As Bombas Hidráulicas

2 TIPOS DE BOMBAS

São equipamentos que comunicam energia de modo contínuo ao escoamento de um fluido. Segundo Porto, “o principio básico de transferência da energia recebida pela bomba, de uma fonte externa, ao fluido é a existência, no corpo ou caixa da máquina, de uma roda ou rotor que, ao girar comunica ao fluido aceleração centrífuga e consequente aumento da pressão. A ação do rotor orienta a trajetória das partículas dentro do corpo da bomba, desde a seção de entrada até a saída.”

As bombas são classificadas em dois grupos:

• Bombas de deslocamento positivo (FIG. 1 e FIG. 2): As forças transmitidas ao líquido possuem mesma direção do movimento geral e a energia é transmitida na forma de pressão

• Turbobombas: A transferência de energia é realizada pela ação (rotação) de um órgão propulsor (rotor ou impelidor) e fornecem energia de modo contínuo ao escoamento de um fluido

Figura 1 - Bombas volumétricas ou de deslocamento positivo[pic 1]

Figura 2 - Bombas alternativas

[pic 2]

2.1 Turbobombas

As turbobombas ou bombas centrífugas são classificadas segundo a direção do escoamento do fluido em seu rotor em radial, axial ou mista (FIG. 3).

Figura 3 – Tipos de turbobombas

[pic 3]

Segundo Azevedo Netto, “para atender ao seu grande campo de aplicação, as bombas centrífugas são fabricadas nos mais variados modelos, podendo a sua classificação ser feita segundo vários critérios.”

Classificação segundo número de rotores: Simples estágio ou de múltiplo estágio

Classificação tipos de rotores (FIG. 4): aberto, fechado e semiaberto.

Figura 4 – Diferentes tipos de rotor: a) aberto, b) semiaberto, c) fechado

[pic 4]

2.2 Rotação específica

De acordo com Porto, “a rotação especifica do rotor da máquina, cujo valor, calculado no ponto de rendimento ótimo, caracteriza a forma da máquina e serve de critério para sua classificação.” A rotação específica é um coeficiente utilizado para prever o comportamento de uma bomba ou família de bombas.

Para uma família de bombas geometricamente semelhantes utiliza-se a equação:

[pic 5]

onde: ns= velocidade de rotação de um rotor de uma bomba que eleva a vazão de 1 m3/s em uma instalação com 1 m de Hm com o máximo de rendimento

Observações em bombas com dupla sucção, dividir a vazão por 2; para bombas múltiplo estágio, dividir Hm pelo número de estágios.

Dada a faixa de utilização de uma bomba, esta pode ter vários valores de ns (FIG. 5)

Figura 5 – Valores de ns

[pic 6]

2.3 Curvas Características das Bombas

Segundo Azevedo netto, “o resultado de ensaio de uma bomba centrífuga, funcionando com velocidade constante, podem ser representados em um diagrama traçando-se as curvas características de carga, rendimento e potencia absorvida, em relação à vazão.”

Para as bombas que funcionam acima do nível da água utilizam-se as seguintes equações:

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

onde: hs = altura estática de sucção (centro da bomba e superfície da água de captação)

hr = altura estática de recalque (centro da bomba e ponto onde o liquido é abandonado ao sair do tubo de recalque)

he = altura estática de elevação (altura geométrica)

Hs = altura total (dinâmica) de sucção

Hr = altura total (dinâmica) de recalque

Figura 6 – Bomba acima do nível da água

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Para as bombas que funcionam abaixo do nível da água utilizam-se as seguintes equações:

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Figura 7 – Bomba abaixo do nível da água

[pic 14]

2.4 Rendimentos da bomba

Segundo Azevedo Netto, “o rendimento das máquinas até certo ponto pode variar com a potência, por motivos construtivos, sendo mais elevado para as grandes máquinas.”

O rendimento hidráulico pode ser obtido pela seguinte equação:

[pic 15]

onde: Hm = energia absorvida por 1 kg de fluido

HTH= energia cedida a cada 1 Kg de fluido

O rendimento volumétrico é causado por perdas devido a vazamentos decorrentes da folga entre o eixo e a caixa da bomba e recirculação e pode ser obtido pela seguinte equação:

[pic 16]

onde: Q = vazão recalcada

q = recirculação e vazamentos

O rendimento mecânico leva em conta que parte da potência necessária é usada para vencer as resistências passivas das bombas e  pode ser obtido pela seguinte equação:

[pic 17]

onde: Pot = potência necessária ao acionamento

Pot = potência dissipada por atrito mecânico  [pic 18]

3 ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS

A associação de bombas é indicada para situações onde há a necessidade de variação da vazão e da altura manométrica tal que tornaria tecnicamente ou economicamente inviável o atendimento com uma única bomba.

3.1 Associação em paralelo

A associação em paralelo tem como finalidade aumentar a vazão e dar ao sistema maior flexibilidade, além de permitir a manutenção de unidades de bombeamento. Segundo Azevedo Netto, “se as bombas trabalharem em paralelo, admitindo-se a mesma altura manométrica, somando-se as vazões das unidades instaladas, desde que não seja alterada a altura manométrica (bombas semelhantes).”