bombas e compressores

Bombas e Compressores

Trabalho realizado por: Andr Morais Nuno Paula

Vale de Cambra, 29 de Maro de 2011

Trabalho realizado no mbito da disciplina de Manuteno Electromecnica II

ndiceContedondice ............................................................................................................................................. 2 Introduo ..................................................................................................................................... 4 Bombas .......................................................................................................................................... 5 Tipos de Bombas ........................................................................................................................... 5 Bombas de Deslocamento Positivo ............................................................................................... 5 Bombas Alternativas ..................................................................................................................... 6 Aplicaes das Bombas Alternativas: ............................................................................................ 7 Vantagens .................................................................................................................................. 7 Desvantagens ............................................................................................................................ 7 Bombas Rotativas .......................................................................................................................... 8 Usos: .......................................................................................................................................... 8 Caractersticas: .......................................................................................................................... 9 Tipos: ......................................................................................................................................... 9 Bomba Centrifuga Caractersticas: .............................................................................................. 10 Energia Cintica:.......................................................................................................................... 10 Bomba centrifuga com Difusor: .................................................................................................. 11 Voluta: ..................................................................................................................................... 12 Escoamento Axial: ................................................................................................................... 12 Escoamento Radial: ................................................................................................................. 12 Rotor:........................................................................................................................................... 13 Nmero de rotores:................................................................................................................. 14 Operao: ................................................................................................................................ 14 Condies ptimas de utilizao das bombas ............................................................................ 15 Compressores.............................................................................................................................. 16 Os compressores se dividem em quatro grandes grupos: ................................................ 16 Compressores de deslocamento positivo Compressores Alternativos:...................................... 17 Compressores Rotativos: ............................................................................................................ 18 Compressores Centrfugos .......................................................................................................... 19

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Trabalho realizado no mbito da disciplina de Manuteno Electromecnica II Centrifugo de Fluxo Radial: ......................................................................................................... 21 Centrfugos de Fluxo Axial: .......................................................................................................... 21 Rotores de Compressores centrfugos: ....................................................................................... 23 Lubrificantes ................................................................................................................................ 24 Tipos de lubrificantes: ............................................................................................................. 24 Slidos: .................................................................................................................................... 24 Semi-slidos: ........................................................................................................................... 24 Lquidos: .................................................................................................................................. 25 Caractersticas mais importantes: ............................................................................................... 26 Concluso .................................................................................................................................... 27 Referencias .................................................................................................................................. 28

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IntroduoEste trabalho foi realizado no mbito da disciplina de Manuteno Electromecnica II com o objectivo conhecer o conceito de bombas e compressores, bem como os seus diferentes tipos. A partir do estudo destes conceitos, ir ser estudado, os mecanismos de aplicao, a manuteno e em que situaes se aplica cada tipo.

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BombasPara deslocar um fluido ou mant-lo em escoamento necessrio adicionarmos energia, o equipamento capaz de fornecer essa energia ao escoamento do fluido denominamos de Bomba.

Figura 1: Exemplo de bomba

Tipos de BombasExistem dois tipos de bombas, as de deslocamento positivo, que podem ser alternativas e rotativas, e bombas centrifugas.

Bombas de Deslocamento PositivoAs bombas de deslocamento positivo impelem uma quantidade definida de fluido em cada golpe ou volta do positivo e o volume do fluido proporcional velocidade.

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Bombas AlternativasNestas bombas acontece um movimento de vai e vem de um pisto cilndrico que resulta num escoamento intermitente. Para cada golpe de pisto, um volume fixo do lquido descarregado na bomba. A taxa de fornecimento do lquido funo do volume varrido pelo pisto no cilindro e o nmero de golpes do pisto por unidade de tempo.

Figura 2: Exemplo de bomba alternativa.

Figura 3: Princpio da bomba alternativa.

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Aplicaes das Bombas Alternativas:- Bombeamento de gua de alimentao de caldeiras, leos e de lamas; - Imprimem as presses mais elevadas dentre as bombas; - Podem ser usadas para vazes moderadas;

Vantagens- Podem operar com lquidos volteis e muito viscosos; - Capaz de produzir presso muito alta;

Desvantagens- Produz fluxo pulsante; - Capacidade de intervalo limitado; - Opera com baixa velocidade; - Precisa de mais manuteno;

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Bombas RotativasAs Bombas Rotativas dependem de um movimento de rotao que resulta em um escoamento contnuo. O rotor da bomba provoca uma presso reduzida no lado da entrada, o que possibilita a admisso do lquido bomba, pelo efeito da presso externa. medida que o elemento gira, o lquido fica retido fica retido entre os componentes do rotor e a carcaa da bomba.

