps ou aletas chamada deroto;2. Volumtricasou deDeslocamento Positivo- so aquelas em que a movimentao do lquido causada diretamente pela movimentao de um dispositivo mecnico da bomba, que induz ao lquido um movimento na direo do deslocamento do citado dispositivo, em quantidades intermitentes, de acordo com a capacidade de armazenamento da bomba, promovendo enchimentos e esvaziamentos sucessivos, provocando, assim, o deslocamento do lquido no sentido previsto.So exemplos de bombas rotodinmicas as conhecidssimas bombas centrfugas e de bombas volumtricas as de mbolo ou alternativas e as rotativas (Figura VI.1).

Figura VI.1 - Esquemas de bombas volumtricasVI.2.3. Bombas CentrfugasVI.2.3.1.DefinioBombas Centrfugasso bombas hidrulicas que tm como princpio de funcionamento a fora centrfuga atravs de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaa estanque, jogando lquido do centro para a periferia do conjunto girante.VI.2.3.2.DescrioConstam de uma cmara fechada, carcaa, dentro da qual gira uma pea, orotor, que um conjunto de palhetas que impulsionam o lquido atravs da voluta (Figura VI.2). O rotor fixado no eixo da bomba, este contnuo ao transmissor de energia mecnica do motor. Acarcaa a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de velocidade transformada em energia de presso, o que possibilita o lquido alcanar o ponto final do recalque. no seu interior que est instalado o conjunto girante (eixo-rotor) que torna possvel o impulsionamento do lquido.

Figura VI.2 - Voluta em caracolA carcaa pode ser do tipovolutaou do tipodifusor. A de voluta a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura VI.3). Como as reas na voluta no so simetricamente distribudas em torno do rotor, ocorre uma distribuio desigual de presses ao longo da mesma. Isto d origem a uma reao perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se acentua a medida que a mquina sofra reduo de vazes, baixando seu rendimento. Como conseqncia deste fenmeno temos para pequenas vazes, eixos de maior dimetro no rotor. Outra providncia para minimizar esteempuxo radial a construo de bombas comvoluta dupla, que consiste em se colocar uma divisria dentro da prpria voluta, dividindo-a em dois condutos a partir do incio da segunda metade desta, ou seja, a 180odo incio da "voluta externa", de modo a tentar equilibrar estas reaes duas a duas, ou minimizar seus efeitos.

Figura VI.3 - Voluta duplaPara vazes mdias e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilbrio do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilbrio do empuxo radial. A carcaa tipo difusor no apresenta fora radial, mas seu emprego limitado a bombas verticais tipo turbina, bombas submersas ou horizontais de mltiplos estgios e axiais de grandes vazes. A carcaa tipo difusor limita o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento, torna-se reduzida.VI.2.3.3.ClassificaoA literatura tcnica sobre classificao de bombas muito variada, havendo diferentes interpretaes conceituais. Aqui apresentamos uma classificao geral que traduz, a partir de pesquisas bibliogrficas e textos comerciais, nossa viso sobre o assunto.1. Quanto a altura manomtrica (para recalque de gua limpa):1. baixa presso(H 15 mca);2. mdia presso(15 < H < 50 mca);3. alta presso(H 50 mca).(OBS: Para recalques de esgotos sanitrios, por exemplo, os limites superiores podem ser significativamente menores.1. Quanto a vazo de recalque:1. pequena (Q 50 m3/hora);2. mdia ( 50 < Q < 500 m3/hora);3. grande (Q 500 m3/hora).4. Quanto direo do escoamento do lquido no interior da bomba:1. radialoucentrfuga pura, quando o movimento do lquido na direo normal ao eixo da bomba (empregadas para pequenas e mdias descargas e para qualquer altura manomtrica, porm caem de rendimento para grandes vazes e pequenas alturas alm de serem de grandes dimenses nestas condies);2. diagonaloude fluxo misto, quando o movimento do lquido na direo inclinada em relao ao eixo da bomba (empregadas em grandes vazes e pequenas e mdias alturas, estruturalmente caracterizam-se por serem bombas de fabricao muito complexa);3. axialouhelicoidais, quando o escoamento desenvolve-se de forma paralela ao eixo e so especificadas para grandes vazes - dezenas de m3/s - e mdias alturas - at 40 m (Figura VI.4);

Figura VI.4 - Bomba axial: cortes1. Quanto estrutura do rotor (Figura VI.5):1. aberto(para bombeamentos de guas residurias ou bruta de m qualidade);2. semi-abertoousemi-fechado(para recalques de gua bruta sedimentada);3. fechado(para gua tratada ou potvel) .

