5/28/2018 Bomba centrfuga e alternada

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Bomba centrfuga

Bomba centrfuga uma turbomquina e o equipamento mais utilizado para bombear lquidos: no

saneamento bsico, na irrigao de lavouras, nos edifcios residenciais, na indstria em geral,elevando, pressurizando ou transferindo lquidos de um local para outro.

A bomba centrfuga cede energia para o fluido medida que este escoa continuamente pelo interior

da bomba. Embora a fora centrfuga seja uma ao particular das foras de inrcia, ela da o nome

a esta classe de bombas. A potncia a ser fornecida externa bomba, seja ummotor eltrico,

um motor a diesel, uma turbina a vapor, etc. A transferncia de energia efetuada por um ou

maisrotores que giram dentro do corpo da bomba, movimentando o fluido e transferindo a energia

para este. A energia em grande parte cedida sob a forma de energia cintica - aumento de

velocidade - e esta pode ser convertida em energia de presso.

O fluido entra na bomba por um bocal de suco. Neste bocal a presso manomtrica pode ser

superior (positiva) ou inferior atmosfrica: (vcuo) ou presso negativa. Do bocal de suco o

fluido encaminhado a um ou mais rotores que cedem energia ao fluido, seguindo-se um dispositivo

de converso de energia cintica em energia potencial de presso. O fluido sai da bomba pelo bocal

de recalque. A energia cedida ao fluido se apresenta sob a forma de diferena de presso entre a

suco e o recalque da bomba. Esta energia especfica (energia por unidade de peso) conhecida

como altura manomtrica total (Hman). Em funo desta transferncia de energia que podemos

elevar, pressurizar ou transferir fluidos.

As bombas centrfugas foram idealizadas muito antes de poderem ser realizadas, pois faltava aos

construtores uma fonte de energia de alta velocidade de rotao.

Segundo Ladislao Reti, engenheiro qumico italiano e historiador da tecnologia e da cincia que

viveu no Brasil, a primeira mquina que poderia ser caracterizada como uma bomba centrfuga era

uma mquina de elevao de lama mencionada por volta de 1475 em um tratado escrito pelo

engenheiro italiano Francesco di Giorgio Martini.[1]As verdadeiras bombas centrfugas no foram

desenvolvidas seno em fins do sculo XVII, quando Denis Papin construiu um ventilador centrfugo

de ps retas conhecido como fole de Hesse. S no incio do sculo XIX inicia-se a fabricao e o

uso de bombas centrfugas, notadamente nos Estados Unidos da Amrica. A curvatura das ps do

rotor foi introduzida pelo inventor John Appold em 1851 na Inglaterra.

As bombas centrfugas passaram a ser comuns na Europa e nos Estados Unidos da Amrica no

ltimo quartel do sculo XIX, quando passaram a ser fabricadas por diversos fabricantes.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9tricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_dieselhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rotorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1cuohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfuga#cite_note-Ladislao_Reti-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfuga#cite_note-Ladislao_Reti-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfuga#cite_note-Ladislao_Reti-0http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfuga#cite_note-Ladislao_Reti-0http://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1cuohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rotorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_dieselhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico

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Princpio de funcionamento

Exemplo de Bomba Centrfuga Radial, horizontal, em corte parcial

Uma bomba centrfuga emprega um rotor que gira e normalmente tem palhetas curvadas para trs

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Centrifugal_2.pnghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Centrifugal_2.pnghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bomba_Centrifuga_1.pnghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bomba_Centrifuga_1.png

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Uma bomba centrfuga trabalha transferindo energia cintica para o fluido e transformando-a em

energia potencial, seja esta de posio ou, mais frequentemente, de presso no bocal de descarga

da bomba. Esta ao realizada empregando os conceitos do Princpio de Bernoulli.

Acionada mecanicamente por um eixo rotativo, a rotao do rotor da bomba transfere energia para ofluido atravs das palhetas do rotor. O fluido presente na suco entra no olho do rotor - uma

cavidade de dimetro menor, interna - a partir de onde escoa em direo ao dimetro externo pelos

canais formados entre as palhetas do rotor. O fluido deixa o rotor com considervel velocidade

absoluta a parcela de energia cintica - que deve ser convertida em energia potencial de presso.