Figura 4: principio de funcionamento de uma bomba rotativa.

Usos:As bombas rotativas costumam ser de grande utilidade nas indstrias farmacuticas, de alimentos e de petrleo.

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Caractersticas:- Provocam uma presso reduzida na entrada (efeito da presso atmosfrica), e com a rotao, o fluido escoa pela sada; - Vazo do fluido: funo do tamanho da bomba e velocidade de rotao, ligeiramente dependente da presso de descarga; - Fornecem vazes quase constantes; - Eficientes para fluidos viscosos, graxas, melados e tintas; - Operam em faixas moderadas de presso; - Capacidade pequena e mdia; - Utilizadas para medir "volumes lquidos".

Tipos:- Engrenagens (para leos); - Actuada externamente (as duas engrenagens giram em sentidos opostos); - Actuada internamente (s um rotor motriz); - Rotores lobulares: bastante usada em alimentos; - Parafusos helicoidais (maiores presses); - Palhetas: fluidos pouco viscosos e lubrificantes; - Peristltica: pequena vazo permite transporte assptico.

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Bomba Centrifuga Caractersticas:- Opera com vazo constante; - Simplicidade de modelo; - Muito utilizadas na indstria: pequeno custo inicial, manuteno barata e flexibilidade de aplicao; - Permite bombear lquidos com slidos em suspenso; - Vazo desde 1 Gal/min at milhares gales/min, e centenas psi; - Constitui em duas partes: carcaa e rotor; - O fluido entra nas vizinhanas do eixo do rotor e lanado para a periferia pela aco centrfuga.

Energia Cintica:Aumenta do centro para a periferia do rotor (ponta das palhetas propulsoras). Esta energia cintica ento convertida em presso quando o fluido sai do rotor para a carcaa espiral (voluta ou difusor). A bomba centrfuga transforma energia mecnica em energia cintica.

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Bomba centrfuga com Difusor:O fluido escoa atravs de uma srie de palhetas fixas que formam um anel difusor. Isso aumenta a converso da energia cintica em energia de presso (mais do que na bomba de voluta simples).

Figura 5: Escoamento dentro de uma bomba centrfuga. a) Bomba de voluta simples; b) Bomba com difusor.

O fluido descarregado na voluta ou no difusor, onde desacelerado. A energia cintica convertida em energia de presso. Quanto maior o nmero de palhetas menor a perda por turbulncia.

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Voluta:O rotor descarrega fluido num canal de rea de seo recta contnua e crescente. Aumentando a rea, a velocidade diminui, reduzindo assim a formao de turbilhes.

Escoamento Axial:Descarrega o fluido axialmente ( adequado para altas vazes e baixas presses).

Escoamento Radial:Descarrega o fluido na periferia radialmente (desenvolve altas presses, adequado para baixas vazes).

Figura 6

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Figura 7

Rotor: o corao da bomba. constitudo de diversas palhetas ou lminas conformadas de modo a proporcionarem um escoamento suave do fluido em cada uma delas. Existem 3 diferentes tipos de rotores: Rotor Fechado: Para lquidos que sem partculas em suspenso. Rotor Semiaberto: Incorpora uma parede no rotor para prevenir que matria estranha se aloje no rotor e interfira na operao. Rotor Aberto: Palhetas montadas sobre o eixo. Vantagem: lquidos com slidos em suspenso. Desvantagem: sofrer maior desgaste.

Figura 8: Diferentes tipos de rotores.

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Nmero de rotores:Bombas que possuem apenas um rotor so chamadas de bombas de simples estgio e as bombas que possuem 2 ou mais rotores so chamadas de bombas de mltiplos estgios (vrios rotores operando em srie) que permitem o desenvolvimento de altas presses.

Figura 9: Bomba com vrios rotores.

Operao:A bomba centrfuga geralmente opera a velocidade constante e a capacidade da bomba depende somente da presso total do projecto e das condies de suco.

