(Parte 3 de 6)

É a peça fundamental de uma bomba centrífuga, a qual tem a incumbência de receber o líquido e fornecer-lhe energia. Do seu formato e dimensões relativas vão depender as características de funcionamento da bomba.

2.4.2 Carcaça

É o componente fixo que envolve o rotor. Apresenta aberturas para entrada do liquido até ao centro do rotor e saída do mesmo para a tubulação de descarga.

Fundido juntamente, ou a ela preso mecanicamente, tem a câmara (ou câmaras) de vedação e a caixa (ou caixas) de mancal.

Possui na sua parte superior, uma abertura (suspiro) para ventagem e escorva; e na parte inferior, uma outra para drenagem. Nas bombas de maior porte, tem ainda as conexões para as tubulações de “líquido de selagem” e “liquido de refrigeração”.

O bocal (flange) de entrada do fluido na carcaça recebe o nome de “sucção da bomba” e o de saída de “descarga da bomba”.

Os materiais geralmente utilizados na fabricação da carcaça são: ferro fundido, aço fundido, bronze e aços liga.

2.5 - Vantagens Das Bombas Centrífugas

  1. Maior flexibilidade de operação

Uma única bomba pode abranger uma grande faixa de trabalho (variando a rotação e o diâmetro do rotor).

  1. Pressão máxima

Não existe perigo de se ultrapassar, em uma instalação qualquer , a pressão máxima(Shutt-off) da bomba quando em operação .

  1. Pressão Uniforme

Se não houver alteração de vazão a pressão se mantém praticamente constante.

  1. Baixo custo

São bombas que apresentam bom rendimento e construção relativamente simples.

2.6 - Classificação das Bombas Centrifugas.

Existem várias formas de classificação das bombas centrífugas, simplificadamente, utilizaremos somente a classificação segundo o angulo que a direção do líquido ao sair do rotor forma com a direção do eixo, as bombas se classificam em:

  1. de fluxo radial: centrifuga propriamente dita. O liquido sai do rotor radialmente a direção do eixo. São as mais difundidas. A potência consumida cresce com o aumento da vazão.

  1. de fluxo axial: propulsora. A água sai do rotor com a direção aproximadamente axial com relação ao eixo. Neste tipo de bomba o rotor é também chamado de hélice. A potência consumida, ao contrário da centrífuga é maior quando a sua saída se acha bloqueada. É indicada para grandes vazões e baixas alturas manométricas.

  1. de fluxo misto: centrifugo-propulsora. O liquido sai do rotor com direção inclinada com relação ao eixo. Atende a faixa intermediária entre a centrifuga e a axial A direita do ponto de melhor rendimento a vazão aumenta com decréscimo da altura manometrica, mas a potência consumida diminui ligeiramente. Para a esquerda a altura manometrica cresce com a diminuição da vazão, enquanto que a potência consumida cresce ligeiramente de inicio e em seguida decresce.

Tipos de Rotores

De acordo com o projeto do rotor em, os mesmos são considerados:

  1. rotor fechado para água limpa e fluido com pequena viscosidade.

  2. rotor semi-aberto para líquidos viscosos ou sujos;

  3. rotor aberto para líquidos sujos e muito viscosos.

2.7 Seleção de Bombas Centrífugas

Não abordaremos em nosso estudo, o processo de seleção do tipo de bomba, isto é, se volumétrica ou turbobomba. Como a maioria das bombas utilizadas em instalações hidráulicas e prediais são do tipo centrifuga; nosso estudo abordará o processo de seleção do modelo de bomba centrifuga.

2.7.1 Processo de Seleção

  1. Definir ou calcular a vazão necessária (Q),

  2. Determinar a altura manométrica da bomba - HB,

  3. Entrar com a altura manométrica (HB) e a vazão (Q) em um diagrama de blocos de um catálogo de fornecedor de bombas, selecionando modelos adequados à aplicação em questão (verificar as diversas rotações),

A figura anterior apresenta um gráfico de pré-seleção de bombas de um determinado fabricante, a partir do qual o usuário tem uma idéia de quais catálogos consultar a respeito da seleção propriamente dita, locando o ponto de trabalho neste gráfico e determinando qual a "família" ideal de bombas.

