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Engenharia Mecânica ·
Mecânica dos Fluidos
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MÁQUINAS DE FLUXO\n\nTEORIA\n\n1) Bombas Centrífugas;\n2) Compressores Alternativos;\n3) Compressores Centrífugos;\n4) Compressores Axiais;\n5) Turbinas à Vapor;\n6) Turbinas à Gás.\n\nMÁQUINAS DE FLUXO - Pode ser definida como um transformador de energia (sendo necessariamente o trabalho mecânico uma das formas de energia) no qual o meio operante é um fluido que, em sua passagem pela máquina, interage com um elemento rotativo, não se encontrando, em qualquer instante, confinado.\n\nExemplos de máquinas de fluxo:\n\n* Turbinas Hidráulicas;\n* Ventiladores;\n* Bombas Centrífugas;\n* Turbinas à Vapor;\n* Turbocomressores;\n* Turbinas à Gás. Classificação das Máquinas de Fluxo:\n\nEntre os diferentes critérios para classificar as máquinas de fluxo:\n\n1) Segundo a direção da conversão de energia;\n2) Segundo a forma dos canais entre as pás do rotor;\n3) Segundo a trajetória do fluido no rotor.\n\nBombas Centrífugas:\n\n* Bombas - São máquinas empregadas hidráulicas que conferem energia ao líquido com a finalidade de transportá-lo de um ponto para outro.\n\n- Elas recebem energia de uma fonte motora qualquer e gerem parte dessa energia ao fluido sob forma de energia de pressão, cinética ou ambas as energias.\n\nEnergia Elétrica → Energia Mecânica → Escoamento\n\n→ A relação entre a energia cedida pela bba ao líquido e a energia que foi recebida da fonte motora, fornece o rendimento da bomba. Classificação das Bombas:\n\nA) Turbobombas, BBAs Rotodinâmicas ou Centrífugas.\nB) BBAs de Deslocamento Positivo ou Volumétricas.\n\nBombas\n\nCentrífugas ou Turbobombas\n\nBBAs de Fluxo Misto\nBBAs de Fluxo Axial\n |\n BBAs Alternativas\n |\n BBAs Rotativas\n\nBombas Centrífugas:\n\n- As centrífugas, denominadas também de turbo máquinas, compreendem as máquinas dotadas de rotor, montadas sobre um eixo e atolada sobre uma carga de configuração aplicada.\n\n- A ação de bombeamento produz, quando a máquina impulsiona o líquido transportado, simultaneamente, a circulação do fluido através da bba, originando uma redução ou sucção no lado de admissão. À vaza depende da temperatura e da descarga, a característica de funcionamento depende da forma do rotor, bem como do tamanho e velocidade da bomba.\n\nAs bombas centrífugas têm um rotor cuja forma oblitga ao líquido deslocar-se radialmente, outras possuem rotores que deslocam o líquido axialmente.\n\n\"Bombas de fluxo misto\" deslocam o líquido mediante componentes axiais e radiais de velocidade.\n\n\"A bomba centrífuga\" converte a energia mecânica, fornecida por um motor elétrico por exemplo, diesel, turbina a vapor ou gás, em energia cinética que é adicionada ao líquido que deve ser bombeado, esta energia existe no interior do líquido e é transformada em energia potencial, ou seja, devido à pressão (energia de pressão).\n\nO elemento rotatório da bomba centrífuga, acionado pelo impulsor, é denominado rotor.\n\nA água começará a girar acompanhando o movimento das palhetas e, posteriormente, se deslocando para o exterior desta, devido às forças centrífugas (dá-se a denominação destas), saindo, se mover, por uma passagem para um lugar fora do diâmetro externo do rotor. O resultado, portanto, é o de fornecer energia a um líquido, em um determinado ponto, para que este se movimente para outro estabelecido.\n\nEm uma \"bomba centrífuga\" o fluido é forçado, seja pela pressão atmosférica ou por algum tipo de forma, a penetrar em um sistema de palhetas rotativas, constituindo estas um propulsor que descarrega um fluido na sua periferia, sob elevada da velocidade, esta velocidade se transforma em pressão, devido à energia sobre o fluido.