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Condies ptimas de utilizao das bombasTodas as bombas tm condies ptimas de utilizao, ou seja, so mais adequadas para um determinado tipo de fluido, em uma faixa de presso e a uma dada vazo volumtrica. As bombas alternativas de pisto s podem ser utilizadas para deslocamento de fluidos clarificados e limpos, no podendo manusear fluidos abrasivos. So utilizadas para altas presses, que somente so alcanadas para esses tipos de bombas, porm fornecem baixas vazes. As bombas rotativas so especificamente indicadas para fluidos viscosos, porm no abrasivos. Por isso so usadas, especialmente, com sucos concentrados, chocolate e geleias. As bombas centrfugas so construdas de modo a fornecerem uma ampla faixa de vazes, desde uns poucos l/min at 3.104 l/min. As presses de descarga podem atingir algumas centenas de atmosferas. Elas trabalham com lquidos lmpidos, lquidos com slidos abrasivos ou ainda, com alto contedo de slidos, desde que o lquido no seja muito viscoso (500 centi-Stokes). 1 Stoke = 100 centistokes = 1 cm2/s = 0.0001 m2/s).

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CompressoresOs compressores se dividem em quatro grandes grupos: Os alternativos ou a pisto, que inclui os de diafragma, so aqueles nos quais o gs movimentado pelo movimento linear de um pisto num espao confinado, cilndrico ou no. As turbo-mquinas, so aqueles em que energia cintica conferida ao gs mediante palhetas rotativas confinadas numa carcaa. A energia cintica transformada depois em energia de presso. Esta categoria inclui os de fluxo axial, radial e os centrfugos. Os rotativos, como os de hlice, de lbulos rotativos ou outros tipos, nestes o ar impelido pela aco de lbulos rotativos ou por outro tipo de impelidor. Os injectores. Estes ltimos pertencem outra categoria, so estticos, sem peas mveis, e funcionam na base da energia de uma corrente de gases a alta velocidade e alta presso, que suga, numa cmara, outra corrente de menor presso e velocidade.

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Compressores de deslocamento positivo Compressores Alternativos:Os compressores alternativos podem fornecer gs com presso de algumas fraces de atm at presses muito elevadas (~2400 atm manometrias). As peas caractersticas so as mesmas das bombas alternativas: pisto, um cilindro com vlvulas para admisso e exausto. Pode-se usar nico estgio ou multiestgio. No caso da compresso multiestgio comum o resfriamento do gs entre os estgios.

Figura 10: Esquema de um compressor alternativo.

Figura 11: Princpio de funcionamento de um compressor alternativo.

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Compressores Rotativos:Este tipo de compressores so largamente utilizados na Indstria, para processos que precisem de ar comprimido. So adequados para grandes volumes de ar, mas relativamente baixas presses. Sua faixa normal de trabalho 0- 4 bares de presso manometria. Possuem engrenagem com dois lbulos e tambm so bilobados, possuem alta capacidade (7 m3/s) e trabalham a uma presso intermediria de 0.8 atm.

Figura 12a: Compressor rotativo (de parafuso) simples estgio.

Figura 12b: Compressor parafuso) duplo estgio.

rotativo

(de

Figura 13: Compressor rotativo (de parafuso) aberto.

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Compressores CentrfugosOs compressores de fluxo centrfugo se caracterizam porque o escoamento entra no rotor paralelo ao eixo e sai dele perpendicular ao mesmo. Eles so utilizados nos sistemas de turbo-compresso em motores alternativos (de combusto interna a pisto). Embora, so tambm utilizados em certo tipo de turbinas a gs, particularmente aquelas de menor potncia. Os compressores centrfugos so mais adequados quando se precisa trabalhar numa faixa mais ampla de fluxo mssico (varivel), sem mudar a rotao. Este tipo de compressor mais adequado para baixas presses, razes de presso de 4:1 so as mais comuns neles. Novos desenvolvimentos na forma das ps e a utilizao de ligas de titnio permitiram chegar at razes de presso de 8:1 em compressores centrfugos de um nico estgio. Um compressor centrfugo consta de quatro partes: entrada, rotor, estator ou difusor e colector (em alguns casos o colector pode no existir). A entrada pode (ou no) possuir palhetas fixas que direccionem o escoamento. O rotor possui palhetas com formato caracterstico. O estator tem por misso frear o escoamento e transformando a energia cintica em energia de estagnao. O colector atua como um acumulador de ar pressurizado (absorve flutuaes de presso)

Figura 14: Esquema de um compressor centrfugo.

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Figura 15a: boca de entrada do ar no Compressor Centrifugo.

Figura 15b: Detalhe do compressor, observar o formato das ps, e o raio do tubo central.

O tamanho do tubo central vai aumentando a medida que o ar vai sendo comprimido e avana ao longo do eixo. As ps, em troca, vo sendo cada vez de menor tamanho.

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Centrifugo de Fluxo Radial:O gs escoa atravs do olho do rotor, acelerado radialmente, saindo com um aumento da velocidade, da periferia ao difusor (variao da energia cintica para energia de presso).

