Bombas Hidráulicas: Classificação e Componentes Essenciais - Guia Completo

INSTALAÇÕES DE RECALQUE Prof Hugo Alexandre Soares Guedes Email hugoguedesufpeledubr Website wpufpeledubrhugoguedes MÁQUINA DESIGNAÇÃO GENÉRICA DADA A TODO TRANSFORMADOR DE ENERGIA ELA ABSORVE ENERGIA EM UMA FORMA E RESTITUI EM OUTRA Exemplos motores elétricos torno mecânico CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS Máquinas de fluidos Máquinas elétricas Máquinas ferramentas Máquinas de Fluidos são aquelas que promovem o intercâmbio entre a energia do fluido energia hidráulica e a energia mecânica Classificamse em máquinas hidráulicas e máquinas térmicas Máquinas Hidráulicas o fluido utilizado para promover o intercâmbio de energia não varia sensivelmente de peso específico ao passar pela máquina escoamento incompressível Máquinas Térmicas o fluido utilizado para promover o intercâmbio de energia varia sensivelmente de peso específico ao passar pela máquina escoamento compressível CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS Máquina Hidráulica Motora Transforma energia hidráulica em energia mecânica Exemplos turbinas hidráulicas e rodas dágua Máquina Hidráulica Geradora Transforma energia mecânica em energia hidráulica Exemplos bombas hidráulicas e ventiladores p V g z H p V g z m 1 1 2 1 2 2 2 2 2 2 BOMBAS HIDRÁULICAS CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS HIDRÁULICAS Bombas volumétricas Órgão êmbolo ou pistão fornece energia ao fluido na forma de pressão Intercâmbio de energia é estático Movimento é alternativo Bombas de êmbolo ou pistão e de bombas de diafragma Turbobombas ou Bombas Hidrodinâmicas Órgão rotor fornece energia ao fluido em forma de energia cinética Movimento é rotativo Bombas hidráulicas ou simplesmente bombas ROTOR Órgão móvel que fornece energia ao fluido DIFUSOR Canal de seção crescente que recebe o fluido vindo do rotor e o encaminha à tubulação de recalque Seção crescente no sentido do escoamento PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA BOMBA CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 1 QUANTO À TRAJETÓRIA DO FLUIDO DENTRO DO ROTOR A Bombas Radiais ou Centrífugas Fluido entra no rotor na direção axial e sai na direção radial Recalque de pequenas vazões a grandes desníveis Força predominante centrífuga Bombas Radiais ou Centrífugas entrada do fluido saída do fluido Bombas Radiais ou Centrífugas BOMBAS CENTRÍFUGAS Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 B Bombas Axiais Fluido entra no rotor na direção axial e sai também na direção axial Recalque de grandes vazões a pequenos desníveis Força predominante sustentação Bombas Axiais Usadas para bombeamento de fluidos com baixa temperatura e baixa densidade saída de fluido entrada de fluido Bombas Axiais Bombas Axiais C Bombas Diagonais ou de Fluxo Misto Fluido entra no rotor na direção axial e sai numa direção intermediária entre a radial e a axial Recalque de médias vazões a médios desníveis Força predominante centrífuga e sustentação CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 2 QUANTO AO NÚMERO DE ENTRADAS PARA SUCÇÃO A Bombas de Sucção Simples ou de Entrada Unilateral Entrada do líquido por uma única boca de sucção B Bombas de Dupla Sucção ou de Entrada Bilateral Entrada do líquido por duas bocas de sucção paralelamente ao eixo de rotação Equivalente a dois rotores simples montados em paralelo Proporciona o equilíbrio dos empuxos axiais CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 3 QUANTO AO NÚMERO DE ROTORES DENTRO DA CARCAÇA A Bombas de Simples Estágio ou Unicelular Possui um único rotor dentro da carcaça B Bombas de Múltiplos Estágios ou Multicelular Possui dois ou mais rotores dentro da carcaça Associação de rotores em série dentro da carcaça BOMBAS MULTIESTÁGIO CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 4 QUANTO AO POSICIONAMENTO DO EIXO A Bombas de Eixo Horizontal Concepção construtiva mais comum B Bombas de Eixo Vertical Usada na extração de água de poços profundos CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 5 QUANTO À PRESSÃO DESENVOLVIDA A Bombas de Baixa Pressão Hm 15 mca B Bombas de Média Pressão 15 Hm 50 mca C Bombas de Alta Pressão Hm 5O mca CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 6 QUANTO AO TIPO DE ROTOR Rotor Aberto Rotor Semiaberto Rotor Fechado A Rotor Aberto Usado