Noções fundamentais ue hidrouimimica. Aplic~u.;ôc~. I Llquu.lo perfei to. I E~cu;lmcnIO permanente. I

Regime uniforme. 2 Regime n:"lo-uniformc. 2

E~c()amcnto irrolacional Oll nfio-turbi lhonar. 2 Tr;0ctoria. Linh,. de corrente. Filete liquido. 2 Teorias sobre () csco,lI11cnlo dos líquido .. , 4 EqUUI.;flú ue cont inuidade. Dc~cargas. 6

Índice

Forç,h exercidas por um liquido cm escoamento permanente. 7 Energia ccuida por um IlqIlH.lO cm escoamento permanente. II QucLla hidr:iulicõ\. AlIur.\ de elcvaç:10. 15

Teorema t.le lkrnoulti. 1.'1 " Ob~crvação quanto ao termo~. 16

-g Perda de carga. 17 Unidadc~ de pressüo. IX Pressiio absoluta c prc<;süo relativa. 19 lnnuêncl;t do peso c~pccítico. 20

Exercícios. 10 Blocos de ancoragem. ]0 Bibliografia. 34

2 Clas,ifícaçiio e úescri(,:iío do~ princip:lis tipos úc bombas. 35 Cla~siflcaçào geral das rmiquinas hidr;íulica~. 3.~

M:'rquinas motri/cs. 35 Múquinas gerdtrilcs. 35 Múquinas mistas. 36

Classrficação das m;iquiml' g('r.Jtri7es ou bumbil<;. 36 Defini~·;10. 36 l30mbas de deslocameruo posilivo. 36 Turbobombas.39

l3 ibliografia. 50

3 1>.'lodos de considerar a energia ccdid~l ao liquido. Al turas de ekvaçiío. Pot ência~ . Rendimentos. 51

AIIUr.IS e~t;ilieas (desníveis lopogrclfico<;l. 52 A1tur.ls 10lais ou dimimleas. 53 POléncias, 59 Rendimentos. 60 Perdas hidníulicas na bomba. 61 In sta laçflO com sifão no rcc,tlquc. 62 l30mba "afogada". 63

Excrcicios. 64 Manômclros e vaeuômctros. 67

Caso de reservalórios "fechados". 69 Vclocidades nas linhas de recalque e de aspiraçiio. 71

Exercicios. 74 Bibliografia, 77

4 Teoria clcmc11!ar do rolor das bombas cenlrífugas, 7H Projeçiio meridiana, 78 Diagrama das velocidades. 80 P;ís inalivas e pás alivas. 82 Açfío das pás sobre o líquido. lN Equaç[ío das velocidades. 84 Equação fundamental das lurbobombas. 86 Influênci,l da forma da pá sobre a allUra de elevação, 88

Exercícios, 95 Avaliação da allur,l manomélrica H, 102 Bibliografia. 103

5 Discordúncia entre os resultados experimenlais e 11 teoria elementar. 104 Influência do número finilO de p;ís no rotor. 104

ExercÍl:io. 107 Influência da espessura das p:ís. 107 Bibliografia. 110

6 Interdependência das grandezas características ~o funcionamento de uma turbobomba. 11 I

Analogia das condições de funcionamento. 111 Similaridade hidrodinúmica das turbobombas. III Variação das grandezas Q. H e N com o número dc rolaçõcs n. 112 Curvas de variação da:': grandezas em função do número de rotações. mantendo H constante, 114 Variaçào das gr:lndezas com a descarga. 115 Congruência das curvas "descarga - altura de elevaçiio". 121 Curvas de igual rendimento (de "iso-rendimento"), 122 Variação da potência com a 4cscarga, 122 Curvas reais, 123 Cortes nos rotares. 126 Corte no rotor para atender ii um aumento do lllhnero de rotaçôes. 133 Representaçào das quadrículas de utilizaçito dos rotore~. J35 Variaçiio das grandezas com as dimensôes. mantendo-se constantc o mímero de rotações. 136 Fatores que alteram as curvas características. 138 Bibliografia. 147

7 Condições de funcionamento das bombas relativamente aos erKanamen­tos. 149 Curva característica de um encanamenlo. 149 Regulagem das bombas atuando no registro, 151 Regulagem pela variação de veloeidadc, 151 Estabilidade do funcionamento. 152 AssociaçilO de bombas centrífugas. 154 Associaçào de bombas em paralelo. 154 Bombas difcrentes em paralelo. 157 Correç,io das curvas. 158 Instalaçào série - paralelo. 162 Sistema com v,írias elevatórias (em série). 162 "Boostcrs". 163 Tubulação de recalque com "distribuiç;10 cm marcha". 164 Tubulação de recalque com trechos de diíimetros diversos. 165 Tubulação de recalque alimentando dois reservatórios. 165 Bomba enchendo um reservatório. havendo urna descarga livre interme­diúria na linha de recalque. 167 Duas bombas em paralelo. em nívcis diferentes. 167 Bibliografia. 170

