Bombas centrífugas

Bombas centrífugas

(Parte 1 de 4)

DIMENSIONAMENTO E SELEÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

ÍNDICE

  1. Introdução Teórica............................................................................................03

  1. Memorial Descritivo..........................................................................................09

  1. Memorial de Cálculo.........................................................................................10

  1. Apêndice 1 ( tabelas de conversão e curvas das bombas)..............................18

  1. Bibliografia.........................................................................................................30

  1. Introdução teórica:

A seguir apresentaremos uma breve apresentação teórica, com intuito de orientar nosso dimensionamento do equipamento, particularmente uma bomba centrífuga.

1.1 Bombas:

São máquinas operatrizes hidráulicas que transferem energia ao fluido com a finalidade de transporta-lo de um ponto ao outro. Recebem energia de uma fonte motora qualquer e cedem parte desta energia ao fluido sob forma de energia de pressão, energia cinética ou ambas, isto é, aumentam a pressão do fluido, a velocidade ou ambas as grandezas.

1.2 Bombas Centrífugas:

É um tipo de bomba que tem por princípio de funcionamento a transferência de energia mecânica para o fluido a ser bombeado em forma de energia cinética. Por sua vez, esta energia cinética é transformada em energia potencial (energia de pressão) sendo esta a sua característica principal. O movimento rotacional de um rotor inserido em uma carcaça (corpo da Bomba) é o órgão funcional responsável por tal transformação.

* Componentes Gerais de uma Bomba Centrífuga

1.3 Classificação das Bombas centrífugas:

Em função dos tipos e formas dos rotores, as bombas centrífugas podem ser divididas na seguinte classificação:

1.3.1 Radiais ou Puras: Quando a direção do fluido bombeado é perpendicular ao eixo de rotação.

1.3.2 Fluxo misto ou Semi-Axial: Quando a direção do fluido bombeado é inclinada em relação ao eixo de rotação.

1.3.3 Fluxo Axial: Quando a direção do fluido bombeado é paralela em relação ao eixo de rotação.

* Corte de uma Bomba Centrífuga

1.4 Componentes das Bombas Centrífugas:

1.4.1 Rotor: Rotor é o componente giratório, dotado de pás que tem a função de transformar a energia mecânica de que é dotado em energia de velocidade e energia de pressão. Em função da velocidade específica da bomba, o rotor pode ser do tipo radial, semi-axial ou axial.

      1. Voluta: é responsável pela contenção do fluido bombeado bem como provê oportunidade para a conversão da energia cinética contida no fluido em energia de pressão, passo fundamental para o bombeamento.

      1. Difusor: Sua função é similar a da Carcaça, ou seja, converter parte da energia cinética do fluido em energia de pressão e principalmente, servir de direcionador do fluido da saída do rotor.

      1. Eixo: A função do eixo é de transmitir o torque do acionador ao rotor. O eixo é projetado para que tenha uma deflexão máxima pré-estabelecida quando em operação, evitando-se desta forma que as folgas entre as peças rotativas e estacionárias se alterem em operação, evitando-se desgaste e maior consumo de energia.

      1. Luva protetora do eixo: Tem a função de proteger o eixo contra corrosão, erosão e desgaste, causado pelo líquido bombeado, além de proter o mesmo na região do engaxetamento.

      1. Anéis de desgaste: São peças montadas só na carcaça (estacionário), só no rotor (girante) ou em ambos, e que mediante pequena folga operacional, fazem a separação entre regiões onde imperam as pressões de descarga e sucção, impedindo desta forma um retorno exagerado de fluido de descarga para a sucção.

      1. Caixa de Selagem: A caixa de selagem tem como principal objetivo proteger a bomba contra vazamentos nos pontos onde o eixo passa através da carcaça. O principais sistemas de selagem utilizados em bombas centrífugas são:

. gaxetas

. selo mecânico

      1. Gaxetas: É um material deformável, utilizado para prevenir ou controlar a passagem de fluidos entre duas superfícies que possuam movimento, uma com relação a outra.Podem ser confeccionadas em fibras vegetais, minerais ou sintéticas.

      1. Selo mecânico: Quando o fluido bombeado não pode vazar para o meio externo da bomba, por um motivo qualquer(líquido inflamável, tóxico, corrosivo, mau cheiro, etc..), utilizam-se os selos mecânicos.

Os mesmos são constituídos de superfícies polidas que são mantidas em

contato através de molas (superfícies de selagem perpendiculares ao eixo).

      1. Mancais: Os mancais tema função de suportar o peso do conjunto girante, forças radiais e axiais que ocorrem durante a operação.Os mancais que suportam as forças radiais são chamados de mancais radiais e os que suportam forças axiais são chamados de mancais axiais.

*Vista externa de uma Bomba Centrífuga

2.0 Conceitos e termos técnicos, necessários para seleção de bombas;

Seguem abaixo alguns conceitos necessários para dar suporte e para maior entendimento do assunto.

2.1 Altura manométrica da instalação: É definida como sendo a altura geométrica da instalação mais as perdas de carga ao longo da trajetória do fluxo.

2.2 Altura geométrica; É a diferença de cota entre o nível de sucção e o nível de descarga do fluido.

2.3 Perda de Carga: refere-se a energia perdida pelo fluido no seu deslocamento, podendo dividir-se em:

2.3.1 Perdas de carga contínua: São as perdas que ocorrem ao longo da tubulação, em função do comprimento, material e diâmetro da mesma.

