Material de Apoio - Sistemas Fluidomecanicos

Anhanguera Educacional S.A.

Engenharia Mecânica 6o Semestre

Professor Eng. Micelli Rodrigues Camargo [email protected] [email protected]

Av. Brig. Luís Antonio, 871 – Bela Vista São Paulo – SP – CEP 01371 001 – (11) 3188 6700


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MATERIAL DE APOIO: SISTEMAS FLUIDOS MECÂNICOS

Professor Micelli Rodrigues Camargo

Conteúdo

INTRODUÇÃO ................................

1. ESTUDO DA PERDA DE CARGA

1.1. Conceito de Rugosidade

1.2. Classificação de Perdas de Carga

1.3. Estudo da Perda de Carga Distribuída

1.4. Estudo da Perda de Carga Singular

1.5. Estudo da Perda de Carga em Condutos não Circulares

2. ESTUDO DA CAVITAÇÃO

2.1. Conceito de Pressão de Vapor

2.2. O Fenômeno da Cavitação

2.3. Características e Inconvenientes da Cavitação

2.4. Estudo da Cavitação em bombas Centrífugas: NPSH requerido e NPS

2.5. Faixa de operação da bomba num sistema

3. MÁQUINAS DE FLUXO ................................

4. BOMBAS VOLUMÉTRICAS

4.1. Conceito e Classificação

4.2. Bombas Volumétricas Rotativas

4.3. Bombas Alternativas

5. BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1. Princípio de Funcionament

5.2. Altura Manométrica ................................

5.3. Curvas Características de Bombas Centrífugas

5.4. Alteração das Curvas rotor e com a rotação ................................

5.5. Seleção de Bombas Centrífugas

6. SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

6.1. Instalação de Recalque Típica e Seus Acessórios

6.2. Pré-Seleção do Diâmetro

6.3. Curva Características da Instalação (CCI)

6.4. Método de Obtenção da CCI

6.5. Ponto de Trabalho ................................

Anhanguera Educacional S.A. - Centro Universitário – UNIBEROAv. Brig. Luís Antonio, 871 – Bela Vista

São Paulo – SP – CEP 01371 001 – (11) 3188 6700 MATERIAL DE APOIO: SISTEMAS FLUIDOS MECÂNICOS

Engenharia Mecânica – 6o Semestre Professor Micelli Rodrigues Camargo

................................................................................................................................

STUDO DA PERDA DE CARGA ................................................................

Conceito de Rugosidade ................................................................................................

Classificação de Perdas de Carga ................................................................

da Perda de Carga Distribuída ................................................................

Estudo da Perda de Carga Singular ................................................................

Estudo da Perda de Carga em Condutos não Circulares ................................

ESTUDO DA CAVITAÇÃO ................................................................................................

Conceito de Pressão de Vapor ................................................................

O Fenômeno da Cavitação ................................................................................................

Características e Inconvenientes da Cavitação ................................

Estudo da Cavitação em bombas Centrífugas: NPSH requerido e NPS

Faixa de operação da bomba num sistema ................................................................

................................................................................................

BOMBAS VOLUMÉTRICAS ................................................................................................

Conceito e Classificação ................................................................................................

as Rotativas ................................................................

Bombas Alternativas ................................................................................................

BOMBAS CENTRÍFUGAS ................................................................................................

Princípio de Funcionamento ................................................................

................................................................................................

Curvas Características de Bombas Centrífugas ................................

Alteração das Curvas Características de Bombas Centrífugas com diâmetro do ................................................................................................

Seleção de Bombas Centrífugas ................................................................

SISTEMAS DE BOMBEAMENTO................................................................

Instalação de Recalque Típica e Seus Acessórios ................................

Seleção do Diâmetro ................................................................................................

Curva Características da Instalação (CCI) ................................................................

Método de Obtenção da CCI ................................................................

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Estudo da Cavitação em bombas Centrífugas: NPSH requerido e NPSH disponível6

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Características de Bombas Centrífugas com diâmetro do ..................................................... 16

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INTRODUÇÃO

Antes de tudo, vamos definir o q

Um Sistema Fluidomecânico e/ou dispositivos cuja função é extrair trabalho.

O fluido de trabalho pode estar confinado entre as fronteiras do sistema formado pelo conjunto de máquinas e dispositivos, ou escoar através destas fronteiras (o que, para nossa análise, caracteriza um volume de controle na perspectiva da termodinâmica ou da

Relembrando, Volume de controleatravés do qual escoa um determinado fluido. Neste estudo se avalia as aque acontecem devido ao escoamento que esta acontecendo.faz quando se estuda com a ótica de pela trajetória do escoamento.

1. ESTUDO DA PERDA DE CARGA

Vide capitulo 7 Livro PLT Fenômenos de Transportes

1.1. Conceito de Rugosidade


1.2. Classificação de Perdas de Carga Vide capitulo 7 Livro PLT Fenômenos de Transportes

1.3. Estudo da Perda de Carga Distribuída


1.4. Estudo da Perda de Carga Singular


1.5. Estudo da Perda de Carga em Condutos não Circulares





, vamos definir o que é Sistemas Fluidomecânicos.

Fluidomecânico é qualquer conjunto formado por máquinas função é extrair (ou adicionar) energia de (para

O fluido de trabalho pode estar confinado entre as fronteiras do sistema conjunto de máquinas e dispositivos, ou escoar através destas

nossa análise, caracteriza um volume de controle na perspectiva da termodinâmica ou da mecânica dos fluidos).

Volume de controle é um espaço delimitado para estudoatravés do qual escoa um determinado fluido. Neste estudo se avalia as aque acontecem devido ao escoamento que esta acontecendo. Diferentemente do se faz quando se estuda com a ótica de Sistema, em que se acompanha uma partícula pela trajetória do escoamento.