H Escolha do tipo de lurbobomba. 171 Velocidade específica. 171

Nlímero caracteríslico de rotações por minuto (ou velocidade especí­rica nomínal) , 174 Expressão de n~ cm função da potência, 175 Influência das dimensôes do rotor sobre o n" 176 Bombas de mlíltiplos estágios, 177 Coeficientes indicadores da forma do rotor. 178 Número earacleri~ l ico da forma (Shape numbcrl. ISl

Exercícios. 181 Bibliograria . lS3

9 Cavitaçào. NPSH. Máxima altura es tática de aspiração, 184 Cavitação . 184

O fenômeno da cav itaçflO. 11:14 Materiai s a serem empregados para resistir ii cavitaçiio. 186 NPSH.1S7 Fator de cavitaçilo. 192

Exercícios. 195 NPSH para outros líquidos. 201 Velocidade específica de aspiração (S). 201 Alteração na cu rva H = t1Ql. devida fi cav itaçfto . 203 Libertaçiio do ar di ssolvido na lÍgua. 205 Bibli ograria. 205

10 Fundamentos do projeto das bombas centrífugas. 207 O rotor. 207

Escolha do tipo de rotor. 207 Nlírnero de csuigios. 20~ COITei,'âo d,l descarga. 20i'! Rend imen to hidniulico. 208 Energia teórica H" cedida pelo rotor ,lO líqu ido. 209 Potência motriz N. 209 Diúmetro do eixo. 209 Diúmetro de> ntlcJeo de lixaçfto do rotor ao eixo. 209 Velocidade média na boca de entrada do rotor, 210 Diúmelro da boca de entrada do rotor. 210 Di[lIlletro médio da superf ície de revolução gerada pela rotaç:l0 do

bordo de entrada das plÍs. 210 Velocidade periférica no bordo de entrada. 212 Largura do bordo de entrada. 1.12 Diagrama das vclocidade~ ii ent rad,t. 212 NlÍrne ro de pib Z. 2 12 Obstrução ,kvida:'t espessura da~ p,ís ú ent rad.l. 214 Grande7:! ú saíd,t do rotor. 214 Tr,h;:ldo das p,ls. 217

O difusl'T. 227 Difusor de p;is guias. 227 Coletor ou voluta. 23()

Empuxo radia l no eixo devido ao caracol. 237 Generalidades. 237 Voluta dupla. 239

Bibliogralia. 2.39

11 Exemplo de projeto de bomba cen lrífuga. 240 Número de e~ l;ígi(ls i. 240 Escolha do tipo de rotor e de lurbobomha. 240 Correç,io d,t descarga. 241 Traçado preliminar do rotor. 241 Potência motriz N. 241 Diállletro do eixo d, .. 24 1 Djúmclro do nüclen li", 242 Velocidade média v', n" boe,t de entrada do rOlor . 242 Diúmetro da boca de enlrada do ro tor d ,. 242 Diâmetro m':dio da aresta de entrada d,,,. 242 Ve locidade meridiana de entrada V"". 243 Velocidade periférica no bordo de entrada. 243 Ângulo,B das PÚs;\ e ntrada do rotor. 243 Número de p,is Z e con traçào ú entrada. 243

Largura b, da p:i ii entrada. 244 Grandezas:l saída do rotor. 244 Velocidade meridiana de saída v"'". 245 Ângulo de saída fi". 245 Velocidade periférica !J.2 corrigida. 246 Valor retificado de d 2• 246 Largura das pás à saída b2 • 246 Traçado da projeção meridiana da p.i. 246

Projeto do coletor. 246 Bibliografi,l, 248

12 ROlur com pás de dupla curvatura. 249 Generalidades. 249 Dimensionamento. 250 Bibliografia. 257

13 Equilibragem do empuxo axial. 258 Natureza do problema. 258 Empuxo axial nas bombas centrífugas. 258 Equilibragem por meio de disposição especial dos rOlOres. 261 Equilibragem com anel de vedação e orifícios nos rOlOres. 262 Equilibragern por meio de "discos da descarga". 263 Disco de equilibragem ou de balanceamento. 263 Pás na parte posterior do rolor. 264 Bibliografia. 264

