bombas centrifugas b

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  • Engenharia Mecnica

    Sistemas Fluido-Mecnicos

    Prof. MSc. Mario E. Gonzlez Bejarano

  • BOMBAS CENTRFUGAS

    Generalidades

    Turbomquinas cuja principal finalidade transferir energia, do rotor para o fluido por meio da fora centrfuga para

    promover o escoamento.

    Transformam o trabalho mecnico em energia cintica e de presso, cedidas ao lquido.

    So muito usadas devido a sua flexibilidade operacional, baixo custo de manuteno.

    So mais adequadas para trabalhar com grandes vazes e presses moderadas, entretanto j se tem bombas para altas

    presses.

  • Vantagens

    Vazo uniforme Ausncia de ponto morto. Ocupam espao reduzido. Baixo custo de manuteno. Ausncia de vlvulas. Apresentam menos vibraes. Requerem fundaes mais simples. Trabalham com lquidos contendo lama, lodo.

    Desvantagens

    Aspirao difcil. Necessidade de escorva antes de comear a operar. Desaconselhveis para pequenas vazes e grandes presses.

  • Campo de aplicao

    Servios de abastecimento de gua. Estao de tratamento. Servios de esgoto. Sistema de irrigao Sistemas de drenagem. Centrais termeltricas. Centrais de refrigerao Industria txtil. Industria petrolfera, qumica e petroqumica. Industria de minerao. Sistema de combate a incndios Uso martimo. Uso domiciliar, etc.

  • Classificao

    a) Segundo a posio do eixo.

    Horizontal

    Vertical

    Inclinada

    b) Segundo o nmero de rotores

    Simples estgio um rotor Multiestgios vrios rotores.

    c) Segundo a localizao.

    Submersa dentro da fonte de suprimento. No submersa fora da fonte de suprimento.

  • Classificao

    d) Segundo a finalidade.

    - De uso geral.

    - De drenagem.

    - De lodo.

    - De irrigao.

    - De alimentao de caldeira.

    - De condensado.

    - De incndio.

    - De processo.

    - Qumica.

    - Martima, etc.

  • Funcionamento

    O lquido encaminhado para a

    parte central do rotor, entra em

    movimento de rotao e

    impelido para a periferia do rotor

    pela ao da fora centrfuga,

    adquirindo grande velocidade; a

    seguir percorre o entorno da

    carcaa onde parte dessa

    energia de velocidade

    transformada em energia de

    presso e lanado para fora

    da bomba pelo bocal de

    descarga.

  • Elementos mecnicos bsicos

    Por conveno as sees so constitudas por grupos de peas

    afins. Cada pea executa uma tarefa especifica correlacionada com o

    objetivo final. Os sistemas so constitudos por grupos de peas

    suplementares, algumas delas podem ser acessrios ou

    componentes auxiliares da mquina.

    Sees

    - Hidrulica (rotor e carcaa)

    - Mecnica (eixo, mancais)

    - Vedao (anis de gaxeta, selos mecnicos)

    - Suportao (pedestais, suportes, base metlica)

    Sistemas

    - Lubrificao (mancais, acoplamento)

    - Auxiliar de vedao

    - Resfriamento

    - Transmisso de torque direta (acoplamento) ou indireta.

  • ROTORES E INDUTORES

    O rotor ou impelidor o rgo que imprime massa lquida um movimento circulatrio, acelerando-o para a periferia.

    Tem a funo bsica de fornecer energia cintica e de presso ao lquido.

    O rotor recebe energia mecnica de uma fonte motriz externa sob um conjugado de rotao

    Ao girar, o rotor cria uma depresso em sua regio central provocando a aspirao do lquido.

    O numero de rotores da bomba que determina o numero de estgios.

    Partes do rotor

    Olhal de suco: onde o liquido penetra no rotor Palhetas ou ps: transmitem energia e servem de guia para o lquido.

    Paredes: discos circulares que evitam a fuga do lquido no rotor Cubo: parte que prende o rotor no eixo.

  • Rotor ou impelidor

  • Critrios de Projeto

    Um rotor projetado para fornecer uma vazo Q, gerar uma altura manomtrica H quando girar a n rotaes por minuto. Segundo Euler, a transferncia de energia para o liquido depende

    unicamente do modulo e da direo das velocidades das partculas lquidas,

    transmitindo uma acelerao suave e uniforme.

  • Critrios de Projeto

    Os rotores com palhetas curvadas para frente velocidades na sada do rotor; baixo rendimento por perdas por

    atrito e grandes perdas por choque na carcaa.

