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ENGENHARIA DE PRODUÇÃOINSTALAÇÕES INDUSTRIAIS
Prof. Jorge Marques
Aula 12Instalações Hidráulicas
Água Fria – Bombas e sistemas de bobeamento
Fontes ConsultadasMACINTYRE, A. J. Instalações Hidráulicas
LIMA, E. P. C. Mecânica das Bombas.
Macintyre, A. J. Equipamentos Industriais e de Processo
Definições• Bombas são equipamentos que transformam energia
mecânica em energia de fluido• Sistema de bombeamento: é o sistema constituído
pelos reservatórios de sucção (de onde a bomba aspira o fluido de trabalho) e de descarga ou de recalque (para onde a bomba movimenta o fluido de trabalho), pela bomba, pelas tubulações que ligam os diversos componentes do sistema de bombeamento; pelos componentes acessórios (cotovelos, válvulas de controle ou unidirecionais, etc.) e pelos suportes.
Tipos de Bombas
BombasEsquema básico de uma bomba de deslocamento positivo
Sucção
Recalque
Algumas bombas de deslocamento positivo
Bomba de palhetas
Bomba de engrenagens
Bomba de Lóbulo
Bomba de Arquimedes
Bomba de Parafuso
Bomba de Pistão
Bombas Centrífugas
Também conhecidas como bombas rotodinâmicas ou turbobombas possuem um rotor com pás que imprimem uma aceleração ao líquido
São as principais bombas utilizadas nos sistemas de bombeamento de água.
Bombas Centrífugas
Bomba CentrifugaFigura 1: Vista lateral do caracol e rotor em corte de uma bomba centrífuga;Figura 2: Vista frontal do caracol e rotor em corte de uma bomba centrífuga;Figura 3: Caracol de descarga centralizada com difusor fixo;
Tipos de Rotores
Cavitação
Fenômeno decorrente da formação de bolhas na sucção e posterior colapso destas na região das pás da bomba.As bolhas são formadas quando a pressão a pressão de sucção atingem valores inferiores à pressão de vapor.
Cavitação é a erosão dos componentes de um sistema hidráulico ( rotores, tubulação de sucção), causados pelo colapso de pequenas bolhas de vapor do fluído, formadas nas zonas de baixa pressão contra a superfície destes componentes.
Mecanismo da cavitação
Pressões de vapor e densidades da águaTemperatur
a (°C)
Pressão de vapor Massa específica (kg/m³)kPa mca
15 1,71 0,17 99920 2,34 0,24 99825 3,17 0,32 99730 4,25 0,43 99635 5,63 0,57 99440 7,38 0,75 99245 9,52 0,97 99050 12,27 1,25 96855 15,67 1,60 98660 19,84 2,02 98365 24,92 2,54 98170 31,08 3,17 97875 38,47 3,92 97580 47,28 4,82 97285 57,73 5,88 96990 70,05 7,14 96595 84,49 8,61 962
100 101,33 10,33 958105 120,80 12,31 955110 143,33 14,61 951115 169,19 17,25 947120 198,79 20,26 943
NPSHÉ altura positiva líquida de sucção ( Net Positive Suction Head ), é a altura diretamente ligada ao estudo da cavitação. A determinação das condições de cavitação de uma instalação de bombeamento dependem do NPSH disponível (que depende da instalação) e o NPSH requerido (característico da bomba)
Para que não ocorra cavitação deveremos ter :
Onde :
Hb : pressão atmosférica absoluta (reservatório aberto)
ha: altura geométrica de sucção
Ja : perda de carga na sucção
hv : pressão de vapor da água à temperatura de operação da instalaçao, em mca
=velocidade da sucção
NPSHREQUIRIDO
É característico da bomba para diversas vazões
Exercícios1) Encontre a altura máxima em que a bomba centrífuga deve ser instalada em relação ao tanque de alimentação, de modo qua não haja cavitação.
Dados :
Veja gráfico NPSHr no próximo slide
Q=180 m3/h
h=62,5 m
Hb = 10 mca
Ja = 0,80 mca
T = 90 oC hv= 7,2 mca
= 0,05 mcaBomba afogada
NPSHr – curva da bomba(complemento do exercício)