14 Bombas axiais. 265 Considerações gerais. 265 Diagr<lma das velocidades. 267 Equação da energia. 269 Grau de reação. 270

•

A pá do rOlOr considerada como elemcnto com perfil de asa. 270 Breve noção sobre ,I "teoria da sustcntaçiio". 271 Bibliografia. 275

15 Operaçilo com as turbobombas. 276 Acionamenlo. 276 Ace~sórios empregados. 276 Dimensões do poço de aspinu,:iio ou sucçiio. 27H Escorva das turbobombas. 2H2 Ruído no funcionamento das bombas. 2M!! lndic,lções para a tubulaçüo de aspiraçiio. 2)19 Parlida. funcionamento e parada das lurbobombas. 291 Defeitos no funcionamento. 292 Bibliografía.293

16 Bombas ahernativas. 294 Princípio de funcionamento. 294 Indicaçõcs teóricas quanto ii instalaç:io. 294 Müxima altura e~tálica de aspiraçiio. 296 Perda de energia devida à comunicaçiio de aceleraçiio ao liquido. 29 Medidas para reduzir a energia J' cedida para acelerar o liquido. 29~ Possibilidade de ruptura da m<lssalíquida. 30() Cimara de ar. 301 Descarga nas bombas de êmbolo. 302 Potência mOlriz. 303 Tipos usuais de bombas de êmbolo. 303 Indicações práticas par,1 in~talações de bombas de êmbolo. 305 ComparaçflO entre (IS turbobombas e as de êmbolo. 305 NPS H nas bombas de êmbolo. 309 Acionamento de bomba de êmbolo por roda d·água. 310 Bibliografia. 311

17 Bombas rotativas. Jl! Generalidades, 312 Classilicaçiio. 312 Funciunamento e grandezas carac1erísticas. 317

'~mprego. 3 1!1 Vàlvula de a lívio . 3 1X Exercício. 31!!

Bibliografia. 319

18 Bombas p<tra comando~ hidr;\u licos. 320 Comando~ hidTáulico~. 320 Circui to,> b;i!'>ico,>. 320 Bombas émpreg'lIJa~. 321 Org:io~ 'luxi liarc .. ue comando e controle. 3:!3 Regulagem. 324 Exemplo de comando óleo-hldràulico. 32-1 Emprego de bOl11b,l'> ro\;l1iva ... 325 Bibliogr;llia. 325 ,

19 Bombas para cenlrai .. de vapor. 326 Centrai~ de vapor. 32fl Bomba~ empreg:u.lu,>. J2X Bibliografi;l. 334

2U Bombas para a indu~lria pelrolífer<1. 335 Introdm;ilo.335 Pelfur.u;iio de po.x,·o'. 33.'1 ProdlH,:;"h) do .. P()ço~. 336 Tran~port e de petroleo e de deri\;u.los petrollfero ... )3'1 Refinari a~. 3-12 Recupcraç:lo do oleo e,palhado no m;IT. 3-1-1 l3ibliogralia. 344

21 Bombeamento de agua de pOl.,·o~. )45 Generalidades. 345 BOl1lba~ de emul~;io de ar. Si,lema "Air-lin" ou ~i~tel11aJ. C. Pohle.

34. Ejetore .. ou Irompa, de agua. 351 Poços prQfllndo,>. 35.'1 Recol1lendaçõc~ de caníler geral quando da inslalaçüo de puçO'l. 355 llibliograti;l. 360

22 Bombas para (1 saneamenlo ba .. ico. )62 Aba,tecimenlO ~le .. gua. 36:!

Capla,;'o de agua. 363 ESla,,';io de Iral;1Il1enlo de aglla. 369 Elevatória dr alIo recalque. 373 Booslers . 37X

bgotos .. anitârit)~. 37X Bombe;1fllerl!o de esgoto~ de prédi()~ com va~o~ ,arllt:írio~ ,>iluado~

abaixo do nível do rolewr pliblieo de e~goto~. )79 Ele\ atórias de e,>goto:;. 3X 1 E~laçã() de tratamento ue csgolO~. 3XR

Drenagem de água, pl11viai,. 397 Bibliogratia. -103

23 ln .. talaçõe~ hidropnellmaticiI~. -105 Generaliu;tdes. 405 Cimam ue ar no recalque. 40S Rc!>ervalúlio hidropneumalleo. -106 [nstalaç;1O de di.sITibuiçâo çum bombeamento diretll. 413 [n.sta l açõc~ com bomba de nJlaç;io variável. -IIX BIbliografia. 420