STUDO DA PERDA DE CARGA

Livro PLT Fenômenos de Transportes – Franco Brunetti

Conceito de Rugosidade

Vide capitulo 7 Livro PLT Fenômenos de Transportes – Franco Brunetti

Classificação de Perdas de Carga


da Perda de Carga Distribuída


Estudo da Perda de Carga Singular


Estudo da Perda de Carga em Condutos não Circulares


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Sistemas Fluidomecânicos.

conjunto formado por máquinas para) um fluido de

O fluido de trabalho pode estar confinado entre as fronteiras do sistema conjunto de máquinas e dispositivos, ou escoar através destas

nossa análise, caracteriza um volume de controle na

é um espaço delimitado para estudo através do qual escoa um determinado fluido. Neste estudo se avalia as alterações

Diferentemente do se , em que se acompanha uma partícula

Franco Brunetti

Franco Brunetti

Franco Brunetti

Franco Brunetti

Franco Brunetti

Estudo da Perda de Carga em Condutos não Circulares

Franco Brunetti


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2. ESTUDO DA CAVITAÇÃO

2.1. Conceito de Pressão de Vapor

Pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio dinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é a mesma que se condensa. A pressão de vapor é uma medida da tendência de evaporação de um pressão de vapor, mais volátil será o líquido, e menor será sua temperatura de ebulição relativamente a outros líquidos com menor pressão de vapor à mesma temperatura de referência

A pressão de vaporvalor da temperatura. Qualquer que seja a temperatura, a tendência é de o líquido se vaporizar até atingir equilíbrio termodinâmico com o vapor; em termos cinéticos, esse equilíbrio se manifesta quando a taxa de líquido vaporizavapor condensado. Uma substância líquida entra em sistema ao qual faz parte atinge a pressão de vapor dessa substância. Esse ponto recebe o nome de ponto de ebuliçãoebulição normal é a temperatura de ebulição da substância à pressão de uma atmosfera.

Em locais com maior altitude, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição das substâncias líquidas são mais baixas já que sua pressão de vapor precisa seé aberto).

Esboço do equilíbrio líquidotemperatura aumenta a taxa de vaporização, mas, enquanto a pressão parcial exercida pelo vapor da água for menor docondensação aumenta de forma compensatória, de maneira que se restabelece o equilíbrio dinâmico. Quando a temperatura atinge 100 graus Celsius (temperatura de ebulição da água no nível do mar), a taxa de vaporização vence a condensação: ocorre assim a mudança de fase da água.




STUDO DA CAVITAÇÃO

Conceito de Pressão de Vapor

é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio dinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é a mesma que se condensa. A pressão de vapor é uma medida da tendência de evaporação de um líquido. Quanto maior for a sua pressão de vapor, mais volátil será o líquido, e menor será sua temperatura de ebulição relativamente a outros líquidos com menor pressão de vapor à mesma

pressão de vapor é uma propriedade física que depende intimamente do . Qualquer que seja a temperatura, a tendência é de o líquido

até atingir equilíbrio termodinâmico com o vapor; em termos cinéticos, esse equilíbrio se manifesta quando a taxa de líquido vaporizado é igual à taxa de

. Uma substância líquida entra em ebulição quando a pressão do sistema ao qual faz parte atinge a pressão de vapor dessa substância. Esse ponto

ponto de ebulição ou temperatura de ebulição. O ponto de bulição normal é a temperatura de ebulição da substância à pressão de uma

Em locais com maior altitude, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição das substâncias líquidas são mais baixas já que sua pressão de vapor precisa se igualar a um valor menor (considerando que o sistema

Esboço do equilíbrio líquido -vapor da água ao nível do mar . O aumento da temperatura aumenta a taxa de vaporização, mas, enquanto a pressão parcial exercida pelo vapor da água for menor do que a pressão total, a taxa de condensação aumenta de forma compensatória, de maneira que se restabelece o equilíbrio dinâmico. Quando a temperatura atinge 100 graus Celsius (temperatura de ebulição da água no nível do mar), a taxa de vaporização vence a condensação: ocorre assim a mudança de fase da água.

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é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio dinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é a mesma que se condensa. A pressão de vapor é

líquido. Quanto maior for a sua pressão de vapor, mais volátil será o líquido, e menor será sua temperatura de ebulição relativamente a outros líquidos com menor pressão de vapor à mesma

que depende intimamente do . Qualquer que seja a temperatura, a tendência é de o líquido

até atingir equilíbrio termodinâmico com o vapor; em termos cinéticos, do é igual à taxa de

quando a pressão do sistema ao qual faz parte atinge a pressão de vapor dessa substância. Esse ponto

ou temperatura de ebulição. O ponto de bulição normal é a temperatura de ebulição da substância à pressão de uma

Em locais com maior altitude, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição das substâncias líquidas são mais baixas já que sua

igualar a um valor menor (considerando que o sistema

. O aumento da

temperatura aumenta a taxa de vaporização, mas, enquanto a pressão parcial que a pressão total, a taxa de

condensação aumenta de forma compensatória, de maneira que se restabelece o equilíbrio dinâmico. Quando a temperatura atinge 100 graus Celsius (temperatura de ebulição da água no nível do mar), a taxa de vaporização vence a taxa de


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2.2. O Fenômeno da Cavitação

Como foi visto em Fenomenos de Transportes II, através do Teorema de Bernoulli, num escoamento de um liquido sempre que a velocidade aumenta a pressão cai, para que a energia mecânica permaneça constante. Quando esta pressão atingi o valor igual ou menor dvaporização local do fluido, formando bolhas de vapor. A este fenômeno costumadar o nome de cavitação (formação de cavidades dentro da massa líquida). A cavitação é comum em bombas de água e de óleo, válvulas, tpropulsores navais e até em canais de concreto com altas velocidades, como em vertedores de barragens.

2.3. Características e Inconvenientes da Cavitação

Ela deve ser sempre evitada por causa dos prejuízos financeiros que causa devido a erosão associada, seja nas pás de turbinas, de bombas, em pistões ou em canais.

Estas bolhas de vapor que se formaram no escoamento devido à baixa pressão, serão carregadas e podem chegar a uma região em que a pressão cresça novamente a um valor superior àa região de colapso das bolhas for próxima a uma superfície sólida, as ondas de choque geradas pelas implosões sucessivas das bolhas podem provocar trincas microscópicas no material, que com o tempo irão cde material da superfície, originando uma cavidade de erosão localizada. Este é um fenômeno físico molecularcausando a ruína dos rotores.

Fotos de rotores que sofreram cavitação.




O Fenômeno da Cavitação

Como foi visto em Fenomenos de Transportes II, através do Teorema de Bernoulli, num escoamento de um liquido sempre que a velocidade aumenta a pressão cai, para que a energia mecânica permaneça constante. Quando esta pressão atingi o valor igual ou menor da pressão de vapor do liquido vaporização local do fluido, formando bolhas de vapor. A este fenômeno costumadar o nome de cavitação (formação de cavidades dentro da massa líquida). A cavitação é comum em bombas de água e de óleo, válvulas, turbinas hidráulicas,

e até em canais de concreto com altas velocidades, como em

Características e Inconvenientes da Cavitação

Ela deve ser sempre evitada por causa dos prejuízos financeiros que causa erosão associada, seja nas pás de turbinas, de bombas, em pistões ou em

Estas bolhas de vapor que se formaram no escoamento devido à baixa pressão, serão carregadas e podem chegar a uma região em que a pressão cresça novamente a um valor superior à Pv. Então ocorrerá a "implosão" dessas bolhas. Se a região de colapso das bolhas for próxima a uma superfície sólida, as ondas de choque geradas pelas implosões sucessivas das bolhas podem provocar trincas microscópicas no material, que com o tempo irão crescer e provocar o descolamento de material da superfície, originando uma cavidade de erosão localizada. Este é um

molecular e que se dissemina e tende a aumentar com o tempcausando a ruína dos rotores.