    Os rotores com palhetas retas - facilidade construtiva, porm baixo rendimento.

    Os rotores com palhetas curvadas para atrs transmitem mais energia como presso que como velocidade,

    poucas perdas por atrito e bom rendimento, so as mais usadas.

    Observao: a bomba, na maioria dos casos, tem a finalidade de

    vencer os desnveis. Isto dever ser conseguido s custas de

    energia de presso e no de energia cintica. Altas velocidades

    aumentam a perda de carga e tornam a bomba antieconmica.

  • Detalhe dos polgonos de velocidades num rotor de bomba centrfuga

  • Tipos de rotor

    a) Quanto a admisso do lquido

    - Simples suco

    - Dupla suco

    b) Quanto s paredes

    - Aberto

    - Semi-aberto

    - Fechado

    c) Quanto direo da sada do fluido

    - Fluxo axial

    - Fluxo radial

    - Misto

  • Rotor de suco simples Rotor de dupla suco

  • CARCAA

    Tem a funo de coletar o lquido que abandona o rotor, gui-lo at o bocal de sada, promover a transformao de parte da

    energia cintica em energia de presso.

    So dotadas de dois bocais: suco de descarga. Por causa da rotao do rotor, o fluido escoa no bocal com trajetria helicoidal pre-rotao. Para reduzir este efeito, so instaladas palhetas guias no bocal de suco.

    Alguns fabricantes constroem bombas de simples estgio destinados a lquidos muito viscosos e dotam a carcaa com

    bocas de visita para limpeza.

  • Desenho esquemtico uma carcaa em corte Carcaa concntrica

  • Tipos de carcaa

    a) Quanto ao formato

    - Concntrica

    - Voluta

    - Dupla voluta

    - Difusora

    - Difusora voluta

    - Difusora dupla voluta

    b) Quanto partio

    - Partida radialmente

    - Partida axialmente

  • EIXO

    Tem a funo bsica de transmitir o torque e o movimento de rotao fornecido pela mquina acionadora para a partida e

    operao da bomba.

    Nas bombas horizontais uma pea nica com diferentes dimetros ao longo de toda a sua extenso.

    Nas bombas verticais, geralmente o dimetro nico ao longo de todo seu comprimento.

  • MANCAIS

    So elementos do apoio do eixo. Eles mantm o conjunto rotativo na posio correta em relao s partes estacionrias da bomba.

    Tipos de mancais:

    - Radiais ou de linha: destinados a receber cargas

    radiais

    - Axiais ou de escora: destinados a receber cargas

    axiais.

    - Mistos ou combinados: recebem cargas axiais e

    radiais.

    - De deslizamento.

    - De rolamento.

  • MATERIAIS

    Os principais fatores que devem ser levados em conta para

    selecionar o material devem ser:

    a) Caractersticas do lquido a ser bombeado:

    - pH

    - concentrao

    - abrasivos

    - slidos em suspenso

    - gases dissolvidos

    b) Condies de servio

    - presso

    - temperatura

    - velocidade

  • c) Corroso

    - uniforme

    - alveolar

    - corroso eroso

    - galvnica

    d) Esforos Mecnicos

    - trao

    - compresso

    - flexo

    - toro

    - choque

    - vibrao

    e) Condies de fabricao

    - fundio

    - usinabilidade

    - soldabilidade

    - grau de acabamento

    - ajustagem

    c) Segurana

    d) Vida til

    e) Custos

    - do material

    - de fabricao

  • Materiais mais usados

    Ferro fundido cinzento Ferro modular NI Resist Ao Carbono Aos inoxidveis Stellite Bronzes Monel, Iconel e Incoloy Hastelloys Carbeto de tungstnio Carbeto de silcio Cermica Carvo-grafite

  • OPERAO

    Curvas caractersticas tericas das bombas centrfugas

    Altura manomtrica

  • Curvas caractersticas tericas

  • ALTURAS DE ELEVAO, POTNCIAS, RENDIMENTOS

  • ALTURAS ESTTICAS

    Altura esttica de aspirao (ha) diferena de cotas entre nvel centro da bomba e da superfcie do reservatrio.

    Altura esttica de recalque (hr) - diferena de cotas entre nvel onde o lquido sai pelo tubo de recalque e o nvel de

    centro da bomba.

    Altura esttica de elevao (he) diferena de cotas entre o lquido no tubo de recalque e o nvel livre no reservatrio de

    captao. Altura geomtrica.

  • Alternativas para linha de aspirao de uma turbobomba

  • Suction lift bomba acima do nvel do reservatrio Total suction head. Bomba afogada