Estudos sobre Estações de Bombeamento e Bombas Hidráulicas

ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO Bombas hidráulicas Prof Arthur Carniato Sanches UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS Campus de DouradosMS Rodovia Dourados Itahum Km 12 Cidade Universitária Estação de Bombeamento Dividida em Sistema de Adução São obras de engenharia utilizadas para bombear fluidos de uma posição situada em uma dada cota para outra posição localizada em uma cota mais elevada Sistema de bombeamento Sistema de recalque Bombas Hidráulicas São máquinas que recebem energia potencial força motriz de um motor ou turbina e transformam parte desta potência em energia cinética movimento e energia de pressão força cedendo estas duas energias ao fluído bombeado de forma a recirculálo ou transportálo de um ponto a outro DEFINIÇÃO Bombas Hidráulicas Classificação 1 Bombas volumétricas ou estáticas alternativas 2 Bombas de escoamento ou dinâmicas 3 Bombas especiais Parafuso de Arquimedes e Carneiro Hidráulico As bombas podem ser classificadas pela sua aplicação ou pela forma com que a energia é cedida ao fluído De acordo com o modo de transferência de energia podemos classificar em Bombas Hidráulicas 1 Bombas volumétricas ou estáticas Comunicam aumento de pressão ao fluído provocando o seu deslocamento A quantidade de líquido é proporcional as dimensões geométricas da bomba Tem como característica produzir uma vazão média constante independente da carga pressão Tipos a ALTERNATIVA Movimento alternativo do órgão propulsor pistão êmbolo ou diafragma b ROTATIVAS Movimento de rotação no interior da carcaça engrenagens lóbulos e palhetas Bombas Hidráulicas a Bombas volumétricas movimento alternado PISTÃO As primeiras bombas utilizadas em abastecimento de água eram do tipo de deslocamento direto de movimento alternado a pistão movimentadas por máquinas a vapor Quando o pistão se desloca para cima a pressão no cilindro se reduz a válvula de retenção na linha de sucção se abre e o líquido entra Quando o pistão chega ao final do cilindro o movimento se inverte e o pistão se desloca para baixo Aumenta a pressão no cilindro e a válvula de admissão fecha A pressão aumenta e a válvula de descarga se abre e o líquido sai pressurizado Bombas Hidráulicas Imagemwwwccaufscbr a Bombas volumétricas movimento alternado PISTÃO Imagemhttpwwwescoladavidaengbrmecflubasicaaula4e5unidade7htm As bombas alternativas de pistão só podem ser utilizadas para deslocamento de fluidos clarificados e limpos não podendo manusear fluidos abrasivos São utilizadas para altas pressões que somente são alcançadas para esses tipos de bombas porém fornecem baixas vazões Bombas Hidráulicas Imagemwwwccaufscbr a Bombas volumétricas movimento alternado PISTÃO Imagemhttpwwwescoladavidaengbrmecflubasicaaula4e5unidade7htm Bombas Hidráulicas a Bombas volumétricas movimento alternado PISTÃO Ex Bomba de pistão acionada por roda dágua Bombas Hidráulicas Funcionam como bombas de pistão O movimento é alternativo e provocado por um elemento flexível de metal borracha ou plástico É adequada para fluídos tóxicos e corrosivos soluções alcalinas polpas líquidos biológicos etc pois se elimina o contato do líquido com os selos mecânicos Imagemwwwccaufscbr a Bombas volumétricas movimento alternado DIAFRAGMA Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Nas bombas rotativas o líquido recebe a ação de forças provenientes de uma ou mais peças dotadas de movimento de rotação que comunicando energia de pressão provocam seu escoamento A ação das forças se faz segundo a direção que é praticamente a do próprio movimento de escoamento do líquido A descarga e a pressão do líquido bombeado sofrem pequenas variações quando a rotação é constante Imagemwwwccaufscbr Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Existe uma grande variedade de bombas rotativas que encontram aplicação não apenas no bombeamento convencional mas principalmente nos sistema de lubrificação nos comandos controles e transmissões hidráulicas e nos sistemas automáticos com válvulas de seqüencia Classificação das bombas rotativas Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de palhetas Muito usada para alimentação de caldeiras e para sistema óleodinâmico de acionamento de média ou baixa pressão Imagens wwwtetraloncombr Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de parafusos O fluido é admitido pelas extremidades e devido ao movimento de rotação e aos filetes dos parafusos que não têm contato entre si é empurrado para a parte central onde é descarregado Essas bombas são muito utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade elevada wwwempucrsbrlsfmalunoslucgabbombas1htmlusg Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de engrenagem Destinamse ao bombeamento de substâncias líquidas e viscosas lubrificantes ou não mas que não contenham partículas óleos minerais e vegetais graxas melaços etc Imagenswwwflowservecom Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de engrenagem Consiste em duas rodas dentadas trabalhando dentro de uma caixa com folgas muito pequenas em volta e do lado das rodas Imagemwwwccaufscbr Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de engrenagem Com o movimento das engrenagens o fluido aprisionado nos vazios entre os dentes e a carcaça é empurrado pelos dentes e forçado a sair pela tubulação de saída Quando a velocidade é constante a vazão é constante wwwunicampbrfeaortegaaulasaula10Bombasppt Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de lóbulos Têm o princípio de funcionamento similar ao das bombas de engrenagens Podem ter dois três ou até quatro lóbulos conforme o tipo wwwempucrsbrlsfmalunoslucgabbombas1htmlusg Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bomba de lóbulos Por ter um rendimento maior as bombas de três lóbulos são as mais comuns São usadas no bombeamento de produtos químicos líquidos lubrificantes ou nãolubrificantes de todas as viscosidades Imagens wwwtetraloncombr Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bombas centrífugas Imagens Nelson R Amanthea A energia é fornecida continuamente ao fluido por um rotor que