\n\nA \"carcaça\" da bomba tem como finalidade guiar o escoamento até o brocal de saída podendo continuar a transformação da energia cinética em energia de pressão.\n\nA \"carcaça\" é projetada para que um determinado ponto da sua parte tenha uma folga mínima entre ela e a parte externa do diâmetro do rotor.\n\nO projeto mecânico da \"carcaça\" da bomba permite uma classificação quanto ao posicionamento de seu eixo, como: horizontal, vertical ou inclinado. • Aplicações das bombas centrífugas:\n * Bombas de circulação de água\n → São 3 tipos: \n * Centrífuga de voluta; \n * Fluxo misto; \n * Rotatória de hélice.\n\n→ Estas bombas trabalham transportando grandes volumes de água contra pequenas alturas manométricas.\n\n2) Compressores alternativos:\n→ Os compressores são estruturas mecânicas industriais destinadas, a elevar a energia utilizada nos fluidos existentes, pelo aumento de sua pressão.\n\n→ São utilizados para proporcionar a elevação da pressão de um gás ou escoamento gasoso.\n\n* Classificação:\n→ De acordo com a natureza do movimento desse tipo de máquina, são classificados entre:\n 1) Alternativos;\n 2) Rotativos. Os compressores alternativos podem ser:\n* de êmbolo;\n* de membrana;\nOs compressores rotativos podem ser:\n* de engrenagens de fluxo tangencial;\n* de engrenagens helicoidais ou fluxo axial;\n* de palhetas;\n* de pêndulo;\n* de anel de líquido;\n* de pistão rotativo;\n* centrífugos ou radiais;\n* axiais.\n\n COMPRESSORES\n / \\\n NOMÉTRICOS DINÂMICOS\n / \\ / \\\n ALTERNATIVOS ROTATIVOS CENTRÍFUGOS AXIAIS\n / \\ \n PALETA PARAFUSOS LÓBULOS a) Compressores Alternativos:\n\n-> Esse tipo de máquina se utiliza de um sistema \"biela-manivela\" para converter o movimento rotativo de um eixo no movimento translacional de um pistão ou êmbolo.\n\n-> Desta forma, a cada rotação do acionador, o pistão efetua um percurso de ida e volta na direção do cabeçote, estabelecendo um ciclo de operação.\n\n [diagrama do pistão]\n\n-> O funcionamento de um compressor alternativo está intimamente associado ao comportamento das válvulas.\n\n-> Elas possuem um elemento móvel denominado obturador, que funciona como um diafragma, comparando as pressões interna e externa do cilindro. -> O obturador da válvula de sucção se abre para dentro do cilindro quando a pressão na tubulação de sucção supera a pressão interna do cilindro, e se mantém fechado em caso contrário.\n\n-> Devido ao funcionamento automático das válvulas, o compressor alternativo aspira e descarga o gás respectivamente nas pressões na tubulação de sucção e na tubulação de descarga.\n\n-> Há perda de carga no escoamento, portanto há diferenças entre as pressões interna e externa.\n\n\n 3 2\n pe\n 4 1 pi\n\nÀs etapas de admissão (4-1) e descarga (2-3) isobáricas, enquanto a natureza das evoluções da etapa de compressão (1-2) e expansão (3-4) depende da troca térmica.\n-> Não é um ciclo termodinâmico, a massa varia! 3) (Compressores Centrífugos :\n\n-> O gás é aspirado continuamente pela abertura central do impulsor e descarregado pela periferia do mesmo, num movimento provocado pela força centrífuga que surge devido à rotação, daí o nome do compressor.\n\n-> O fluido descarregado passa então a descrever uma trajetória em forma espiral através do espaço anular que envolve o impulsor e que recebe o nome de difusor radial ou difusor em anel.\n\n-> Esse movimento leva à deselelreração do fluido e consequente elevação da pressão.\n\n-> São máquinas rotativas geradoras, destinadas a aumentar a energia utilizável dos fluidos elásticos pelo aumento de sua pressão dinâmica ou cinética.\n\n-> O fluido é impulsionado por meio do rotor provido de pás, do qual, ele sai com pressão e velocidade elevados; para, a seguir ser conduzido por uma série de canais difusores ou caixa em forma de voluta, onde a energia cinética adquirida pelo mesmo é transformada em pressão.