Fotos de rotores que sofreram cavitação.

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Como foi visto em Fenomenos de Transportes II, através do Teorema de Bernoulli, num escoamento de um liquido sempre que a velocidade aumenta a pressão cai, para que a energia mecânica permaneça constante. Quando esta

a pressão de vapor do liquido ocorre uma vaporização local do fluido, formando bolhas de vapor. A este fenômeno costuma-se dar o nome de cavitação (formação de cavidades dentro da massa líquida). A

urbinas hidráulicas, e até em canais de concreto com altas velocidades, como em

Ela deve ser sempre evitada por causa dos prejuízos financeiros que causa erosão associada, seja nas pás de turbinas, de bombas, em pistões ou em

Estas bolhas de vapor que se formaram no escoamento devido à baixa pressão, serão carregadas e podem chegar a uma região em que a pressão cresça

. Então ocorrerá a "implosão" dessas bolhas. Se a região de colapso das bolhas for próxima a uma superfície sólida, as ondas de choque geradas pelas implosões sucessivas das bolhas podem provocar trincas

rescer e provocar o descolamento de material da superfície, originando uma cavidade de erosão localizada. Este é um

e que se dissemina e tende a aumentar com o tempo


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2.4. Estudo da Cavitação em bombas Centrífugas: NPSH req uerido e NPSH disponível

DEFINIÇÃO: A sigla NPSH vem da expressão cuja tradução literal para o (ALPS).

Este parâmetro é de vital importância ptenham um desempenho satisfatório, principalmente em sistemas onde coexistam as duas situações descritas abaixo:

• Bomba trabalhando no início da faixa, com baixa pressão e alta vazão;• Existência de altura negativa de sucção;

Quanto maior for a vazão da bomba e a altura de sucção negativa, maior será

a possibilidade da bomba cavitar em função do NPSH. Em termos técnicos, o

a pressão atmosférica local existente no centro da conexão de sucção, menos a pressão de vapor do líquido NPSH = (po - ZS – hS - R) –

Onde: patm = Pressão atmosférica local, em ZS = Altura de sucção, em metros (dado da instalação);hs = Perdas de carga no escoamento pela tubulação de sucção, em metros;R = Perdas de carga no escoamento interno da bomba, em metros (dados do fabricante); PV = Pressão de vapor do fluído escoado, em metros (tabela 2); Para que o NPSH proporcione uma sucção satisfatória à bomba, é necessário que apressão em qualquer ponto da linha nunca venha reduzirfluído bombeado. Isto é evitado tomandopara que a pressão realmente útil para a movimentação do fluído seja sempre maior que a soma das perdas de carga na tubulação com a altura de sucção, mais as perdas internas na bomba, portanto: patm - PV > hs ± ZS + R NPSH DA BOMBA E NPSH DA INSTALAÇÃOcomparar e alterar os dados da instalação, se necessário, é usual desmembraros termos da fórmula anterior, a fim de (instalação e bomba), sendo: patm - PV ± ZS - hs = NPSHhidráulica. É a energia que o fluído possui, num ponto imediatamente anterior ao flange de sucção da bomba,




Estudo da Cavitação em bombas Centrífugas: NPSH req uerido

: A sigla NPSH vem da expressão Net Positive Suction Headcuja tradução literal para o português seria Altura Líquida Positiva de Sucção

é de vital importância pois ele auxilia para que as bombas um desempenho satisfatório, principalmente em sistemas onde coexistam as

duas situações descritas abaixo:

trabalhando no início da faixa, com baixa pressão e alta vazão;Existência de altura negativa de sucção;

Quanto maior for a vazão da bomba e a altura de sucção negativa, maior será a possibilidade da bomba cavitar em função do NPSH.

Em termos técnicos, o NPSH define-se como a altura total de sucção referida a pressão atmosférica local existente no centro da conexão de sucção, menos a pressão de vapor do líquido.

– PV

Pressão atmosférica local, em m.c.a. (metros de coluna d’agua)Altura de sucção, em metros (dado da instalação); Perdas de carga no escoamento pela tubulação de sucção, em metros;Perdas de carga no escoamento interno da bomba, em metros (dados do

vapor do fluído escoado, em metros (tabela 2);

Para que o NPSH proporcione uma sucção satisfatória à bomba, é necessário que apressão em qualquer ponto da linha nunca venha reduzir-se à pressão de vapor do fluído bombeado. Isto é evitado tomando-se providências na instalação de sucção para que a pressão realmente útil para a movimentação do fluído seja sempre maior que a soma das perdas de carga na tubulação com a altura de sucção, mais as perdas internas na bomba, portanto:

DA BOMBA E NPSH DA INSTALAÇÃO : Para que se possa estabelecer, comparar e alterar os dados da instalação, se necessário, é usual desmembrar

anterior, a fim de se obter os dois valores característicos (instalação e bomba), sendo:

= NPSHd (disponível) que é uma característica da instalação a energia que o fluído possui, num ponto imediatamente anterior ao

flange de sucção da bomba, acima da sua pressão de vapor. Esta variável deve ser

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Estudo da Cavitação em bombas Centrífugas: NPSH req uerido

Net Positive Suction Head , Altura Líquida Positiva de Sucção

ele auxilia para que as bombas um desempenho satisfatório, principalmente em sistemas onde coexistam as

trabalhando no início da faixa, com baixa pressão e alta vazão;

Quanto maior for a vazão da bomba e a altura de sucção negativa, maior será

altura total de sucção referida a pressão atmosférica local existente no centro da conexão de sucção, menos a

coluna d’agua). (tabela 1);

Perdas de carga no escoamento pela tubulação de sucção, em metros; Perdas de carga no escoamento interno da bomba, em metros (dados do

Para que o NPSH proporcione uma sucção satisfatória à bomba, é necessário que a se à pressão de vapor do

dências na instalação de sucção para que a pressão realmente útil para a movimentação do fluído seja sempre maior que a soma das perdas de carga na tubulação com a altura de sucção, mais as

