UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO – UEMA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA E DE PRODUÇÃO

DISCIPLINA DE MÁQUINAS DE FLUXO

NATÁLIA DOS SANTOS SILVA – 101K208

MÁQUINAS DE FLUXO

Aplicação de turbobombas

São Luís – MA 2013

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO – UEMA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA E DE PRODUÇÃO

PROFESSOR: DIEGO

MÁQUINAS DE FLUXO

Aplicação de turbobombas

Natália dos Santos Silva – 101k208

Trabalho de pesquisa apresentado

à disciplina Máquinas de Fluxo para

obtenção de pontos complementares

referentes à mesma

São Luís – MA

2013

BOMBAS CENTRÍFUGAS

CONCEITO DE BOMBA CENTRÍFUGA

É aquela que desenvolve a transformação de energia através do

emprego de forças centrifugas. As bombas centrífugas possuem pás

cilíndricas, com geratrizes paralelas ao eixo de rotação, sendo essas pás fixadas a um disco e auma coroa circular, compondo o rotor da bomba.

PRINCIPIO E FUNCIONAMENTO

O funcionamento da bomba centrífuga baseia-se, praticamente, na criação de uma zona de baixa pressão e de uma zona de alta pressão.

Para o funcionamento, é necessário que a carcaça esteja completamente cheia de liquido e portanto, que o rotor esteja mergulhado no liquido.

Devido à rotação do rotor, comunicada por uma fonte externa de

energia (geralmente um motor elétrico), o liquido que se encontra entre as palhetas no interior do rotor é arrastado do centro para a periferia pelo

efeito da força centrífuga. Produz-se assim uma depressão interna ao rotor, o que acarreta um fluxo vindo através da conexão de sucção. O liquido

impulsionado sai do rotor pela sua periferia, em alta velocidade e é lançado na carcaça que contorna o rotor. Na carcaça grande parte da energia cinética do liquido (energia de velocidade) é transformada em energia de

pressão durante a sua trajetória para a boca de recalque. Faz-se necessária essa transformação de energia porque as

velocidades do liquido na saída do rotor, seriam prejudiciais às tubulações de recalque e também porque a energia de velocidade pode ser facilmente dissipada por choques nas conexões e peças das canalizações de recalque.

PRINCIPAIS COMPONENTES

A bomba centrifuga e constituída essencialmente de duas partes:

a) uma parte móvel: rotor solidário a um eixo (denominado conjunto girante)

b) uma parte estacionaria carcaça(com os elementos complementares: caixa de gaxetas, mancais, suportes estruturais, adaptações para

montagens etc,.).

APLICAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

INDÚSTRIA QUÍMICA, PETROQUÍMICA E REFINARIAS

As bombas centrífugas são usadas no bombeamento de água limpa, água do mar, condensados, óleos, lixívias, para pressões de até 216 kgf/cm

e temperaturas de até 140 ºC. Existem bombas centrifugas também de voluta, para a indústria química e petroquímica, refinarias, indústria açucareira, para água quente

até 300 ºC e pressões de até 225 kgf/cm. É o caso das bombas CZ da Sulzer-Weise. As bombas de processo podem operar com temperatura de

até 400ºC e pressões de até 245 kgf/cm(ex.: bombas MZ da Sulzer-Weise).

01ª) Uma bomba centrífuga, cuja eficiência é de 80%, possui rotor de diâmetro 20 cm e bombeia água a 1170 rpm e a uma vazão de 1500 litros

por minuto. A velocidade específica da bomba é igual a 4.5.

a) Determine a vazão resultante quando ela funcionar a 1750 rpm;

b) Determine a elevação de carga obtida a 1170 e a 1750 rpm;

c) Determine a potência de alimentação necessária a 1170 e a 1750

rpm;

1 2

ω 1170 rpm

1750 rpm

Φ 1500 l/min

?

h ? ?

Pa ? ?

Dados adicionais:

Eficiência da bomba (η) = 80 % Diâmetro do rotor (D) = 20 cm

Densidade da água (ρ) = 1000 kg/m3 Velocidade específica (ωe) = 4.5

Pelas leis de bombas

Da definição de velocidade específica

A elevação de carga também poderia ter sido calculada por meio das leis de bombas

A potência mecânica entregue pela bomba é dada por

onde Φm é a vazão mássica do fluido. Assim

Novamente pelas leis de bombas

A potência também poderia ter sido calculada pela expressão alternativa

02ª) Uma bomba centrífuga, com rotação igual a 1750rpm e curva

característica dada pela tabela a seguir, está conectada a um sistema de elevação de água que consta de duas tubulações em paralelo e dois

reservatórios. Uma tubulação de 0,10m de diâmetro, comprimento de 360m e fator de atrito f=0,015 está ligada ao reservatório com nível d’água na cota 800,00m, e a outra, de 0,15m de diâmetro, comprimento de 900m e

fator de atrito f=0,030, está ligada ao reservatório com nível d’água na cota 810,00m. O reservatório inferior tem nível d’água na cota 780,00m.

Assumindo que os fatores de atrito sejam constantes, independentes da vazão, determine:

a) Ponto de funcionamento do sistema;

b) As vazões em cada tubulação da associação;

c) A potência necessária à bomba

a) Q = 0,030 m³/s, H = 34m e η = 70%

b) Q1=0,018 m³/s Q2=0,012 m³/s Pot= (9,8 x 0,03 x 34)/0,70 = 14,28 kW (19,42 CV)

03ª) Uma bomba centrífuga impulsiona uma vazão de 2,5m³/s e adiciona

uma carga de 20m ao sistema, se a bomba opera com 85% de eficiência, determine a potência na entrada da bomba.

= 576823 W = 784 CV