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MÁQUINAS DE FLUXO\n\nTEORIA\n\n1) Bombas Centrífugas;\n2) Compressores Alternativos;\n3) Compressores Centrífugos;\n4) Compressores Axiais;\n5) Turbinas à Vapor;\n6) Turbinas à Gás.\n\nMÁQUINAS DE FLUXO - Pode ser definida como um transformador de energia (sendo necessariamente o trabalho mecânico uma das formas de energia) no qual o meio operante é um fluido que, em sua passagem pela máquina, interage com um elemento rotativo, não se encontrando, em qualquer instante, confinado.\n\nExemplos de máquinas de fluxo:\n\n* Turbinas Hidráulicas;\n* Ventiladores;\n* Bombas Centrífugas;\n* Turbinas à Vapor;\n* Turbocomressores;\n* Turbinas à Gás. Classificação das Máquinas de Fluxo:\n\nEntre os diferentes critérios para classificar as máquinas de fluxo:\n\n1) Segundo a direção da conversão de energia;\n2) Segundo a forma dos canais entre as pás do rotor;\n3) Segundo a trajetória do fluido no rotor.\n\nBombas Centrífugas:\n\n* Bombas - São máquinas empregadas hidráulicas que conferem energia ao líquido com a finalidade de transportá-lo de um ponto para outro.\n\n- Elas recebem energia de uma fonte motora qualquer e gerem parte dessa energia ao fluido sob forma de energia de pressão, cinética ou ambas as energias.\n\nEnergia Elétrica → Energia Mecânica → Escoamento\n\n→ A relação entre a energia cedida pela bba ao líquido e a energia que foi recebida da fonte motora, fornece o rendimento da bomba. Classificação das Bombas:\n\nA) Turbobombas, BBAs Rotodinâmicas ou Centrífugas.\nB) BBAs de Deslocamento Positivo ou Volumétricas.\n\nBombas\n\nCentrífugas ou Turbobombas\n\nBBAs de Fluxo Misto\nBBAs de Fluxo Axial\n |\n BBAs Alternativas\n |\n BBAs Rotativas\n\nBombas Centrífugas:\n\n- As centrífugas, denominadas também de turbo máquinas, compreendem as máquinas dotadas de rotor, montadas sobre um eixo e atolada sobre uma carga de configuração aplicada.\n\n- A ação de bombeamento produz, quando a máquina impulsiona o líquido transportado, simultaneamente, a circulação do fluido através da bba, originando uma redução ou sucção no lado de admissão. À vaza depende da temperatura e da descarga, a característica de funcionamento depende da forma do rotor, bem como do tamanho e velocidade da bomba.\n\nAs bombas centrífugas têm um rotor cuja forma oblitga ao líquido deslocar-se radialmente, outras possuem rotores que deslocam o líquido axialmente.\n\n\"Bombas de fluxo misto\" deslocam o líquido mediante componentes axiais e radiais de velocidade.\n\n\"A bomba centrífuga\" converte a energia mecânica, fornecida por um motor elétrico por exemplo, diesel, turbina a vapor ou gás, em energia cinética que é adicionada ao líquido que deve ser bombeado, esta energia existe no interior do líquido e é transformada em energia potencial, ou seja, devido à pressão (energia de pressão).\n\nO elemento rotatório da bomba centrífuga, acionado pelo impulsor, é denominado rotor.\n\nA água começará a girar acompanhando o movimento das palhetas e, posteriormente, se deslocando para o exterior desta, devido às forças centrífugas (dá-se a denominação destas), saindo, se mover, por uma passagem para um lugar fora do diâmetro externo do rotor. O resultado, portanto, é o de fornecer energia a um líquido, em um determinado ponto, para que este se movimente para outro estabelecido.\n\nEm uma \"bomba centrífuga\" o fluido é forçado, seja pela pressão atmosférica ou por algum tipo de forma, a penetrar em um sistema de palhetas rotativas, constituindo estas um propulsor que descarrega um fluido na sua periferia, sob elevada da velocidade, esta velocidade se transforma em pressão, devido à energia sobre o fluido.\n\nA \"carcaça\" da bomba tem como finalidade guiar o escoamento até o brocal de saída podendo continuar a transformação da energia cinética em energia de pressão.