: Para que se possa estabelecer, comparar e alterar os dados da instalação, se necessário, é usual desmembrar-se

obter os dois valores característicos

que é uma característica da instalação a energia que o fluído possui, num ponto imediatamente anterior ao

acima da sua pressão de vapor. Esta variável deve ser


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calculada por quem dimensiona dados da instalação; R = NPSHr (requerido) , é uma característica da bomba, determinada em seu projeto de fábrica, através de cálculos e ensaios de laboratório. Tecnicamente, é a energia necessária para vencerbomba e as pás do rotor, bem como criar apás. Este dado deve ser obrigatoriamente fornecido pelocurvas características das bombas (curva de NPSH); Assim, para uma boa performance da bomba, devesituação: NPSHd > NPSHr + CS

Na prática, aceita-se:

CS = 0,6 (coeficiente de segurança) Altura máxima de sucção Pode-se determinar a altura máxima de sucção para uma dada expressão: Zs = P0 - Pv – NPSHr - hs onde: Po = pressão no ponto o (igual a pressão atmosfPv = pressão de vapor de liquido a uma dada temperatura;NPSHr – requerido; Hs = Perdas de carga na tubulação de sucção.




uem dimensiona o sistema, utilizando-se de coeficientes tabelados e

, é uma característica da bomba, determinada em seu através de cálculos e ensaios de laboratório. Tecnicamente, é a

necessária para vencer as perdas de carga entre a conexão de sucção da bomba e as pás do rotor, bem como criar a velocidade desejada no fluído nestas pás. Este dado deve ser obrigatoriamente fornecido pelo fabricante através das

bombas (curva de NPSH);

Assim, para uma boa performance da bomba, deve-se sempre garantir a seguinte

(coeficiente de segurança)

Altura máxima de sucção

se determinar a altura máxima de sucção para uma dada

(igual a pressão atmosférica para reservatório aberto);= pressão de vapor de liquido a uma dada temperatura;

Hs = Perdas de carga na tubulação de sucção.

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se de coeficientes tabelados e

, é uma característica da bomba, determinada em seu através de cálculos e ensaios de laboratório. Tecnicamente, é a

as perdas de carga entre a conexão de sucção da velocidade desejada no fluído nestas

fabricante através das

se sempre garantir a seguinte

se determinar a altura máxima de sucção para uma dada através da

érica para reservatório aberto);


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2.5. Faixa de operação da bomba num sistema

As bombas são projetadas para trabalhar com vazões e altura manométricas em faixas definidas pelas suas características de funcionamento. Através de everifica-se que as bombas são capazes de atender outros valores e manométricas, além dos pontos para os quais elas foram projetadaspontos em que a bomba é capaz de operar constitui a faixa de operação da bomba.

As curvas características de bombas centrífugas traduzem através de gráficos o seu funcionamento, bem como, a interdependência entre as diversas grandezas operacionais. As curvas são obtidas em laboratório e são fornecidas pelos fabricantes, para cada modelo disponível.




Faixa de operação da bomba num sistema

As bombas são projetadas para trabalhar com vazões e altura manométricas em faixas definidas pelas suas características de funcionamento. Através de e

se que as bombas são capazes de atender outros valores e manométricas, além dos pontos para os quais elas foram projetadaspontos em que a bomba é capaz de operar constitui a faixa de operação da bomba.

cterísticas de bombas centrífugas traduzem através de gráficos o seu funcionamento, bem como, a interdependência entre as diversas grandezas operacionais. As curvas são obtidas em laboratório e são fornecidas pelos fabricantes, para cada modelo disponível.

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As bombas são projetadas para trabalhar com vazões e altura manométricas em faixas definidas pelas suas características de funcionamento. Através de ensaios

se que as bombas são capazes de atender outros valores e alturas manométricas, além dos pontos para os quais elas foram projetadas. O conjunto de pontos em que a bomba é capaz de operar constitui a faixa de operação da bomba.

cterísticas de bombas centrífugas traduzem através de gráficos o seu funcionamento, bem como, a interdependência entre as diversas grandezas operacionais. As curvas são obtidas em laboratório e são fornecidas pelos


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3. MÁQUINAS DE FLUXO

Vide material anexo – cap03 – maquina de fluxo .prof. augusto

4. BOMBAS VOLUMÉTRICAS

4.1. Conceito e Classificação

Também conhecidas como bombas de deslocamento positivo, bombas volumétricas ou bombas estáticas. Suas principais

a) Princípio de funcionamento: Uma cavidade é aberta e o fluido é admitido através de uma entrada, preenchendo os espaços existentes no interior da cavidade. Em seguida, essa cavidade é fechada. Por ação mecânica dos componentes internos expulso, através de outra cavidade que é aberta, em direção a saída da máquina. O ciclo se repete em cada rotação da bomba.

b) Não operam intermediariamente energia cinética (Ec) Faixa de vazões operadas: pequenas vazões;d) Faixa de pressões operadas: pequenas, médias e grandes pressões;e) Para rotação constante, a pressão praticamente não da vazão;f) O escoamento através da máquina é intermitente (as pressões variam

periodicamente em cada ciclo)g) Não operam com vazão nula (a pressão é excessiva, isto é, praticamente

ilimitada); há necessidade de emprego de válvulas de alivio de pressão (válvulas de segurança).

h) São auto-escorvantes;i) Podem funcionar praticamente com fluidos de qualquer viscosidade.

4.2. Bombas Volumétricas

As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através de um eixo que gira.

Os tipos mais comuns sãopalhetas, entre outras.

a) Bomba de engrenagens




MÁQUINAS DE FLUXO

maquina de fluxo .prof. augusto

BOMBAS VOLUMÉTRICAS

Conceito e Classificação

Também conhecidas como bombas de deslocamento positivo, bombas volumétricas ou bombas estáticas. Suas principais características são:

Princípio de funcionamento: Uma cavidade é aberta e o fluido é admitido através de uma entrada, preenchendo os espaços existentes no interior da cavidade. Em seguida, essa cavidade é fechada. Por ação mecânica dos componentes internos da máquina, o fluido existente no seu interior é expulso, através de outra cavidade que é aberta, em direção a saída da máquina. O ciclo se repete em cada rotação da bomba. Não operam intermediariamente energia cinética (EC), ou seja,

vazões operadas: pequenas vazões; Faixa de pressões operadas: pequenas, médias e grandes pressões;Para rotação constante, a pressão praticamente não da vazão;O escoamento através da máquina é intermitente (as pressões variam periodicamente em cada ciclo). Não operam com vazão nula (a pressão é excessiva, isto é, praticamente ilimitada); há necessidade de emprego de válvulas de alivio de pressão (válvulas de segurança).

escorvantes; Podem funcionar praticamente com fluidos de qualquer viscosidade.

