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CONTEÚDO

1. CAVITAÇÃO.............................................................................................................................3

1.1 Pressão de Vapor..........................................................................................................3

1.2 Conceito de Cavitação...................................................................................................4

1.3 Região Principal de Cavitação.......................................................................................5

1.4 NPSH – Net Positive Suction Head,……………………..……….......……......…………..5

1.5 Análise da Faixa de Operação de uma Bomba em um Ssistema..................................9

2. BOMBAS CENTRIFUGAS......................................................................................................10

2.1 Conceito de Bomba......................................................................................................10

2.2 – Conceito de Bomba Centrífuga.................................................................................10

2.3 – Principio e Funcionamento........................................................................................10

2.4 Principais Componentes..............................................................................................11

2.5 - Vantagens Das Bombas Centrífugas.........................................................................12

2.6 - Classificação das Bombas Centrifugas.....................................................................13

2.7 Seleção de Bombas Centrífugas.................................................................................14

2.8 Curvas Características de Bombas Centrífugas..........................................................15

3 - CURVA CARACTERÍSTICA DA INSTALAÇÃO (CCI).........................................................26

3.1 Obtenção da CCI ........................................................................................................28

3.2 Ponto de Trabalho de uma Bomba Centrífuga numa Instalação (PT).........................28

4 - ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS.....................................................................29

4.1- Associação de Bombas em Paralelo..........................................................................30

4.2 - Associação de Bombas em Série com Características Diferentes............................33

4.3 – Definição do Número Adequado de Bombas na Associação em Paralelo...............34

1. CAVITAÇÃO

Cavitação é um fenômeno de ocorrência limitada a líquidos, com conseqüências danosas para o escoamento e para as regiões sólidas onde a mesma ocorre.

O estudo da cavitação pode ser dividido em duas partes: o fenomenológico, que corresponde à identificação e combate à cavitação e seus efeitos; e o teórico, onde interessa o equacionamento do fenômeno, visando a sua quantificação no que se refere às condições de equilíbrio, desenvolvimento e colapso das bolhas.

Para o perfeito entendimento da cavitação, torna-se necessário abordar o conceito de pressão de vapor.

    1. Pressão de Vapor

Pressão de vapor de um líquido a uma determinada temperatura é aquela na qual o fluido coexiste em suas fases líquido e vapor.

Nessa mesma temperatura, quando tivermos uma pressão maior que a pressão de vapor, haverá somente a fase líquida e quando tivermos uma pressão menor, haverá somente a fase vapor.

Observa-se, que a pressão de vapor de um líquido cresce com o aumento da temperatura.

Analisando a curva de pressão de vapor, verificamos que podemos passar de uma fase para outra, de varias maneiras, por exemplo:

  • mantendo a pressão constante e variando a temperatura.

  • mantendo a temperatura constante e variando a pressão.

  • variando pressão e temperatura.

Assim, mantendo-se a pressão de um líquido constante, (por ex. pressão atmosférica) e aumentando-se a temperatura, chegaremos até um ponto em que a temperatura corresponde à pressão de vapor e passamos a ter a ebulição.

1.2 Conceito de Cavitação

Pelo conceito de pressão de vapor, vimos que mantendo-se um fluido a uma temperatura constante e diminuindo-se a pressão, o mesmo ao alcançar a pressão de vapor, começará a vaporizar.

Este fenômeno ocorre nas bombas centrifugas, pois o fluido perde pressão ao longo do escoamento na tubulação de sucção.

O esquema abaixo representa duas seções (1) e (2), quaisquer, no sistema de escoamento na sucção de uma bomba.

mas: V1 = V2 e Z1 = Z2

Então:

E portanto:

Se a pressão absoluta do líquido, em qualquer ponto do sistema de bombeamento, for reduzida (ou igualada) abaixo da pressão de vapor, na temperatura de bombeamento; parte deste líquido se vaporizará, formando “cavidades” no interior da massa líquida. Estará aí iniciado o processo de cavitação.

As bolhas de vapor assim formadas são conduzidas pelo fluxo do líquido até atingirem pressões mais elevadas que a pressão de vapor ( normalmente na região do rotor), onde então ocorre a implosão (colapso) destas bolhas, com a condensação do vapor e o retorno à fase líquida. Tal fenômeno é conhecido como CAVITAÇÃO.

Normalmente a cavitação é acompanhada por ruídos, vibrações e com possível erosão das superfícies sólidas (pitting).

Deve-se salientar, que a erosão por cavitação não ocorre no local onde as bolhas se formam, mas sim onde as mesmas implodem.

Os efeitos da cavitação dependem do tempo de sua duração, da sua intensidade, das propriedades do líquido e da resistência do material à erosão por cavitação.

A cavitação, naturalmente, apresenta um barulho característico, acompanhado de redução na altura manométrica e no rendimento. Se de grande intensidade, aparecerá vibração, que comprometerá o comportamento mecânico da bomba.

Em resumo, são os seguintes, os inconvenientes da cavitação:

a) Barulho e vibração.

b) Alteração das curvas características.

c) Erosão - remoção de partículas metálicas - pitting.

1.3 Região Principal de Cavitação

Pelo que foi exposto, concluímos que a região que está susceptível à cavitação é a sucção da bomba, pois é onde o sistema de bombeamento apresenta a menor pressão absoluta.

Portanto o ponto crítico para a cavitação é a entrada do rotor. Nesta região a quantidade de energia é mínima, pois o líquido ainda não recebeu nenhuma energia por parte do rotor.

Assim, a cavitação, normalmente, inicia-se nesse ponto, em seguida, as cavidades são conduzidas pela corrente líquida provocada pelo movimento do rotor, alcançando regiões de pressão superior à de vapor do fluído, onde se processa a implosão das cavidades (bolhas).

1.4 NPSH – Net Positive Suction Head

O NPSH é um conceito oriundo da escola americana, que predominou entre os fabricantes instalados no país e na norma da ABNT que trata de ensaios de cavitação em bombas.

A condição Peabs Pv é necessária mas não suficiente, pois pôr detalhes construtivos poderá ocorrer cavitação no interior da própria máquina.

Em termos práticos, o procedimento usual para analisarmos a operação de determinada bomba num sistema, é através do conceito de NPSHREQ. e NPSHDISP.

O NPSH representa a “Energia Absoluta” no flange de sucção, acima da pressão de vapor do fluído naquela temperatura.

1.4.1 NPSH Requerido (NPSHREQ)

Cada bomba, em função de seu tamanho, características construtivas, etc..., necessita de uma determinada energia absoluta (acima da pressão de vapor) em seu flange de sucção, de tal modo que a perda de carga que ocorrerá até à entrada do rotor não seja suficiente para acarretar cavitação, quando operada naquelas condições de vazão. A esta energia denominamos NPSH REQUERIDO.

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