2-1 Bombas para naviu~. 42 1 Classificaçiío.421 Bomba~ para uso gera l no navio. 421 !lombas para a Central de vapor do navio. -123 Emprego das bombas de acordo com o tipo. 42-1 Bomba!> para navios petroleIros. 425 Maleriai .. das bomba~. 426

Acionarhento, 426 Bombas de comb,lte a incendio, 426 Bibliografia, 427

25 Bombas para centrais hidrciétricas de acumuh\(.~f\O, 428 Generalidades, 428 Tipos de m,iquinas, 430 Bibliogralía. 437

26 Bombas para usinas nucleares, 439 Generalidades, 439 Central nuclear, 440 Reatores de vaporizaçüo dircta da água (BWR), 441 Reatores de ;ígua pressurizada ( PW R). 441 Reatores resfriados a gás (GeR), 443 Reatores de água pesada (HWR). 444 Reatores regeneradores (BR), 445 Tipos de bombas empregadas. 447 Materiais empregados, 452 Bibliografia, 452

27 Bombas para instalações de combate a incêndio, 453 Generalidades, 453 Instalação de bombas no sistema sob comando com hidrantes, 454 Estimativa da descarga no sistema de hidrantes, 457 Bombas cm instahlções com hidrantes. 462 Especitícações de bombas contra incêndio, 463 Inspeçüo e teste das bombas. 467 Bombas em sistemas de ··sprinklers'·, 467 Bombeamento para sistema de espuma, 472 Bibliogratía. 473 ..

2N Bombas especiais. 474 Carneiro hidr<iulico. 474 llombas regenerativas ou bombas-turbinas, 477 Rombas para indústrias quimicas e de process;unento, 479 Rombas solares, 494 Bombas para sólidos, 49R Bibliografia, 5 !O

29 Válvulas, 512 I ntroJuçflO. 512 Clussifiew,:iio,512 V;ílvlllas de gaveta, 513 V;ilvlllas de macho, 521 V<ilvulas ,Ie regulagem. 522 V<ilvulas esféricas ou rotov;ilvulas, 525 V<ilvulas borboleta. 527 V,ilvulas anulares, 528 V;ilvulas que permitem o escoamento em um só ~elltido. V,ílvulas de

retençiio, 53U Válvulas de controle da pressão de montante. Válvula de alívio ou

v;ílvula de segurança, 532 Válvulas de inclusão ou expulsflo de ar, 533 Válvulas de controlç, 536 Válvulas de redução de press:io, 537 V:ílvulas de pressiio constante, 53íi Válvulas diversas. 5311 Materiais empregados, 540 Bibliografia, 544

30 Perdas de carga, 545 Viscosidade, 545 Nlímero de Reynolds, 549 Rugosidade dos encanamentos. 552 Perdas de carga em encanamentos, 554

Exercícios, 557

Fórmu las empíricas. 561 Pe rdas de carga acidentais. 563 Perdas de carg •• recomendadas no dimensionamento de encana­

mento.568 Velocidades recomendadas na aspiração e no recalque. 561} Bibliografia, 579

31 Instalação elétrica p.ml motores de bomba~, 5RO Classificação sum;iria dos motores, 5HO Escolha do mOlOr , 5S3 Tensflo de operação dos motores das bombas, 584 Falor de potencia, 585 Corrente no mOlOr trifásico, 587 Conjugado do motor elétrico, 5R7 Corrente de partida no motor trif,ísico. 5SH Letra-código dos motores . 5R9 Variação do conjugado de partida d'l ~ IlIrbobornbas. 59 1 Ramal de alimentação do motor. 592 Dispositivos de ligaç:io e desligame nto, 592 Disposit ivos de prolc~'ão dos motores , 594 Dispositi vos de prote~'ão de ramal do mOlor, 595 Co mando de bomba com chave de búi .. . 601 Bibliografia, 607

32 Golpe de ariete em in ~t;l l ações dc bombeamento. 60H Gener .. lidades. 6Ol-(

De'icriçflo do fenómeno, 609 C:ilculo do golpe de aríete, 61 1

Método de Parma ki'lII, 611 Recursos empreg;ldo~ para reduzir o~ efeilo ~ do golpe de aríete. fd9 Métodos da P-NU-59I/77 da ABNT. 626

33 Ensaio de bomb,ls Aplicabilidade da P-N B-77X. 639 Laboratório de cn'iaio~. 639 Con<;tit lliç;lo cssencial de um labomtório de e nsaio de bombas, 639

Medições a reali /ar, ~ 1 lllhriogr. lfia. 661

Inlhec alfabcti eo . 6(12