Volumétricas Rotativas

As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através de um eixo que gira.

Os tipos mais comuns são bomba de engrenagens, bomba de lóbulos, bombas de

Bomba de engrenagens

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Também conhecidas como bombas de deslocamento positivo, bombas volumétricas

Princípio de funcionamento: Uma cavidade é aberta e o fluido é admitido através de uma entrada, preenchendo os espaços existentes no interior da cavidade. Em seguida, essa cavidade é fechada. Por ação mecânica dos

da máquina, o fluido existente no seu interior é expulso, através de outra cavidade que é aberta, em direção a saída da

), ou seja, EP �� Pe ;

Faixa de pressões operadas: pequenas, médias e grandes pressões; Para rotação constante, a pressão praticamente não da vazão; O escoamento através da máquina é intermitente (as pressões variam

Não operam com vazão nula (a pressão é excessiva, isto é, praticamente ilimitada); há necessidade de emprego de válvulas de alivio de pressão

Podem funcionar praticamente com fluidos de qualquer viscosidade.

As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o

e engrenagens, bomba de lóbulos, bombas de


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Uma das construções usuais para estas bombas é a um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado da área de sucção parao fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes.

Bomba de engrenagem interna

Exemplo de Como funciona:

1) A parte escura mostra o fluido iniciando o preenchimento dos espaços entre os dentes das engrenagens. As duas setas indicam o sentido de rotação.

2) Nesta ilustração, podemos observar como o fluido é carregado pelas engrenagens interna e externa, em duas câmaras separadas pela "meia

3) Os espaços entre os dentes das engrenagens encontrampreenchidos pelo fluido, que está sendo carregado da zona de sucção para a zona de descarga.

4) O fluido começa a ser expulso da bomba através da tubulação de descarga.

b) Bomba v olumétrica de lóbulos (Roots)

Esta tem o princípio de funcionamento similar ao das bombas de engrenagens. Sendo que nesta bomba, os dois lóbulos giram independentes ao passo que a bomba de engrenagem uma engrenagem move a outra.




Uma das construções usuais para estas bombas é a bomba de engrenagensum par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado da área de sucção para a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes.

Bomba de engrenagem externaExemplo de bombas de engrenagem

A parte escura mostra o fluido iniciando o preenchimento dos espaços entre os dentes das engrenagens. As duas setas indicam o sentido de rotação.Nesta ilustração, podemos observar como o fluido é carregado pelas engrenagens interna e externa, em duas câmaras separadas pela "meiaOs espaços entre os dentes das engrenagens encontram-se completamente preenchidos pelo fluido, que está sendo carregado da zona de sucção para a

er expulso da bomba através da tubulação de descarga.

olumétrica de lóbulos (Roots)

tem o princípio de funcionamento similar ao das bombas de Sendo que nesta bomba, os dois lóbulos giram independentes ao

passo que a bomba de engrenagem uma engrenagem move a outra.

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bomba de engrenagens, onde um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois

a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o

Bomba de engrenagem externa

A parte escura mostra o fluido iniciando o preenchimento dos espaços entre os dentes das engrenagens. As duas setas indicam o sentido de rotação. Nesta ilustração, podemos observar como o fluido é carregado pelas engrenagens interna e externa, em duas câmaras separadas pela "meia-lua".

se completamente preenchidos pelo fluido, que está sendo carregado da zona de sucção para a

er expulso da bomba através da tubulação de descarga.

tem o princípio de funcionamento similar ao das bombas de Sendo que nesta bomba, os dois lóbulos giram independentes ao

passo que a bomba de engrenagem uma engrenagem move a outra.


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Podem ter dois, três ou até quatro lóbulos, conforme o tipo. Por ter um rendimento maior, as bombas de três lóbulos são as mais comubombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou nãotodas as viscosidades.

c) Bomba v olumétrica

Estas são muito usadas para alimentação de caldeiras e para sistema óleodinâmicos de acionamento de média ou baixa pressão. São autopodem ser empregadas também como bombas de vácuo. São compostas de um cilindro (rotor) cujo eixo de rotação é excêntricoranhuras radiais onde se alojam palhetas rígidas com movimento livre nessa direção. Devido à excentricidade do cilindro em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma redução de volume no sentido de escoamento pois aforçadas a se acomodarem sob o efeito da força centrífuga e limitadas, na sua projeção para fora do rotor, pelo contorno da carcaça. Podem ser de descarga constante (mais comuns) e de descarga variável.

Esquema de funcionamento de bomba




Podem ter dois, três ou até quatro lóbulos, conforme o tipo. Por ter um rendimento maior, as bombas de três lóbulos são as mais comuns. São usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não

Esquema de uma bomba de lóbulo

olumétrica de palhetas

muito usadas para alimentação de caldeiras e para sistema óleodinâmicos de acionamento de média ou baixa pressão. São autopodem ser empregadas também como bombas de vácuo. São compostas de um cilindro (rotor) cujo eixo de rotação é excêntrico ao eixo da carcaça. O rotor possui ranhuras radiais onde se alojam palhetas rígidas com movimento livre nessa direção. Devido à excentricidade do cilindro em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma redução de volume no sentido de escoamento pois aforçadas a se acomodarem sob o efeito da força centrífuga e limitadas, na sua projeção para fora do rotor, pelo contorno da carcaça. Podem ser de descarga constante (mais comuns) e de descarga variável.

Esquema de funcionamento de bomba de palhetas

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Podem ter dois, três ou até quatro lóbulos, conforme o tipo. Por ter um ns. São usadas no

bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não-lubrificantes de

muito usadas para alimentação de caldeiras e para sistema óleodinâmicos de acionamento de média ou baixa pressão. São auto-aspirantes e podem ser empregadas também como bombas de vácuo. São compostas de um

ao eixo da carcaça. O rotor possui ranhuras radiais onde se alojam palhetas rígidas com movimento livre nessa direção. Devido à excentricidade do cilindro em relação à carcaça, essas câmaras apresentam uma redução de volume no sentido de escoamento pois as palhetas são forçadas a se acomodarem sob o efeito da força centrífuga e limitadas, na sua projeção para fora do rotor, pelo contorno da carcaça. Podem ser de descarga


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4.3. Bombas Alternativas

Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças diretamente de um pistão ou êmbolo ou de uma membrana flexível (diafragma). Elas podem ser acionadas pela ação do vapor ou por meio de motores elétricos ou motores de combustão interna. São bombas de deslocamento positivo porque exercem forças na direção do próprio movimento do líquido.

