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  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    1. Definies

    2. Grandezas envolvidas no clculo das

    bombas

    3. Clculos da altura manomtrica e

    potncia de acionamento das bombas

    4. Curvas

    5. Cavitao

    6. Arranjo de bombas

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Definies : as mquinas hidrulicas so divididas em dois grupos :

    1. Mquinas geratrizes : transformam a energia hidrulica em energia

    mecnica, quando o fludo impelido contra as suas ps e produz um

    conjugado no eixo :

    A. Turbinas Hidrulicas :

    a. Francis : de reao, radiais e de ps fixas

    b. Propeller : de reao, axiais e de ps fixas

    c. Kaplan : de reao, axiais, de ps orientveis

    d. Pelton : de impulso, jato tangenciais

    B. Rodas dgua : o fludo vem por um canal, sendo impelido contra as

    ps, provocanto um conjugado no motor, a gua atua por peso ou

    por velocidade, em geral prevalecendo uma delas

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Turbina Francis

    Turbina Kaplan

    Turbina Pelton

    Turbina Propeler

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Esquema de funcionamento de

    uma turbina hidrulica

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Rodas dgua

    Fora

    Velocidade

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    2. Mquinas Motrizes : transformam o trabalho mecnico em energia hidrulica,

    comunicando ao lquido um acrscimo de energia na forma de energia

    potencial de presso e cintica:

    Bombas :

    a) Deslocamento positivo

    b) Bombas centrfugas

    c) Bombas especiais

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Esquema bsico de uma bomba de deslocamento

    positivo

    Suco

    Recalque

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Algumas bombas de deslocamento positivo

    Bomba de pistes

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Bomba de palhetas

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento B- Bombas Centrfugas : tambm conhecidas como bombas rotodinmicas

    possuem um rotor com ps que imprimem uma acelerao ao lquido

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Bomba centrfuga axial

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Grandezas envolvidas no funcionamento das turbobombas

    W

    1. Trabalho exercido sobre ou pelo fluxo do lquido

    Onde :

    H

    W= F.d

    Peso da coluna

    lquida escoando

    por H

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Teorema de Bernoulli :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Alturas : as energias envolvidas na operao das turbobombas so

    expressas em alturas

    1. Alturas estticas ou desnveis

    a) Altura esttica de aspirao ha : a diferena de cota entre o

    centro da bomba e a altura de aspirao

    b) Altura esttica de recalque hr : a diferena de cota entre o

    centro da bomba e o nvel onde o lquido abandonado pele

    tubulao

    c) Altura total de elevao : he=ha+hr

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    2. Alturas totais ou dinmicas :

    a)-Altura total de aspirao (Ha) : a diferena entre as alturas

    representativas da presso atmosfrica local mais a perda de carga

    na aspirao (Ja ).

    Ha

    Perda de carga

    na aspirao

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    b)-Altura total de recalque (Hr) : a diferena entre as alturas

    representativas da presso atmosfrica local mais a perda de carga

    na aspirao (Jr ).

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    3. Alturas manomtrica total :

    a soma das alturas totais de aspirao e recalque :

    H = Ha + Hr

    ou ainda

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Clculo da Potncia Motriz :

    Onde :

    Q : vazo em m3/s

    H : altura manomtrica em m

    h : rendimento ( 85 % para grandes bombas, 75 % para bombas mdias e 60% para bombas pequenas )

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Exerccio : Calcule a potncia mnima necessria bomba para acionar o sistema

    de bombeamento dgua mostrado

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Curva do sistema : uma curva onde so mostradas vrias combinaes de

    vazo e altura manomtrica, indicando o comportamento do sistema a medida

    que estas grandezas variam

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Curva do sistema : divida em duas partes, dinmica e esttica

    Onde :

    Parte esttica : corresponde a altura

    esttica e independe da vazo do sistema, ou

    seja, a carga de presso nos reservatrios de

    descarga e suco e a altura geomtrica.

    Parte dinmica : corresponde a altura

    dinmica, ou seja, com o fluido em

    movimento, gerando carga de velocidade nos

    reservatrios de descarga e suco e as

    perdas de carga, que aumenta com o

    quadrado da vazo do sistema.

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Curva da bomba : semelhante curva da instalao, refere-se combinao de

    vrias vazes e alturas manomtricas mostradas de forma grfica

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Curva de potncia

    para bombas radiais

    Curva de potncia

    para bombas axiais

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Curva de NPSH ( Net Positive Suction Head ) : representa a energia

    mnima necessria que o lquido deve ter, e unidades absolutas, no flange

    de suco da bomba, para garantir seu perfeito funcionamento

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Rendimento : a relao entre a potncia hidrulica e a potncia

    consumida

    Onde : Potncia

    Hidrulica

    Potncia

    consumida

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Curva de rendimento :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Ponto de operao : quando colocamos no mesmo grfico as curvas da

    instalao, da bomba, e do rendimento, obtemos o ponto timo de operao

    do sistema

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Alterao do ponto de trabalho de uma bomba :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    - variao do dimetro do rotor da bomba

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Efeitos da variao da rotao :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Efeitos da variao da rotao :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Exerccio :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Presso de vapor : a presso a qual coexistem as fases lquido e vapor, a

    mesma cresce medida que a temperatura elevada

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Presso de vapor : Tabela indicando a variao presso de vapor em

    funo da temperatura

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Cavitao :

    Definio : a eroso dos componentes de um sistema hidrulico (

    rotores, tubulao de suco), causados pelo colapso de pequenas

    bolhas de vapor do fludo, formadas nas zonas de baixa presso contra a

    superfcie destes componentes.

    Nota : Apesar de ter efeitos parecidos, os fenmenos de corroso

    eletroltica e corroso por abraso so diferentes entre s e da

    cavitao, sendo o primeiro causado por afinidade qumica entre o

    lquido transportado e o material da bomba, e o segundo causado pela

    abraso dos slidos transportados junto do lquido.

    Esta observao pertinente pois mesmo que estes efeitos coexistam,

    as medidas para combat-los so diferentes

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Mecanismo da cavitao :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento NPSH : altura positiva lquida de suco ( Net Positive Suction Head ), a altura

    diretamente ligada ao estudo da cavitao. A determinao das condies de cavitao

    de uma instalao de bombeamento dependem de dois fatores, o NPSH disponvel

    (que depende da instalao) e o NPSH requerido (caracterstico da bomba)

    Para que no ocorra cavitao deveremos ter :

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Clculo do NPSH disponvel :

    Onde :

    Hb : presso atmosfrica absoluta

    ha: altura esttica de suco

    Ja : perda de carga na suco

    hv : presso de vapor do lquido temperatura de operao da

    instalaao

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    NPSH requerido : o NPSH requerido forncecido pelos fabricantes de

    bombas, pois a rigor o mesmo deve ser determinado empiricamente em

    Bancadas

    2

    0( )2

    req

    vNPSH h

    g

    h = altura diferencial de presso. Energia que deve ser fornecida

    bomba.

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento Mxima altura de aspirao : a mxima diferena de cota admissvel entre a

    bomba e o nvel do lquido na suco, de modo a no haver cavitao

    Onde :

    Hb : presso atmosfrica absoluta

    ha: altura esttica de suco

    Ja : perda de carga na suco

    hv : presso de vapor do lquido temperatura de operao da instalao

    Vo : velocidade no flange de suco

    H : altura manomtrica

    : fator de cavitao de Thoma

  • Bombas & Instalaes de Bombeamento

    Fator de Thoma () : em homenagem ao pesquisador Dieter Thoma,

    tambm conhecido como fator de cavitao, depende da grandeza

    conhecida como velocidade esp