Bombas Centrífugas - Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas - Seleção e Aplicação

(Parte 1 de 7)

Seleção e Aplicação de Bombas Centrífugas

Sumário página 3 Conceitos básicos de hidráulica 3 Fluidos 7 Pressão 8 Vazão 9 Volume 10 Cálculo de volumes para sólidos geométricos 1 Golpe de aríete 12 Exercícios 14 Sistemas de Bombeamento 15 Considerações sobre a sucção 18 Cálculo do diâmetro da tubulação de sucção e recalque 20 Composição da altura manométrica total 2 Perdas de cargas 23 Principais componentes da tubulação de sucção e recalque 26 Curvas características do sistema 31 Curvas características das bombas 35 Cálculo do diâmetro do rotor na curva da bomba 38 Ponto de trabalho 41 Alteração do ponto de trabalho 42 Leis de similaridade 47 Potência consumida pela bomba

48 Cavitação 49 NPSH 53 Associação de bombas 53 Associação em paralelo 5 Associação em série 57 Bombeamento simultâneo 58 Transmissão Acionador – Bomba 59 Bombeamento de líquidos viscosos 63 Exercício – Projeto de Bombeamento 68 Tabela de pressão de vapor e peso específico da água 69 Tabela de motores elétricos 70 Tabela de pressão atmosférica em função da altitude 71 Tabela de perda de cargas em trechos retos de tubulações 72 Tabela de perda de carga em curvas e válvulas de pé 73 Tabela de perda de carga em válvulas de retenção e gaveta

74 Gráfico de determinação da performance de bombas centrífugas para líquidos viscosos

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação 3

Conceitos Básicos de Hidráulica

Fluidos: Fluido é qualquer substância não sólida, capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que o contém. São divididos em líquidos e gasosos.

Principais propriedades dos fluidos:

Incompressibilidade: Fluidos não são compressíveis, isto é, não alteram o seu volume quando submetidos uma pressão.

Peso Específico (γ): É o peso da substância pelo volume ocupado pela mesma, cuja expressão é definida por:

Massa específica (ρ): É a massa por unidade de volume, cuja expressão é:

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação 4

Água

Água salgada

Gasolina

Água

Água salgada óleo

Gasolina

Relação entre peso e massa específica:

Influência do peso específico na relação entre pressão e altura de coluna de líquido:

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação 5

Densidade: Densidade de uma substância é a razão entre o peso específico ou massa específica dessa substância e o peso específico ou massa específica de uma substância de referência em condições padrão. Para substâncias em estado líquido ou sólido, a substância de referência é a água. Para substâncias em estado gasoso a substância de referência é o ar.

Escoamento: Capacidade de um fluido em deslizar sobre uma superfície plana.

Regimes de escoamento: Regime Laminar: Quando as camadas do fluido são paralelas entre si e as velocidades são constantes. Nesse caso, temos velocidade e pressão baixas.

Regime Turbulento: Quando as camadas do fluido são irregulares e as velocidades são elevadas. Provoca criação de vórtice (redemoinhos) no interior da tubulação, fazendo com que aumente o atrito entre o fluido e as paredes do tubo, causando maior desgaste. Nesse caso temos velocidade e pressão altas.

Equação da continuidade: Para sanar o problema de da criação de vórtice na tubulação, devemos controlar a velocidade com que o fluido passa por ela. A figura a seguir mostra uma restrição na área da tubulação de A2 para A1. A velocidade V1 aumentará, pois a mesma quantidade de fluido que entra em A2 será forçada a passar por A1.

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação 6

Onde:

v1= Velocidade na Secção 1 v2= Velocidade na Secção 2

A1= Área da Secção 1 A2= Área da Secção 2

Onde: Q = Vazão V = Velocidade A = Área

Viscosidade: É a resistência do fluido ao escoamento. A viscosidade tem importante influência devido às perdas de pressão no escoamento dos fluídos. Na forma popular podemos dizer que um óleo é mais grosso quando apresenta uma viscosidade maior e, ao contrário, mais fino quando sua viscosidade é menor. Assim, um líquido escoa facilmente quando sua viscosidade é baixa, é fino ou pouco encorpado que um fluido grosso ou muito encorpado, possui uma viscosidade alta e por isso, tem dificuldade em escoar.

Por exemplo: se despejarmos água em uma rampa inclinada ela escoará rapidamente, já se despejarmos mel, o mesmo irá demorar a escoar devido a sua viscosidade ser alta.

Pressão de Vapor (Pv): Pressão na qual transforma o fluido em estado líquido em estado gasoso. Quanto mais baixa a pressão de um fluido, mas perto se chega à pressão de vapor desse fluido. Esses vapores criam micro-bolhas de ar dentro do fluido que quando submetidos a uma alta pressão, implodem causando danos a partes metálicas de bombas ou outros componentes. Esse fenômeno é chamado cavitação.

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação 7

Pressão: Pressão é uma força sobre uma área.

Lei de Pascal: "A pressão aplicada age igualmente em todas as direções e perpendicular às paredes do recipiente."

Pressão atmosférica: é a pressão exercida pela atmosfera num determinado ponto. É dada pela unidade Atm, ou seja, 1 atmosfera, que equivale a 1 Kgf/cm².

O peso normal do ar ao nível do mar é de 1kg/cm². Porém, a pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude. Quanto maior a altura em relação ao nível do mar, menor é a pressão atmosférica. Ex: A 3000 metros, é cerca de 0,7kg/cm². A 8840 metros, a pressão é de apenas 0,3 kg/cm².

Teorema de Stevin: Usa-se o Teorema de Stevin quando se necessita descobrir a pressão de um fluido em uma profundidade desejada:

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação

Bombas Centrífugas – Seleção e Aplicação 8

Metros de coluna d’água (m.c.a.) = É a pressão exercida por uma coluna de 1 metro de água a 4ºC. É a unidade de pressão utilizada em sistemas de bombeamento. 10 mca equivalem a 1 kg/cm².

Vazão:

Vazão é um volume de fluido que passa por uma determinada secção sobre uma unidade de tempo.

(Parte 1 de 7)

Comentários