No curso da aspiração, o movimento do êmbolo tende a produzir o vácuo no interior da bomba, provocando o escoamenque provoca a abertura de uma válvula de aspiração e mantém fechada a de recalque. No curso de descarga, o êmbolo exerce forças sobre o líquido, impelindopara o tubo de recalque, provocando a abertura da válvula fechada a de aspiração. A descarga é intermitente e as pressões variam periodicamente em cada ciclo. Estas bombas são autofuncionar como bombas de ar, fazendo vácuo se não houver líquido a aspirar.

Classificação das Bombas Alternativas:

Acionadas por vapor – aproveitam o vapor gerado na caldeira para seu próprio funcionamento;

De potência ou de força interna, são utilizadas no acionamento de prensas, nas indústrias de borracha, algodão, óleo, etc.;

De descarga controlada líquido em um tempo preestabelecido. Acionadas por motores, possuem mecanismos de eixo de manivela

a) Bombas alternativas de pistão: o órgão que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca, com movimento alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a produzpressão do líquido no lado da aspiração faz com que a válvula de admissão se abra e o cilindro se encha. No curso de recalque, o pistão força o líquido, empurrando-o para fora do cilindro através da válvula de recalque. O movimento do líquido égrandeza e do tipo de movimento deste.




Bombas Alternativas

Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças diretamente de um ão ou êmbolo ou de uma membrana flexível (diafragma). Elas podem ser

acionadas pela ação do vapor ou por meio de motores elétricos ou motores de combustão interna. São bombas de deslocamento positivo porque exercem forças na direção do próprio movimento do líquido.

No curso da aspiração, o movimento do êmbolo tende a produzir o vácuo no interior da bomba, provocando o escoamento do líquido. É a diferença de pressões que provoca a abertura de uma válvula de aspiração e mantém fechada a de recalque. No curso de descarga, o êmbolo exerce forças sobre o líquido, impelindopara o tubo de recalque, provocando a abertura da válvula de recalque e mantendo fechada a de aspiração. A descarga é intermitente e as pressões variam periodicamente em cada ciclo. Estas bombas são auto-escorvantes e podem funcionar como bombas de ar, fazendo vácuo se não houver líquido a aspirar.

das Bombas Alternativas:

empregadas na alimentação de água nas caldeiras, pois aproveitam o vapor gerado na caldeira para seu próprio funcionamento;

De potência ou de força – acionadas por motores elétricos ou de combustão ão utilizadas no acionamento de prensas, nas indústrias de borracha,

De descarga controlada – deslocam com precisão um predeterminado volume de líquido em um tempo preestabelecido. Acionadas por motores, possuem

anivela-biela. Podem ser dos seguintes tipos:

Bombas alternativas de pistão: o órgão que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca, com movimento alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a produzpressão do líquido no lado da aspiração faz com que a válvula de admissão se abra e o cilindro se encha. No curso de recalque, o pistão força o líquido,

o para fora do cilindro através da válvula de recalque. O movimento do líquido é causado pelo movimento do pistão, sendo da mesma grandeza e do tipo de movimento deste.

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Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças diretamente de um ão ou êmbolo ou de uma membrana flexível (diafragma). Elas podem ser

acionadas pela ação do vapor ou por meio de motores elétricos ou também por motores de combustão interna. São bombas de deslocamento positivo porque

No curso da aspiração, o movimento do êmbolo tende a produzir o vácuo no to do líquido. É a diferença de pressões

que provoca a abertura de uma válvula de aspiração e mantém fechada a de recalque. No curso de descarga, o êmbolo exerce forças sobre o líquido, impelindo-o

de recalque e mantendo fechada a de aspiração. A descarga é intermitente e as pressões variam

escorvantes e podem funcionar como bombas de ar, fazendo vácuo se não houver líquido a aspirar.

empregadas na alimentação de água nas caldeiras, pois aproveitam o vapor gerado na caldeira para seu próprio funcionamento;

acionadas por motores elétricos ou de combustão ão utilizadas no acionamento de prensas, nas indústrias de borracha,

deslocam com precisão um predeterminado volume de líquido em um tempo preestabelecido. Acionadas por motores, possuem

biela. Podem ser dos seguintes tipos:

Bombas alternativas de pistão: o órgão que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca, com movimento alternativo, dentro de um cilindro. No curso de aspiração, o movimento do pistão tende a produzir vácuo. A pressão do líquido no lado da aspiração faz com que a válvula de admissão se abra e o cilindro se encha. No curso de recalque, o pistão força o líquido,

o para fora do cilindro através da válvula de recalque. O causado pelo movimento do pistão, sendo da mesma


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b) Bombas alternativas de êmbolo: seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença entre elas está no aspecto construtivo para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o órgão de movimentação do líquido seja mais resistente, adotandosem modificar o projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem dimensões pequenas.

c) Bombas alternativas de diafragma: o órgão que fornec

líquido é uma membrana acionada por uma haste com movimentoO movimento da memfazendo com que seja sentido do movimento da haste, esse volume é descarregado na linha de recalque. São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste, variaaplicação dessa bomba é a que retira gasolina do tanque e manda para o carburador de um motor de combustão interna.

Bomba de pistão




Bombas alternativas de êmbolo: seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido. Por serem recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o órgão de movimentação do líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem dimensões pequenas.

Bombas alternativas de diafragma: o órgão que fornecbrana acionada por uma haste com movimento

O movimento da membrana, em um sentido, diminui a pressão da câmara fazendo com que seja admitido um volume de líquido. Ao ser invertido o sentido do movimento da haste, esse volume é descarregado na linha de recalque. São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste, varia-se o volume admitido. Um exempaplicação dessa bomba é a que retira gasolina do tanque e manda para o carburador de um motor de combustão interna.

Bomba de êmbolo Bomba de diafragmaExemplo de bombas alternativas

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Bombas alternativas de êmbolo: seu princípio de funcionamento é idêntico ao das alternativas de pistão. A principal diferença entre elas está no

do órgão que atua no líquido. Por serem recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o órgão de

se assim, o êmbolo, sem modificar o projeto da máquina. Com isso, essas bombas podem ter

Bombas alternativas de diafragma: o órgão que fornece a energia do brana acionada por uma haste com movimento alternativo.

brana, em um sentido, diminui a pressão da câmara admitido um volume de líquido. Ao ser invertido o

sentido do movimento da haste, esse volume é descarregado na linha de recalque. São usadas para serviços de dosagens de produtos já que, ao ser

se o volume admitido. Um exemplo de aplicação dessa bomba é a que retira gasolina do tanque e manda para o

Bomba de diafragma


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5. BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1. Princípio de Funcionamento

Por definição bombas princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante.

