ENGENHARIA DE PRODUÇÃO INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Prof. Jorge Marques Aula 12 Instalações...

ENGENHARIA DE PRODUÇÃOINSTALAÇÕES INDUSTRIAIS

Prof. Jorge Marques

Aula 12Instalações Hidráulicas

Água Fria – Bombas e sistemas de bobeamento

Fontes ConsultadasMACINTYRE, A. J. Instalações Hidráulicas

LIMA, E. P. C. Mecânica das Bombas.

Macintyre, A. J. Equipamentos Industriais e de Processo

Definições• Bombas são equipamentos que transformam energia

mecânica em energia de fluido• Sistema de bombeamento: é o sistema constituído

pelos reservatórios de sucção (de onde a bomba aspira o fluido de trabalho) e de descarga ou de recalque (para onde a bomba movimenta o fluido de trabalho), pela bomba, pelas tubulações que ligam os diversos componentes do sistema de bombeamento; pelos componentes acessórios (cotovelos, válvulas de controle ou unidirecionais, etc.) e pelos suportes.

Tipos de Bombas

BombasEsquema básico de uma bomba de deslocamento positivo

Sucção

Recalque

Algumas bombas de deslocamento positivo

Bomba de palhetas

Bomba de engrenagens

Bomba de Lóbulo

Bomba de Arquimedes

Bomba de Parafuso

Bomba de Pistão

Bombas Centrífugas

Também conhecidas como bombas rotodinâmicas ou turbobombas possuem um rotor com pás que imprimem uma aceleração ao líquido

São as principais bombas utilizadas nos sistemas de bombeamento de água.

Bombas Centrífugas

Bomba CentrifugaFigura 1: Vista lateral do caracol e rotor em corte de uma bomba centrífuga;Figura 2: Vista frontal do caracol e rotor em corte de uma bomba centrífuga;Figura 3: Caracol de descarga centralizada com difusor fixo;

Tipos de Rotores

Cavitação

Fenômeno decorrente da formação de bolhas na sucção e posterior colapso destas na região das pás da bomba.As bolhas são formadas quando a pressão a pressão de sucção atingem valores inferiores à pressão de vapor.

Cavitação é a erosão dos componentes de um sistema hidráulico ( rotores, tubulação de sucção), causados pelo colapso de pequenas bolhas de vapor do fluído, formadas nas zonas de baixa pressão contra a superfície destes componentes.

Mecanismo da cavitação

Pressões de vapor e densidades da águaTemperatur

a (°C)

Pressão de vapor Massa específica (kg/m³)kPa mca

15 1,71 0,17 99920 2,34 0,24 99825 3,17 0,32 99730 4,25 0,43 99635 5,63 0,57 99440 7,38 0,75 99245 9,52 0,97 99050 12,27 1,25 96855 15,67 1,60 98660 19,84 2,02 98365 24,92 2,54 98170 31,08 3,17 97875 38,47 3,92 97580 47,28 4,82 97285 57,73 5,88 96990 70,05 7,14 96595 84,49 8,61 962

100 101,33 10,33 958105 120,80 12,31 955110 143,33 14,61 951115 169,19 17,25 947120 198,79 20,26 943

NPSHÉ altura positiva líquida de sucção ( Net Positive Suction Head ), é a altura diretamente ligada ao estudo da cavitação. A determinação das condições de cavitação de uma instalação de bombeamento dependem do NPSH disponível (que depende da instalação) e o NPSH requerido (característico da bomba)

Para que não ocorra cavitação deveremos ter :

Onde :

Hb : pressão atmosférica absoluta (reservatório aberto)

ha: altura geométrica de sucção

Ja : perda de carga na sucção

hv : pressão de vapor da água à temperatura de operação da instalaçao, em mca

=velocidade da sucção

NPSHREQUIRIDO

É característico da bomba para diversas vazões

Exercícios1) Encontre a altura máxima em que a bomba centrífuga deve ser instalada em relação ao tanque de alimentação, de modo qua não haja cavitação.

Dados :

Veja gráfico NPSHr no próximo slide

Q=180 m3/h

h=62,5 m

Hb = 10 mca

Ja = 0,80 mca

T = 90 oC hv= 7,2 mca

= 0,05 mcaBomba afogada

NPSHr – curva da bomba(complemento do exercício)