Engenharia Civil

O que é bomba?

As bombas são equipamentos mecânicos que fornecem energia mecânica a um fluído incompressível.

Definição

Bombas são máquinas operatrizes hidráulicas que fornecem energia ao líquido com a finalidade de transportá-lo de um ponto a outro. Normalmente recebem energia mecânica e a transformam em energia de pressão e cinética ou em ambas.

Classificação As bombas podem ser classificadas em duas categorias, a saber:

• Turbo-Bombas, Hidrodinâmicas ou Rotodinâmicas - são máquinas nas quais a movimentação do líquido é desenvolvida por forças que se desenvolvem na massa líquida em conseqüência da rotação de uma peça interna (ou conjunto dessas peças) dotada de pás ou aletas chamada de roto;

• Volumétricas ou de Deslocamento Positivo - são aquelas em que a movimentação do líquido é causada diretamente pela movimentação de um dispositivo mecânico da bomba, que induz ao líquido um movimento na direção do deslocamento do citado dispositivo, em quantidades intermitentes, de acordo com a capacidade de armazenamento da bomba, promovendo enchimentos e esvaziamentos sucessivos, provocando, assim, o deslocamento do líquido no sentido previsto.

São exemplos de bombas rotodinâmicas as conhecidíssimas bombas centrífugas e de bombas volumétricas as de êmbolo ou alternativas e as rotativas (Figura 1).

Figura 1 - Esquemas de bombas volumétricas

Os tipos de Bombas:

Bombas Centrífugas

Definição

Bombas Centrífugas são bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante.

Constam de uma câmara fechada, carcaça, dentro da qual gira uma peça, o rotor, que é um conjunto de palhetas que impulsionam o líquido através da voluta (Figura 2). O rotor é fixado no eixo da bomba, este contínuo ao transmissor de energia mecânica do motor. A carcaça é a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de velocidade é transformada em energia de pressão, o que possibilita o líquido alcançar o ponto final do recalque. É no seu interior que está instalado o conjunto girante (eixo-rotor) que torna possível o impulsionamento do líquido.

Figura 2 - Voluta em caracol

A carcaça pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta é a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura 3). Como as áreas na voluta não são simetricamente distribuídas em torno do rotor, ocorre uma distribuição desigual de pressões ao longo da mesma. Isto dá origem a uma reação perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se acentua à medida que a máquina sofra redução de vazões, baixando seu rendimento. Como conseqüência deste fenômeno temos para pequenas vazões, eixos de maior diâmetro no rotor. Outra providência para minimizar este empuxo radial é a construção de bombas com voluta dupla, que consiste em se colocar uma divisória dentro da própria voluta, dividindo-a em dois condutos a partir do início da segunda metade desta, ou seja, a 180o do início da "voluta externa", de modo a tentar equilibrar estas reações duas a duas, ou minimizar seus efeitos.

Figura 3 - Voluta dupla

Para vazões médias e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilíbrio do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilíbrio do empuxo radial. A carcaça tipo difusor não apresenta força radial, mas seu emprego é limitado a bombas verticais tipo turbina, bombas submersas ou horizontais de múltiplos estágios e axiais de grandes vazões. A carcaça tipo difusor limita o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento torna-se reduzida.

Vantagens das bombas centrífugas:

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. Não há válvulas envolvidas na operação de bombeamento. Menor custo de manutenção que outros tipos de bombas Operação silenciosa (depende da taxa de rotação, de não ter sólidos em suspensão e de não cavitar)

Desvantagens das bombas centrífugas:

a) Não servem para pressões muito altas

b) Sujeitas à incorporação de ar precisam ser escorvadas

c) A máxima eficiência da bomba ocorre dentro de um curto intervalo de vazões

d) Não consegue bombear líquidos viscosos (limite 40 cP)

Classificação

A literatura técnica sobre classificação de bombas é muito variada, havendo diferentes interpretações conceituais. Aqui apresentamos uma classificação geral que traduz, a partir de pesquisas bibliográficas e textos comerciais, nossa visão sobre o assunto.

• Quanto à altura manométrica (para recalque de água limpa):

o baixa pressão (H £ 15 mca); o média pressão (15 < H < 50 mca); o alta pressão (H ³ 50 mca).

(OBS: Para recalques de esgotos sanitários, por exemplo, os limites superiores podem ser significativamente menores).

• Quanto à vazão de recalque: • pequena (Q £ 50 m3/hora);

• Quanto à direção do escoamento do líquido no interior da bomba:

O radial ou centrífuga pura, quando o movimento do líquido é na direção normal ao eixo da bomba (empregadas para pequenas e médias descargas e para qualquer altura manométrica, porém caem de rendimento para grandes vazões e pequenas alturas além de serem de grandes dimensões nestas condições); o diagonal ou de fluxo misto, quando o movimento do líquido é na direção inclinada