Constam de uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira uma peça, o rotor, que é um conjunto de palhetas que impulsionrotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo ao transmissor de energia mecânicado motor. A carcaça é a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de velocidade é transformada em energia de pressão, o que possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque. É no seu interior que está instalado o conjunto girante (eixo-rotor) que torna possível o impulsionamento do líquido.

A carcaça pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta é a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura VI.3). Como as áreas na voluta não são simetricamente distribuídas em torno do rotor,pressões ao longo da mesma. Isto dá origem a uma reação perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se acentua a medida que a máquina sofra redução dbaixando seu rendimento. Como conseqüência deste fenômeno temos para pequenas vazões, eixos de maior diâmetro no rotor. Outra providência para minimizar este empuxo radial é a construção de bombas com voluta dupla, que consiste em se colocar uma condutos a partir do início da segunda metade desta, ou seja, a 180o do início da "voluta externa", de modo a tentar equilibrar estas reações duas a duas, ou minimizar seus efeitos.

Para vazões médias e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilíbrio do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilíbrio do empuxo radial. A carcaça tipo difusor não apresenta força radial, mas seu emprego é limitado a bombas verthorizontais de múltiplos estágios e axiais de grandes vazões. A carcaça tipo difusor limita o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento, torna-se reduzida.




BOMBAS CENTRÍFUGAS

Funcionamento

ombas centrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a

conjunto girante.

Constam de uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira uma peça, o rotor, que é um conjunto de palhetas que impulsionam o líquido através da voluta. rotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo ao transmissor de energia mecânica

A carcaça é a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de velocidade é transformada em energia de pressão, o que possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque. É no seu interior que está instalado o conjunto

r) que torna possível o impulsionamento do líquido.

A carcaça pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta é a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura VI.3). Como as áreas na voluta não são simetricamente distribuídas em torno do rotor, ocorre uma distribuição desigual de pressões ao longo da mesma. Isto dá origem a uma reação perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se acentua a medida que a máquina sofra redução dbaixando seu rendimento. Como conseqüência deste fenômeno temos para pequenas vazões, eixos de maior diâmetro no rotor. Outra providência para minimizar este empuxo radial é a construção de bombas com voluta dupla, que consiste em se colocar uma divisória dentro da própria voluta, dividindocondutos a partir do início da segunda metade desta, ou seja, a 180o do início da "voluta externa", de modo a tentar equilibrar estas reações duas a duas, ou

s e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilíbrio do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilíbrio do empuxo radial. A carcaça tipo difusor não apresenta força radial, mas seu emprego é limitado a bombas verticais tipo turbina, bombas submersas ou horizontais de múltiplos estágios e axiais de grandes vazões. A carcaça tipo difusor limita o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento,

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entrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a

Constam de uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira uma peça, o am o líquido através da voluta. O

rotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo ao transmissor de energia mecânica A carcaça é a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de

velocidade é transformada em energia de pressão, o que possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque. É no seu interior que está instalado o conjunto

r) que torna possível o impulsionamento do líquido.

A carcaça pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta é a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura VI.3). Como as áreas na voluta não são

ocorre uma distribuição desigual de pressões ao longo da mesma. Isto dá origem a uma reação perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se acentua a medida que a máquina sofra redução de vazões, baixando seu rendimento. Como conseqüência deste fenômeno temos para pequenas vazões, eixos de maior diâmetro no rotor. Outra providência para minimizar este empuxo radial é a construção de bombas com voluta dupla, que

divisória dentro da própria voluta, dividindo-a em dois condutos a partir do início da segunda metade desta, ou seja, a 180o do início da "voluta externa", de modo a tentar equilibrar estas reações duas a duas, ou

s e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilíbrio do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilíbrio do empuxo radial. A carcaça tipo difusor não apresenta força radial,

icais tipo turbina, bombas submersas ou horizontais de múltiplos estágios e axiais de grandes vazões. A carcaça tipo difusor limita o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento,


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Voluta caracol simples

5.2. Altura Manométrica

Pode-se entender comcoluna de líquido que a bomba poderia criar resultante da energia ao fluido pela bomba. Lembrando que para reservatórios aberto, H

A principal razão para usar altura ao invés de pressão para medir a energia de uma bomba centrífuga é que a pressão variará dependendo ddo fluido, mas a altura permanecerá a mesma.

5.3. Curvas Características de Bombas Centrífugas

Servem para descrever as características operacionais de um

Através destas curvas é possível relacionar o rendimento, manométrica, HB, e a potência,

a) Vazão (Q) x Altura Manométrica (H




Voluta caracol dupla Principais componentes

Bombas centrífugas

Altura Manométrica

se entender como Altura Manométrica uma medida de altura de uma coluna de líquido que a bomba poderia criar resultante da energia

omba. Lembrando que para reservatórios aberto, HB

A principal razão para usar altura ao invés de pressão para medir a energia de bomba centrífuga é que a pressão variará dependendo da massa específica,

permanecerá a mesma.

Características de Bombas Centrífugas

Servem para descrever as características operacionais de uma bomba.

Através destas curvas é possível relacionar o rendimento, ηηηη, a vazão, e a potência, P.

Vazão (Q) x Altura Manométrica (HB)

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Principais componentes

uma medida de altura de uma coluna de líquido que a bomba poderia criar resultante da energia hidráulica cedida

B = hgeo + ΣPerdas

A principal razão para usar altura ao invés de pressão para medir a energia de a massa específica, ρρρρ,

bomba.

, a vazão, Q, a altura


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b) Vazão (Q) x Rendimento (

Conclusões:

1) Aumentando Q, aumenta escorregamento do fluido;

2) Aumentando Q, diminui H

5.4. Alteração das Curvas com diâmetro do rotor e com a rotação

Com a mudança de alguns parâmetros é possível deslocar as curvas características da bomba, vejamos nas seguintes situações:

a) Diâmetro do rotor (D): forma e velocidade de rotação constantes ( rpm )

Relações entre Diâmetro e

• Vazão: Q2Q1 � D2

D1

• Altura manométrica:

• Potência: ��




Vazão (Q) x Rendimento (η)

Aumentando Q, aumenta η, até um ponto máximo, após o qual acontece o do fluido;

Aumentando Q, diminui HB que se consegue bombear.