Isto realizado nas partes no rotativas.

A forma mais frequente de recuperao de energia nas partes no rotativas uma carcaa com

formato encaracolado, dito voluta, que termina em um bocal de recalque. Uma outra forma usual de

dispositivo recuperador de energia uma srie de palhetas estticas, chamada de difusor. O difusorcom palhetas pode ser seguido de um canal de retorno - dirigindo o fluido a outro rotor - ou a um

coletor espiral, muito semelhante a uma voluta.

A energia transferida pela bomba centrfuga ao fluido funo do dimetro do rotor, da rotao de

acionamento e do projeto do rotor. Se a descarga requer uma energia ainda mais alta que a

fornecida pela bomba ao fluido, no h escoamento: o fluido somente pressurizado.

Uma bomba centrfuga necessita ser selecionada com vistas a uma aplicao: a simples instalao

de uma bomba centrfuga qualquer em uma instalao hidrulica no garante o funcionamento da

instalao. A aplicao requer adequao entre a bomba instalada, o sistema de tubulaes

empregado e do manancial supridor do fluido bombeado.

Bombas centrfugas verticais

As bombas centrfugas verticais so, em sua maioria, construdas com eixos na horizontal. Embora

bombas com eixo vertical tambm sejam fabricadas, h uma classe de bombas verticais na qual o

rotor fica instalado na extremidade inferior de um eixo prolongado e assim mergulhado no fluido.

Esta construo conveniente quando, por exemplo, desejamos elevar gua de um rio ou lago sem

submergir o acionador, geralmente um motor eltrico que no suporta a imerso. Estas bombas

verticais so destinadas instalao em um poo inundado com gua e so ditas "bombas verticais

de poo mido".

As bombas verticais de poo mido so chamadas tambm de bombas verticais tipo turbina. Num

passado mais distante, bombas dotadas de difusores eram designadas bombas tipo turbina. Como

as turbinas hidrulicas requerem a presena de ps diretoras para controle, as bombas dotadas de

difusores com palhetas fixas eram denominadas bombas tipo turbina.

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Bombas centrfugas multi estgios

Uma bomba centrfuga que contenha mais de um rotor uma bomba centrfuga multi estgios. Cada

estgio fornece ao fluido uma determinada energia, sendo que estas se adicionam. Havendo

necessidade de maior energia - mais presso - aumentamos o nmero de rotores dispostos emsrie. Os rotores podem estar montados no mesmo eixo ou, mais raramente, em eixos distintos.

Como em todas as bombas, a energia fornecida pelo acionador: motor eltrico, motor de

combusto interna, turbina a vapor, etc.

Bombas com rotores de dupla suco

certamente possvel instalar dois rotores em paralelo, mas esta construo infrequente. O mais

usual a instalao de dois rotores com simetria, idnticos, no mesmo eixo: so as bombas com

rotores de dupla suco. Podemos ter casos de duas peas com simetria especular independentese montadas sobre o mesmo eixo ou uma pea nica, contendo os dois jogos de palhetas simtricas.

As bombas de um estgio com rotores de dupla suco so frequentemente consideradas

equilibradas axialmente por simetria, reduzindo os esforos a serem absorvidos nos mancais.

Tambm, devido diviso do escoamento em duas correntes, apresenta uma reduo do NPSH

requerido em relao a bombas equivalentes de suco simples.

Principais caractersticas

Curvas caractersticas de uma bomba centrfuga e de um sistema aberto

Os seguintes parmetros caracterizam uma bomba centrfuga:

A vazo bombeada Q

A altura manomtrica total H

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Bomba_x_Sistema1.svg

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A potncia absorvida P

A eficincia, ou rendimento,

O dimetro externo do rotor, D

A carga positiva na suco, ou NPSH requerido

A velocidade de acionamento n

As curvas caractersticas de altura manomtrica total

Na aplicao de bombas centrfugas, empregamos essencialmente duas curvas caractersticas:

a curva caracterstica da bomba, que representa a energia cedida pela bomba ao fluido em

funo da vazo bombeada; e

a curva caracterstica do sistema hidrulico, que representa a energia requerida do fluido pelo

sistema hidrulico - composto por desnveis, diferenas de presso, canais, tubos, vlvulas ou

registros - em funo da vazo que atravessa o sistema.