Figura VI.5 - Tipos de rotores1. Quanto ao nmero de rotores:1. estgio nico;2. mltiplos estgios(este recurso reduz as dimenses e melhora o rendimento, sendo empregadas para mdias e grandes alturas manomtricas como, por exemplo, na alimentao de caldeiras e na captao em poos profundos de guas e de petrleo, podendo trabalhar at com presses superiores a 200 kg/cm2, de acordo com a quantidade de estgios da bomba.1. Quanto ao nmero de entradas:1. suco nica, aspirao simplesouunilateral(mais comuns);2. suco dupla, aspirao duplaoubilateral(para mdias e grandes vazes).1. Quanto a admisso do lquido:1. suco axial(maioria das bombas de baixa e mdia capacidades);2. sucolateral(bombas de mdia e alta capacidades);3. suco de topo(situaes especiais);4. suco inferior(bombas especiais).1. Quanto a posio de sada:1. de topo (pequenas e mdias);2. lateral (grandes vazes)3. inclinada (situaes especiais).4. vertical (situaes especiais).1. Quanto a velocidade de rotao:1. baixa rotao( N < 500rpm);2. mdia( 500 N 1800rpm);3. alta( N > 1800rpm).OBS: As velocidades de rotao tendem a serem menores com o crescimento das vazes de projeto, em funo do peso do lquido a ser deslocado na unidade de tempo. Pequenos equipamentos, trabalhando com gua limpa, tm velocidades da ordem de 3200rpm. Para recalques de esgotos sanitrios, por exemplo, em virtude da sujeira abrasiva na massa lquida, os limites superiores podem ser significativamente menores: N < 1200rpm.1. Quanto posio na captao (Figura VI.6):1. submersas(em geral empregadas onde h limitaes no espao fsico - em poos profundos por exemplo);2. afogadas(mais freqentes para recalques superiores a 100 l/s);3. altura positiva(pequenas vazes de recalque).1. Quanto posio do eixo (Figura VI.6)1. :eixo horizontal(mais comuns em captaes superficiais);2. eixo vertical(para espaos horizontais restritos e/ou sujeitos a inundaes e bombas submersas em geral).

Figura VI.6 - Bomba de eixo vertical submersa1. Quanto ao tipo de carcaa:1. compacta;2. bipartida(composta de duas sees separadas, na maioria das situaes, horizontalmente a meia altura e aparafusadas entre si);A Figura VI.7 mostra um corte esquemtico de uma bomba centrfuga tpica de mdia presso para pequenas vazes e para funcionamento afogado ou com altura positiva, eixo horizontal e carcaa compacta, fluxo radial com rotor fechado em monoestgio de alta rotao, suco nica, entrada axial e sada de topo.

Figura VI.7 - Corte esquemtico deuma bomba centrfuga tpicaVI.2.3.4.Grandezas caractersticasUma bomba destina-se a elevar um volume de fluido a uma determinada altura, em um certo intervalo de tempo, consumindo energia para desenvolver este trabalho e para seu prprio movimento, implicando, pois, em um rendimento caracterstico. Estas, ento, so as chamadasgrandezas caractersticasdas bombas, isto ,VazoQ,Altura manomtricaH,RendimentohePotnciaP.VI.2.3.5.Altura manomtrica ou Carga-HAltura manomtricade uma bomba a carga total de elevao que a bomba trabalha. dada pela expressoH = hs+ hfs+ hr+ hfr+ (vr2/2g)Eq. 1onde:H = altura manomtrica total; hs= altura esttica de suco; hfs= perda de carga na suco (inclusive NPSHr); hr= altura esttica de recalque; hfr= perda de carga na linha do recalque; vr2/2g = parcela de energia cintica no recalque (normalmente desprezvel em virtude das aproximaes feitas no clculo da potncia dos conjuntos elevatrios (Figura VI.8).

Figura VI.8 - Elementos da altura manomtricaVI. 2.3.6.RendimentosVI. 2.3.6.1. Perdas de EnergiaA quantidade de energia eltrica a ser fornecida para que o conjunto motor-bomba execute o recalque, no totalmente aproveitada para elevao do lquido, tendo em vista que no possvel a existncia de mquinas que transformem energia sem consumo nesta transformao. Como toda mquina consume energia para seu funcionamento, ento, haver consumo no motor, na transformao da energia eltrica em mecnica e na bomba na transformao desta energia mecnica em hidruli