Alteração das Curvas Características de Bombas Centrífugas com diâmetro do rotor e com a rotação

Com a mudança de alguns parâmetros é possível deslocar as curvas características da bomba, vejamos nas seguintes situações:

Diâmetro do rotor (D): forma e velocidade de rotação constantes ( rpm )

Diâmetro e:

Altura manométrica: ��

��

��

�

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até um ponto máximo, após o qual acontece o

Características de Bombas Centrífugas

Com a mudança de alguns parâmetros é possível deslocar as curvas

Diâmetro do rotor (D): forma e velocidade de rotação constantes ( rpm )


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b) Rotação:

Relações entre Rotação

• Vazão: Q2Q1 � N2

N1

• Altura manométrica:

• Potência: ��

5.5. Seleção de Bombas Centrífugas

As principais variáveis que são levadas em conta na hora da escolha da bomba centrífuga são:

• Vazão • Altura manométrica• NPSH (Disponível > requerido)• Rotação da Bomba• Potência da Bomba




Rotação e:

Altura manométrica: ��

��

��

�

Seleção de Bombas Centrífugas

As principais variáveis que são levadas em conta na hora da escolha da bomba

Altura manométrica (altura geométrica + perdas de carga)(Disponível > requerido)

Rotação da Bomba Potência da Bomba

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As principais variáveis que são levadas em conta na hora da escolha da bomba

(altura geométrica + perdas de carga)


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6. SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

6.1. Instalação de Recalque Típica e Seus Acessórios

Uma instalação de bombeamento, no geral é composta por bomba centrífuga, válvula gaveta, válvula de retenção, válvválvula de pé (quando a bomba é não afogada) e reservatórios de sucção e recalque.




SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

Instalação de Recalque Típica e Seus Acessórios

Uma instalação de bombeamento, no geral é composta por bomba centrífuga, válvula gaveta, válvula de retenção, válvula globo (não mostrada na figura abaixo), válvula de pé (quando a bomba é não afogada) e reservatórios de sucção e

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Instalação de Recalque Típica e Seus Acessórios

Uma instalação de bombeamento, no geral é composta por bomba centrífuga, ula globo (não mostrada na figura abaixo),

válvula de pé (quando a bomba é não afogada) e reservatórios de sucção e


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6.2. Pré-Seleção do Diâmetro

Existem várias maneiras de se estabelecer o diâmetro de uma tubulação. Uma técnica bastante aceita e consiste em se atribuir a velocidade um a valor entre 0,5 m/s e 2,0 m/s e em função da vazão, Q, obtém-se o diâmetro.

Resumindo, tem-se os seguintes passos:

1. Escolha da velocidade entre 0,5 e 2,0 m/s2. Calcula-se o diâmetro através das fórmulas

a. � � v . �

b. � � п��

�

onde:

• Q = vazão em m3

• v = velocidade em m/s• A = área em m2 • D = diâmetro em m

3. Para tubulação de sucção escolheimediatamente maior ao diâmetro calculado;

4. Para tubulação de recalque escolheimediatamente menor ao diâmetro calculado;

6.3. Curva Características da Instalação (CCI)

Uma instalação pode ser representada matemenvolvendo as perdas de pressão H (em metros) e a vazão exemplo).




Seleção do Diâmetro

Existem várias maneiras de se estabelecer o diâmetro de uma tubulação. Uma técnica bastante aceita e utilizada é a da Velocidade Econômica. Este método consiste em se atribuir a velocidade um a valor entre 0,5 m/s e 2,0 m/s e em função

se o diâmetro.

se os seguintes passos:

Escolha da velocidade entre 0,5 e 2,0 m/s se o diâmetro através das fórmulas:

3/s v = velocidade em m/s

D = diâmetro em m Para tubulação de sucção escolhe-se, o tubo com diâmetro comercial imediatamente maior ao diâmetro calculado; Para tubulação de recalque escolhe-se, o tubo com diâmetro comercial imediatamente menor ao diâmetro calculado;

Curva Características da Instalação (CCI)

instalação pode ser representada matematicamente por uma curva o as perdas de pressão H (em metros) e a vazão Q (em m

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Existem várias maneiras de se estabelecer o diâmetro de uma tubulação. Uma utilizada é a da Velocidade Econômica. Este método

consiste em se atribuir a velocidade um a valor entre 0,5 m/s e 2,0 m/s e em função

se, o tubo com diâmetro comercial

se, o tubo com diâmetro comercial

ticamente por uma curva Q (em m3/hora, por


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Curva representativa de uma instalação elevatória

Observando a curva da instalação de bombemedidas:

A - Representa a altura desníveis da sucção e elevação. Os desníveis, na verdade variam com os níveis dos reservatórios de sucção e de descarga. Mas, esta variação pode ser dependendo do desnível entre reservatórios.

B – Representa o somatório de perdas de carga no circuito. pressão ao longo da tubulação e seus acessórios ( Curvas, perda de carga é proporcional a vazão.

6.4. Método de Obtenção da CCI





Observando a curva da instalação de bombeamento, podemos destacar duas

Representa a altura geométrica (altura efetiva de elevação)desníveis da sucção e elevação. Os desníveis, na verdade variam com os níveis dos

rios de sucção e de descarga. Mas, esta variação pode ser desnível entre reservatórios.

Representa o somatório de perdas de carga no circuito. Isto é, as perdas de pressão ao longo da tubulação e seus acessórios ( Curvas, vávulas, etc.perda de carga é proporcional a vazão..

Método de Obtenção da CCI

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nto, podemos destacar duas

va de elevação) ou seja, os desníveis da sucção e elevação. Os desníveis, na verdade variam com os níveis dos

rios de sucção e de descarga. Mas, esta variação pode ser desprezível,

Isto é, as perdas de vávulas, etc.) E esta


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6.5. Ponto de Trabalho

Considerando as características do sistema e da bomba, representadas por suas curvas, o ponto de operação do bombeamento será a interseção das duas curvas. Neste ponto a bomba cede energia ao fluido para vencer a altura H (m) com a vazão Q ( m3 / h ).

Ponto de oper




Ponto de Trabalho

o as características do sistema e da bomba, representadas por suas curvas, o ponto de operação do bombeamento será a interseção das duas curvas. Neste ponto a bomba cede energia ao fluido para vencer a altura H (m) com a vazão

Ponto de operação do bombeamento

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o as características do sistema e da bomba, representadas por suas curvas, o ponto de operação do bombeamento será a interseção das duas curvas. Neste ponto a bomba cede energia ao fluido para vencer a altura H (m) com a vazão

Documents

Material de Apoio - Sistemas Fluidomecanicos