Nos diagramas direita a curva caracterstica da bomba(CCB) apresentada em azul, enquanto

a curva caracterstica do sistema(CCS) apresentada em vermelho.

Empregam-se curvas caractersticas para as bombas porque o comportamento das bombas

centrfugas complexo e geralmente representada sob a forma de uma curva apresentando a altura

manomtrica total em funo da vazo bombeada. Por vezes a curva caracterstica da bomba

chamada de curva H-Q. Frequentemente apresentada na forma grfica pelos fabricantes, mas

algumas vezes a relao apresentada sob forma de uma tabela, que nada mais que uma

seleo de pontos sobre a curva caracterstica da bomba.

O comportamento do sistema hidrulico de bombeamento composto por:

desnveis

diferenas de presso

atrito entre o fluido e o sistema de bombeamento

mudanas de velocidade do fluido

Este comportamento pode ser representado, da mesma forma, em um diagrama onde

apresentamos a energia requerida do fluido em funo da vazo dentro do sistema hidrulico.

Fazendo-se isto para diversos valores da vazo bombeada e representando a altura manomtrica

total requerida em funo da vazo, obtemos a curva caracterstica do sistema. Alm da

denominao curva caracterstica do sistema, frequente a meno curva do sistema.

Em um dos diagramas direita, o deslocamento da curva vermelha do eixo horizontal representa o

desnvel geomtrico, geralmente uma diferena de cotas que o objetivo da instalao de

bombeamento vencer. Pode, no entanto, ser uma diferena de presses a ser vencida pela

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instalao de bombeamento, como ocorre em uma instalao de alimentao de uma caldeira. O

aumento da energia requerida para o fluido passar pelo sistema, medida que a vazo aumenta,

devido ao atrito entre o fluido e as paredes ou a mudanas de velocidade ocorridas dentro do

sistema.

A vazo e a altura manomtrica total na qual a bomba centrfuga e o sistema hidrulico encontram o

equilbrio permanente - enquanto a bomba estiver ligada - o ponto onde a curva da bomba, em

azul, intercepta a curva do sistema (em vermelho). Este ponto denominado ponto de operao.

Com frequncia os fabricantes publicam curvas impressas apresentando as curvas H-Q para uns

poucos dimetros do rotor em uma rotao prxima dos motores eltricos comerciais existentes

no mercado. Pode-se empregar qualquer dimetro entre os valores mximo e mnimo, cobrindo

assim uma quantidade maior de aplicaes.

Bombas alternativas

As bombas alternativas usam um arranjo de diafragma, pisto ou mbolo e cilindro, com

vlvulas de suco e descarga integradas na bomba. Bombas desta categoria variam de

monocilndricas (chamadas de simplex), chegando em certos casos at nove cilindros. A

maioria das bombas alternativas so de dois (duplex) ou trs (triplex) cilindros. Alm disto,

podem ser de ao simples, onde o cursos de suco e descarga so independentes ou

de ao dupla, succionando e descarregando em ambos os sentidos. As bombas podem ser

movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou atravs de um mecanismo biela-manivela,

este acionado por um motor eltrico, de combusto interna atravs de polias e correias,engrenagens ou mesmo com acionamento direto. Estas bombas foram largamente

empregadas no incio da era industrial, no sculo XIX, como bombas de alimentao de

caldeiras. Embora sejam usadas ainda hoje, as bombas alternativas so mais empregadas

para o bombeamento de lquidos altamente viscosos, incluindo concreto e petrleo.

Por questes hidrulicas, as bombas alternativas tendem a apresentar nmeros mpares de

pistes ou mbolos, sendo a nica exceo o nmero 2. Portanto, a classificao de nmero

de mbolos ou pistes costuma ser:

simplexpara bombas com um nico mbolo ou pisto,

duplexpara bombas com dois mbolos ou pistes,

triplexpara bombas com trs mbolos ou pistes,

quintuplexpara bombas com cinco mbolos ou pistes,

septuplexpara bombas com sete mbolos ou pistes (rara),

nonuplexpara bombas com nove mbolos ou pistes (rara).