\n\nA \"carcaça\" é projetada para que um determinado ponto da sua parte tenha uma folga mínima entre ela e a parte externa do diâmetro do rotor.\n\nO projeto mecânico da \"carcaça\" da bomba permite uma classificação quanto ao posicionamento de seu eixo, como: horizontal, vertical ou inclinado. • Aplicações das bombas centrífugas:\n * Bombas de circulação de água\n → São 3 tipos: \n * Centrífuga de voluta; \n * Fluxo misto; \n * Rotatória de hélice.\n\n→ Estas bombas trabalham transportando grandes volumes de água contra pequenas alturas manométricas.\n\n2) Compressores alternativos:\n→ Os compressores são estruturas mecânicas industriais destinadas, a elevar a energia utilizada nos fluidos existentes, pelo aumento de sua pressão.\n\n→ São utilizados para proporcionar a elevação da pressão de um gás ou escoamento gasoso.\n\n* Classificação:\n→ De acordo com a natureza do movimento desse tipo de máquina, são classificados entre:\n 1) Alternativos;\n 2) Rotativos. Os compressores alternativos podem ser:\n* de êmbolo;\n* de membrana;\nOs compressores rotativos podem ser:\n* de engrenagens de fluxo tangencial;\n* de engrenagens helicoidais ou fluxo axial;\n* de palhetas;\n* de pêndulo;\n* de anel de líquido;\n* de pistão rotativo;\n* centrífugos ou radiais;\n* axiais.\n\n COMPRESSORES\n / \\\n NOMÉTRICOS DINÂMICOS\n / \\ / \\\n ALTERNATIVOS ROTATIVOS CENTRÍFUGOS AXIAIS\n / \\ \n PALETA PARAFUSOS LÓBULOS a) Compressores Alternativos:\n\n-> Esse tipo de máquina se utiliza de um sistema \"biela-manivela\" para converter o movimento rotativo de um eixo no movimento translacional de um pistão ou êmbolo.\n\n-> Desta forma, a cada rotação do acionador, o pistão efetua um percurso de ida e volta na direção do cabeçote, estabelecendo um ciclo de operação.\n\n [diagrama do pistão]\n\n-> O funcionamento de um compressor alternativo está intimamente associado ao comportamento das válvulas.\n\n-> Elas possuem um elemento móvel denominado obturador, que funciona como um diafragma, comparando as pressões interna e externa do cilindro. -> O obturador da válvula de sucção se abre para dentro do cilindro quando a pressão na tubulação de sucção supera a pressão interna do cilindro, e se mantém fechado em caso contrário.\n\n-> Devido ao funcionamento automático das válvulas, o compressor alternativo aspira e descarga o gás respectivamente nas pressões na tubulação de sucção e na tubulação de descarga.\n\n-> Há perda de carga no escoamento, portanto há diferenças entre as pressões interna e externa.\n\n\n 3 2\n pe\n 4 1 pi\n\nÀs etapas de admissão (4-1) e descarga (2-3) isobáricas, enquanto a natureza das evoluções da etapa de compressão (1-2) e expansão (3-4) depende da troca térmica.\n-> Não é um ciclo termodinâmico, a massa varia! 3) (Compressores Centrífugos :\n\n-> O gás é aspirado continuamente pela abertura central do impulsor e descarregado pela periferia do mesmo, num movimento provocado pela força centrífuga que surge devido à rotação, daí o nome do compressor.\n\n-> O fluido descarregado passa então a descrever uma trajetória em forma espiral através do espaço anular que envolve o impulsor e que recebe o nome de difusor radial ou difusor em anel.\n\n-> Esse movimento leva à deselelreração do fluido e consequente elevação da pressão.\n\n-> São máquinas rotativas geradoras, destinadas a aumentar a energia utilizável dos fluidos elásticos pelo aumento de sua pressão dinâmica ou cinética.\n\n-> O fluido é impulsionado por meio do rotor provido de pás, do qual, ele sai com pressão e velocidade elevados; para, a seguir ser conduzido por uma série de canais difusores ou caixa em forma de voluta, onde a energia cinética adquirida pelo mesmo é transformada em pressão.