  1. Com os modelos selecionados, obter as curvas características da bomba, geralmente no próprio catálogo,

  2. Construir a curva característica da instalação – CCI,

  3. Determinar as grandezas relativas ao ponto de trabalho para os diversos modelos selecionados (Q, HB, B, NPSHREQ, NB)

  4. Verificar o rendimento da bomba para cada modelo selecionado,

  5. Analisar as condições de cavitação para cada modelo selecionado,

  6. Determinar a potência necessária no eixo de cada modelo selecionado,

  7. Em função da avaliação do rendimento, NPSHREQ, potência e custo, selecionar a bomba adequada à instalação.

2.8 Curvas Características de Bombas Centrífugas

As curvas características de bombas centrífugas traduzem através de gráficos o seu funcionamento, bem como, a interdependência entre as diversas grandezas operacionais.

As curvas características são função, principalmente, do tipo de bomba, do tipo de rotor, das dimensões da bomba, da rotação do acionador e da rugosidade interna da carcaça e do rotor.

As curvas características são fornecidas pelos fabricantes das bombas, através de gráficos cartesianos, os quais podem representar o funcionamento médio de um modelo fabricado em série, bem como, o funcionamento de uma bomba específica, cujas curvas foram levantadas em laboratório.

Estas curvas podem ser apresentadas em um, ou mais de um gráfico e representam a performance das bombas operando com água fria, a 20o C. Para fluidos com outras viscosidades e peso específico, devem-se efetuar as devidas correções nas mesmas.

Apresentamos a seguir os diversos tipos de curvas características das bombas centrífugas.

2.8.1 Altura Manométrica X Vazão ( HB X Q )

A carga de uma bomba, ou altura manométrica (HB) é definida como a “Energia por Unidade de Peso” que a bomba fornece ao fluido em escoamento através da mesma; sendo função do tipo de pás do rotor, gerando vários tipos de curvas, as quais recebem diferentes designações, de acordo com a forma que apresentam.

Estas curvas, fornecidas pelos fabricantes, são obtidas através de testes em laboratórios; com água fria a 20 ºC; entretanto as mesmas podem ser reproduzidas em uma instalação hidráulica existente, de acordo com o fluido em operação.

Seja a instalação esquematizada abaixo:

Reserv.

de

Distrib.

Pe

Ps

H

Aplicando a Equação da Energia entre a entrada e saída da bomba (local de instalação dos manômetros), tem-se:

Portanto:

Operando a bomba com diversas vazões (por volta de 7), desde vazão zero até à vazão máxima operacional, é possível obter-se para cada uma dessas vazões, a correspondente altura manométrica e então a partir destes pontos, traçar a curva H X Q.

PONTO

VAZÃO

PRESSÕES

VELOCIDADES

COTAS

HB

Pe

Ps

Ve

Vs

1

Zero

Ze

Zs

HB1

2

Q2

HB2

3

Q3

HB3

4

Q4

HB4

5

Q5

HB5

6

Q6

HB6

7

Q7

HB7

2.8.2 Curva de Potência X Vazão ( NB X Q )

Esta curva representa a potência total necessária no eixo da bomba nas condições de operação.

Esta potência é a soma da potência útil com a potência dissipada em perdas, inerente a todo processo de transferência de energia.

As perdas nas bombas incluem perdas hidráulicas, mecânicas, pelo atrito hidráulico, e por vazamentos. Diante disto, nem toda a potência é utilizada para gerar pressão e fluxo. Uma parte da energia é transformada em calor (devido ao atrito) dentro da bomba. A energia pode também ser perdida em virtude da recirculação de fluido entre o rotor e a voluta.

O esquema abaixo ilustra o processo de transferência de energia para o fluido de trabalho, em uma bomba:

Assim temos as seguintes potências envolvidas:

  • Potência entregue pela bomba ao fluido:

  • Potência fornecida pelo motor elétrico no eixo da bomba:

  • Potência elétrica retirada da rede elétrica pelo motor elétrico:

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