MQUINAS DE FLUXOENGENHARIA MECNICA

2015 / 1

Prof. Me. Johnny Quintino da SilvaEngenheiro Mecnico

8 Semestre - Mquinas de Fluxo - 60 horas

Objetivo: Analisar sistemas de transformao de energia; selecionar, prdimensionar mquinas de fluxo e suas instalaes, interpretar e representarmedidas, analisar o comportamento dinmico de sistemas.

MQUINAS DE FLUXOApresentao da disciplina

Ementa:

1. Descrio das mquinas de fluxo;2. Teoria monodimensional;3. Bombas4. Turbinas;5. Aplicaes a sistemas de fluidos;

MQUINAS DE FLUXOApresentao da disciplina

8 Semestre - Mquinas de Fluxo - 60 horas

Bibliografia Bsica:

MACINTYRE, J.A., 1997, Bombas e Instalaes de Bombeamento,2 Edio, LTC, Rio De Janeiro, Brasil.

HELIO CREDER, 1990, Instalaes Hidrulicas e Sanitrias, LTC

EPAMINONDAS Pio C. Lima , 2003, Mecnica das Bombas 2a.edio , Intercincia

Bibliografia Complementar:

FOX, R.W., McDonald, A.T. Introduo Mecnica dos Fluidos,LTC,6a Ed.

MQUINAS DE FLUXOApresentao da disciplina

1.1 - Conceito.

1.2 - Tipos de mquinas de fluxo.

1.3 - Partes de uma mquina de fluxo.

1 - Descrio das mquinas de fluxoMQUINAS DE FLUXO

Definio de Mquina de Fluido

Sistemas Fluidomecnicos: conjunto formado por mquinas e/oudispositivos cuja funo extrair ou adicionar energia de/para um fluido detrabalho.

O fluido de trabalho pode estar confinado entre as fronteiras do sistemaformado pelo conjunto de mquinas e dispositivos, ou escoar atravsdestas fronteiras.

Mquina de Fluido: o equipamento que promove a troca de energia entreum sistema mecnico e um fluido, transformando energia mecnica emenergia de fluido ou energia de fluido em energia mecnica.

1.1 - Conceito

Mquinas de Fluido: classificao das mquinas de fluido.

1.1 - Conceito

Mquina Hidrulica: aquela em que o fluido que troca sua energia novaria sensivelmente de massa especfica em seu percurso atravs damquina. Considera-se a hiptese de cte.

Mquina Trmica: aquela em que o fluido em seu percurso atravs damquina varia sensivelmente de massa especfica e volume especfico.No se pode considerar cte.

As mquinas de fluido so normalmente subdivididas em dois tiposprincipais:

Mquinas de deslocamento positivo (positive displacement machines)

Mquinas de fluxo (turbomachines).

1.1 - Conceito

Mquinas de deslocamento positivo (positive displacement machines):

Uma quantidade fixa de fluido de trabalho confinada durante suapassagem atravs da mquina. A transferncia de energia feita porvariaes de volume que ocorrem devido ao movimento da fronteira naqual o fluido est confinado.

Estas podem ser rotativas como a bomba de engrenagens ou alternativascomo o compressor de pisto.

1.1 - Conceito

Bomba de engrenagem

Bomba de cavidade progressiva

Bomba de parafusos

1.1 - Conceito

Compressor alternativo Compressor rotativo - parafuso

Motor alternativo de pisto

1.1 - Conceito

Mquinas de fluxo (turbomachines):

Nas mquinas de fluxo, s vezes denominadas de mquinas dinmicas, ofluido no se encontra em momento algum confinado e sim num fluxocontnuo atravs da mquina, submetido a trocas de energia devido aefeitos dinmicos.

1.1 - Conceito

1.1 - Conceito

Turbina a gs

Ventilador

Turbina a vapor

1.1 - Conceito

TurbocompressorBomba centrfuga

1.1 - Conceito

Caractersticas principais das mquinas de fluxo e de deslocamento.

1.1 - Conceito

Mquinas operatrizes

Energia mecnica Energia de fluido: mquinas operatrizes.

H o aumento do nvel energtico de um fluido a partir do fornecimento deenergia mecnica; transferem potncia a um escoamento de fluido.

As mquinas operatrizes destinam-se movimentao e/ou compressode fluidos, requerendo para isso o recebimento de potncia proveniente deum acionador. Nesse grupo, podemos destacar:

Ventiladores; Bombas; Compressores; Mquinas Multifsicas.

1.2 - Tipos de Mquina de Fluxo

Mquinas motrizes

Energia de fluido Energia mecnica: mquinas motrizes.

A energia mecnica produzida a partir da reduo do nvel energtico deum fluido; obtm potncia a partir de um escoamento de fluido.

As mquinas motrizes so capazes de disponibilizar potncia num eixo apartir do escoamento de fluidos atravs do seu interior e trabalham,usualmente, como acionadores de mquinas operatrizes. Podemosdestacar nessa categoria:

Turbinas a vapor; Turbinas a gs; Expansores.

1.2 - Tipos de Mquina de Fluxo

O processo efetuado por uma bomba centrfuga depende de dois rgos fundamentais: impelidor e difusor.

Detalhe das palhetas mostrando o acrscimo

progressivo de rea

No interior do impelidor,o fluido recebe energianas formas de entalpia eenergia cintica.

Ao passar pelo difusor, a parcela deenergia recebida na forma de energiacintica convertida em entalpia.

1.3 Partes de uma Mquina de Fluxo

O impelidor um rgo mvel munido de ps e acionado pelo eixo damquina, responsvel pela transferncia de energia ao lquido. Essa energia assimilada principalmente em duas formas: energia cintica e entalpia (queengloba as parcelas referentes energia interna e presso).

O difusor um rgo fixo cujo papel promover a converso da energiacintica absorvida pelo lquido no impelidor em entalpia. A maioria dasbombas de simples estgio utiliza carcaa tipo voluta, com um condutodivergente situado na extremidade de sada da bomba. Outra formaconstrutiva corresponde carcaa em difusor, com a utilizao de psdifusoras.

Carcaa em voluta Carcaa em difusor (com ps difusoras)

1.3 Partes de uma Mquina de Fluxo

Impelidor e Difusor tipo anel1.3 Partes de uma Mquina de Fluxo

Uma parcela da elevao total depresso por estgio se d ao longoda passagem pelos canaisformados pelas ps do impelidor.

ELEVAO DE PRESSO NO INTERIOR DE UM ESTGIO CENTRFUGO

Na extremidade da voluta existe umbocal onde ocorre o processo dedifuso.

1.3 Partes de uma Mquina de Fluxo