2.3.2 Perdas de Carga acidentais: São proporcionadas pelos elementos que compõem a tubulação, exceto a própria tubulação. Portanto seriam as perdas de energia observadas em peças como curvas, registros, válvulas, luvas, reduções ,etc...

2.4 Perda de carga Total: É o somatório de todas as perdas de carga que ocorrem no sistema, tais como perda de carga nas tubulações, válvulas, acessórios,etc.

2.5 Sucção Positiva ou bomba “afogada”: É quando o nível do fluido no reservatório de sucção está acima da linha de centro do rotor da bomba.

2.6 Sucção Negativa ou bomba não afogada: É quando o nível do fluido no reservatório de sucção está abaixo da linha de centro do rotor da bomba.

2.7 Vazão do sistema: É uma condição requerida pelo sistema de bombeamento, é pode ser definida como sendo o volume do fluido que passa por uma determinada seção por unidade de tempo.

2.8 Curva característica do sistema: seria definida como a curva obtida através da altura manométrica total correspondente a cada vazão, dentro de uma determinada faixa de operação do sistema.

2.9 Curvas características das bombas: São representações gráficas que traduzem o funcionamento da bomba, obtidas através de experiências do fabricante.

2.10 Potência hidráulica: O trabalho útil feito por uma bomba centrífuga é naturalmente o produto do peso do fluido deslocado pela altura desenvolvida.

2.11 Potência consumida: seria a potência hidráulica menos as perdas no próprio motor, na bomba, etc.

2.12 rendimento: É a relação entre a potência hidráulica e a potência consumida da bomba.

2.13 NPSH: Sigla da expressão inglesa -Net Positive Suction Head a qual divide-se em:

2.14 NPSH disponível : Pressão absoluta por unidade de peso existente na sucção da bomba (entrada do rotor), a qual deve ser superior a pressão de vapor do fluído bombeado, e cujo valor depende das características do sistema e do fluído.

2.15 NPSH requerido : Pressão absoluta mínima por unidade de peso, a qual deverá ser superior a pressão de vapor do fluído bombeado na sucção da bomba (entrada de rotor) para que não haja cavitação. Este valor depende das características da bomba e deve ser fornecido pelo fabricante da mesma.2.16 Cavitação: Fenômeno que ocorre quando a pressão absoluta na sucção baixar até atingir a pressão de vapor do fluido na temperatura onde se encontra, inicia-se um processo de vaporização do mesmo, formando-se pequenas bolhas , ou cavidades no interior das quais o fluido se vaporiza, quando a mesma é conduzida pelo fluxo, atingem as regiões de elevada pressão (próximo ao rotor), onde ocorre seu colapso, acarretando em choque mecânico e desprendendo de material na superfície do rotor. Para diminuir a possibilidade de cavitação, utiliza-se um diâmetro maior na aspiração com relação à descarga da bomba.

Este fenômeno ocorre no interior da bomba quando o NPSHd (sistema), é menor que o NPSHr (bomba). A cavitação causa ruídos, danos e queda no desempenho hidráulico das bombas

2.17 Ponto de trabalho: É o “casamento” entre a curva da bomba e a curva do sistema.

2.18 Escorva da Bomba: Eliminação do ar existente no interior da bomba e da tubulação de sucção. Esta operação consiste em preencher com o fluído a ser bombeado todo o interior da bomba e da tubulação de sucção, antes do acionamento da mesma. Nas bombas autoaspirantes basta eliminar o ar do interior da mesma. Até 8 mca de sucção a bomba eliminará o ar da tubulação automaticamente.

2.19 Vazão: Quantidade de fluído que a bomba deverá fornecer ao sistema. Unidades mais comuns: m3 /h, l/h, l/m, l/s

2.20 Válvula de Pé ou de Fundo de Poço: Válvula de retenção colocada na extremidade inferior da tubulação de sucção para impedir que a água succionada retorne à fonte quando da parada do funcionamento da bomba, evitando que esta trabalhe a seco (perda da escorva). 2.21 Crivo: Grade ou filtro de sucção, normalmente acoplado a válvula de pé, que impede a entrada de partículas de diâmetro superior ao seu espaçamento. 2.22 Válvula de retenção:Válvula(s) de sentido único colocada(s) na tubulação de recalque para evitar o golpe de aríete. Utilizar uma válvula de retenção a cada 20 mca de AMT. 2.23 Pressão Atmosférica: Peso da massa de ar que envolve a superfície da terra até uma altura de ± 80 Km e que age sobre todos os corpos. Ao nível do mar, a pressão atmosférica é de 10,33 mca ou 1,033 Kgf/cm² (760 mm/Hg). 2.24 Registro:Dispositivo para controle da vazão de um sistema hidráulico.

2.25 Manômetro: Instrumentoque mede a pressão relativa positiva do sistema. 2.26 “Shutoff” : Ponto onde a vazão é mínima e a altura manométrica é máxima.

  1. Memorial Descritivo:

3.1 Escolha do Sistema de bombeamento: O sistema adotado para nossa aplicação, foi o sistema de captação de água potável, a partir de uma cisterna atendida pela concessionária, para abastecimento de um prédio residencial com 10 andares, com 02 apartamentos por andar. Cada apartamento possuirá 03 quartos e dependências de empregada.

3.2 Eletrobombas:

Deverão ser fornecidas e instaladas as eletrobombas para captação de água, sendo sempre uma de reserva.

(Parte 1 de 4)

Comentários