para bombas de pequenas dimensões Pequena resistência estrutural Grande recirculação de água Usado para o bombeamento de líquidos sujos B Rotor Semiaberto Possui apenas um disco onde as palhetas são afixadas C Rotor Fechado Usado para bombeamento de líquidos limpos Possui dois discos nos quais as palhetas são afixadas Evita a recirculação de água CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS 7 QUANTO A POSIÇÃO DO EIXO DA BOMBA EM RELAÇÃO AO NÍVEL DÁGUA A Bombas de Sucção Positiva o nível da água do reservatório de sucção situase abaixo do eixo do conjunto motobomba B Bombas de Sucção Negativa ou Afogada o nível da água do reservatório de sucção situase acima do eixo do conjunto motobomba ESQUEMA HIDRÁULICO Perdas de carga Hf HG Hr Hs ESQUEMA HIDRÁULICO Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 ESQUEMA HIDRÁULICO Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 ESQUEMA HIDRÁULICO Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 ALTURA MANOMÉTRICA DA INSTALAÇÃO 1 PRIMEIRA EXPRESSÃO DA ALTURA MANOMÉTRICA Hm Usada para bomba já instalada 2 SEGUNDA EXPRESSÃO DA ALTURA MANOMÉTRICA Hm Usada para bomba a ser instalada fase de projeto H M V m H H h m G t 1 2 SELEÇÃO DA BOMBA DEPENDE DA VAZÃO A SER RECALCADA E DA ALTURA MANOMÉTRICA DA INSTALAÇÃO VAZÃO RECALCADA Q Consumo diário da instalação Jornada de trabalho da bomba Número de bombas em funcionamento SELEÇÃO DA BOMBA ALTURA MANOMÉTRICA DA INSTALAÇÃO Hm Desnível geométrico da instalação HG Levantamento topográfico do perfil do terreno Perda de carga ht Comprimento das tubulações de sucção e recalque Número de peças especiais na instalação Conhecimento dos diâmetros de sucção e recalque H H h m G t 1 2 SELEÇÃO DA BOMBA DIAGRAMA DE COBERTURA HIDRÁULICA Fonte KSB 2013 CURVAS CARACTERÍSTICAS Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 DIÂMETRO DE RECALQUE 1 FÓRMULA DE BRESSE Funcionamento contínuo 24 hdia em que DR Diâmetro da tubulação de recalque m Q Vazão m3s K Coeficiente econômico varia de 08 a 13 D R K Q DIÂMETRO DE RECALQUE Fonte Manual de Hidráulica Azevedo Netto 2010 DIÂMETRO DE RECALQUE 2 FÓRMULA DA ABNT NB9266 Funcionamento intermitente ou não contínuo em que DR Diâmetro da tubulação de recalque m Q Vazão m3s T Número de horas de funcionamento por dia D 13 T 24 Q R 0 25 Velocidades Econômicas Sucção VS 15 ms no máximo 20 ms Recalque VR 25 ms no máximo 30 ms VS 10 ms e VR 20 ms TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO Usar diâmetro comercial imediatamente superior ao diâmetro de recalque A canalização de sucção deve ser a mais curta possível evitando ao máximo peças especiais como curvas cotovelos etc A tubulação de sucção deve ser sempre ascendente até atingir a bomba A altura máxima de sucção acrescida das perdas de carga deve satisfazer as especificações estabelecidas pelo fabricante POTÊNCIA NECESSÁRIA AO FUNCIONAMENTO DA BOMBA OU POTÊNCIA DE EIXO OU POTÊNCIA MECÂNICA Pot em que Pot Potência solicitada pela bomba cv γ Peso específico do fluido circulante kgfm3 Q Vazão bombeada m3s Hm Altura manométrica da instalação m η Rendimento da bomba decimal Pot Q H 75 m B POTÊNCIA INSTALADA OU POTÊNCIA DO MOTOR OU POTÊNCIA DE PLACA OU POTÊNCIA NOMINAL N Devese admitir na prática uma certa folga para os motores elétricos N Pot Folga margem de segurança MOTORES A ÓLEO DIESEL Folga 25 MOTORES A GASOLINA Folga 50 MOTORES ELÉTRICOS Folga depende da Pot POTÊNCIA INSTALADA N OU POTÊNCIA DO MOTOR Os seguintes acréscimos são recomendáveis para motores elétricos Potência exigida pela bomba Pot Folga recomendável até 20 cv 50 20 a 50 cv 30 50 a 100 cv 20 100 a 200 cv 15 acima de 200 cv 10 POTÊNCIAS COMERCIAIS DOS MOTORES ELÉTRICOS NACIONAIS em cv Os motores elétricos brasileiros são normalmente fabricados com as seguintes potências 14 3 20 60 13 5 25 100 12 6 30 125 34 712 35 150 1 10 40 200 112 12 45 250 2 15 50 300 INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO TÍPICA Tubulação Válvula de Gaveta Válvula de Retenção Ampliação Concêntrica Redução Excêntrica Curva de 90º Tubulação Válvula de pé Linha de Recalque Linha de Sucção ACESSÓRIOS VÁLVULA DE PÉ E CRIVO Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 ACESSÓRIOS VÁLVULA DE RETENÇÃO Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 ACESSÓRIOS REGISTRO DE GAVETA Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013