gira a alta velocidade aumentando a energia cinética que depois é transformada em energia de pressão Bombas Hidráulicas b Bombas volumétricas ROTATIVAS Bombas centrífugas Imagens Nelson R Amanthea Partes de uma bomba centrífuga Filme Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Imagens Nelson R Amanthea Princípio de funcionamento O líquido é succionado pela ação de um impulsor que gira rapidamente dentro da carcaça O movimento produz uma zona de vácuo no centro e outra de alta pressão na periferia Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Imagens Nelson R Amanthea Princípio de funcionamento O líquido é succionado pela ação de um impulsor que gira rapidamente dentro da carcaça O movimento produz uma zona de vácuo no centro e outra de alta pressão na periferia Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Bomba com Difusor o fluido escoa através de uma série de palhetas fixas que formam um anel difusor Isso aumenta a conversão da energia cinética em energia de pressão mais do que na bomba de voluta simples Escoamento dentro de uma bomba centrífuga a Bomba de voluta simples b Bomba com difusor Bombas Hidráulicas Imagens wwwtetraloncombr Bombas centrífugas O fluido é descarregado na voluta ou no difusor onde é desacelerado A energia cinética é convertida em energia de pressão Quanto maior é o número de palhetas menor é a perda por turbulência Bombas Hidráulicas Imagens wwwtetraloncombr Bombas centrífugas Escoamento Axial Descarrega o fluido axialmente é adequado para altas vazões e baixas pressões Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Escoamento Radial Descarrega o fluido na periferia radialmente desenvolve altas pressões adequado para baixas vazões Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Escoamento Misto Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Tipos de rotores Fechado O rotor fechado tem as pás compreendidas entre dois discos paralelos podendo ter entrada de um só lado sucção simples ou de ambos os lados Para líquidos sem partículas em suspensão Imagem indústrias Schneider Imagem Nelson R Amanthea Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Tipos de rotores Semiaberto Incorpora uma parede no rotor para prevenir que matéria estranha se aloje no rotor e interfira na operação Imagem indústrias Schneider Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Tipos de rotores Aberto Palhetas montadas sobre o eixo Vantagem líquidos com sólidos em suspensão Desvantagem sofrer maior desgaste Imagem Nelson R Amanthea Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Um rotor Simples estágio Número de rotores Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas Vários rotores Múltiplos estágios vários rotores operando em série que permitem o desenvolvimento de altas pressões Número de rotores Bombas Hidráulicas Imagens wwwunicampbrfeaortegaaulasaula10Bombasppt Bombas centrífugas Tipos de entrada Simples Utilizada em pequenas unidades Bombas Hidráulicas Imagens wwwalibabacom Bombas centrífugas Tipos de entrada Dupla Quando há entradas simétricas em ambos os lados do impulsor Nesse caso há melhor distribuição dos esforços mecânicos além de proporcionar uma área de sucção maior o que permite trabalhar com uma menor altura positiva na sucção NPSH e diminui a possibilidade de cavitação Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas As bombas centrífugas baseado na direção principal do fluxo podem ter Fluxo axial quando a direção do fluido bombeado é paralela em relação ao eixo de rotação Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas As bombas centrífugas baseado na direção principal do fluxo podem ter Fluxo misto quando a direção do fluido bombeado é inclinada em relação ao eixo de rotação Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas As bombas centrífugas baseado na direção principal do fluxo podem ter Fluxo radial quando a direção do fluido bombeado é perpendicular ao eixo de rotação Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas As bombas centrífugas baseado na direção principal do fluxo podem ser Fluxo axial simples ou múltiplo estágio impulsor abertofechado Fluxo misto e Fluxo radial Estágio simples ou Múltiplo estágio Sucção simples ou Sucção dupla Autoescorvante ou Não escorvante Nos dois últimos casos o impulsor pode ser aberto semiaberto ou fechado Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas autoescorvante Filme Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas VANTAGENS a Construção simples e baixo custo b Fluido é descarregado a uma pressão uniforme sem pulsações c A linha de descarga pode ser estrangulada parcialmente fechada ou completamente fechada sem danificar a bomba d Permite bombear líquidos com sólidos e Pode ser acoplada diretamente a motores f Não há válvulas envolvidas na operação de bombeamento g Menores custos de manutenção que outros tipos de bombas h Operação silenciosa depende da rotação Bombas Hidráulicas Bombas centrífugas DESVANTAGENS a Não servem para altas pressões b Sujeitas à incorporação de ar precisam ser escorvadas c A máxima eficiência da bomba ocorre dentro de um curto intervalo de condições d Não consegue bombear líquidos muito viscosos Bombas Hidráulicas c Bombas Especiais Parafuso de Arquimedes O parafuso de Arquimedes tem capacidade para elevar com eficiência águas contendo material sólido em suspensão Muito eficiente para elevar grandes vazões a pequenas alturas 4 a 5 mca Bombas Hidráulicas c Bombas Especiais Carneiro Hidráulico O carneiro hidráulico também chamado bomba de aríete hidráulico é uma máquina mista com característica de geratriz e de operatriz que funciona pelo movimento da água através de válvulas de modo que a única fonte de energia é a própria descarga e a altura da água disponível na captação Bombas Hidráulicas c Bombas Especiais Carneiro Hidráulico Funciona em decorrência exclusiva da energia proveniente do golpe de aríete gerado internamente intermitentemente durante seu funcionamento permitindo elevar uma parcela da água que nele penetra a uma cota superior à de captação Final da apresentação Hidráulica Agrícola Prof Dr Arthur Carniato Sanches DOURADOS MS