Figura 106: Compressor centrfugo integrado, multiestgio

Centrfugos de Fluxo Axial: constitudo por uma coroa de palhetas acopladas ao eixo rotatrio permitindo fluxo axial. Esse tipo de compressor tem eficincia mais elevada que os radiais, so menores e mais leves para a mesma capacidade, porem o custo mais elevado. A faixa de operao mais limitada e so mais sensveis a corroso.

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Figura 17: Compressor de fluxo axial multiestgio - Mximo de 100psia (6,89 105Pa) 9 estgios axiais e um centrfugo no lado da presso baixa(lado direito).

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Rotores de Compressores centrfugos:As palhetas do rotor podem ter diferentes desenhos, a sua misso a de dar energia cintica ao fluido e tambm mudar a direco do escoamento em direco perpendicular ao eixo, da a forma caracterstica destes rotores.

Figura 18: Rotores de Compressores centrfugos, utilizados em motores de combusto interna

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LubrificantesOs lubrificantes tm como funo principal, reduzir o atrito entre duas superfcies slidas, mas tambm utilizado para dissipar o calor, impedir que aquea demasiado, evitar a corroso, reduzir rudos e entre outros.

Tipos de lubrificantes: Slidos Semi-slidos Lquidos

Slidos:Baseia-se em p de grafite, a grafite que conhecemos nos lpis e e um ptimo condutor elctrico.

Figura 19: Grafite em bruto

Semi-slidos:Semi-slidos ou pastosos, conhecidos por massa consistente, e so compostos (semi-plsticos) ou de alta viscosidade, compostos de misturas de leos lubrificantes minerais (de diversas viscosidades) e seus aditivos e

especialmente do ponto de vista qumico, sais de determinados cidos pastosos com clcio, sdio, ltio, alumnio, brio e magnsio (geralmente

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chamados de sabo que em formam com os leos de origem mineral uma emulso, que actuam como agente espessador.

Figura 20: Massa consistente

Lquidos:Estes podem ser de origem animal ou vegetal, derivados de petrleo (leos minerais) ou produzidos em laboratrio (leos sintticos), podendo ainda ser constitudo pela mistura de dois ou mais tipos (leos compostos).

Figura 21: leo

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Caractersticas mais importantes: Viscosidade o A viscosidade est relacionada com o atrito entre as molculas do fluido, podendo ser definida como a resistncia ao escoamento que os fluidos apresentam sob influncia da gravidade (viscosidade cinemtica). Ponto de fulgor o Ponto de fulgor ou lampejo a temperatura em que o leo, quando aquecido em aparelho adequado, desprende os primeiros vapores que s inflamam momentaneamente (lampejo) ao contacto de uma chama. O ponto de fulgor um dado importante quando se lida com lubrificantes especiais que trabalham a altas temperaturas. Ponto de fluidez o Ponto de fluidez a menor temperatura, expressa em mltiplos de 3C, na qual a amostra ainda flui, quando resfriada e observada sob condies determinadas. O ponto de mnima fluidez um dado importante quando se lida com lubrificantes especiais que trabalham com leos em baixas temperaturas. gua por destilao o Determina a percentagem de gua presente em uma atmosfera de leo. gua e sedimentos o Por esse mtodo, podemos determinar o teor de partculas insolveis contidas numa amostra de leo, somadas com a quantidade de gua presente nesta mesma amostra. Nmero de neutralizao o Este teste determina a quantidade e o carcter cido ou bsico dos produtos. As caractersticas cidas ou bsicas dependem da natureza do produto, do contedo de aditivos, do processo de refinao e da deteriorao em servio. Demulbilidade o a capacidade que possui os leos de se separarem da gua. Diluio o D-nos a percentagem de combustvel que se apresenta como contaminante numa amostra de leo lubrificante.

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ConclusoEnfim, existem vrios tipos de bombas e compressores no mercado. E Quando for necessria a aquisio de algum destes, deve-se ter em conta, alm do preo, as caractersticas de uso ao qual o compressor ou a bomba vai ser submetido, como temperatura, presso, viscosidade do lquido e etc. evitando assim desperdcio de tempo e dinheiro. O mesmo se sucede com os lubrificantes, que devem ser escolhidos de acordo com o ambiente em que vo trabalhar, em que materiais e para que efeito.

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Referenciaswww.fem.unicamp.br~em672Aulas%252015-16%2520-2003%2520 %2520compressores%2520alternativos.pdf+compressores+aula&cd=4&hl=ptBR&ct=clnk&gl=br

http://www.ebah.com.br/bombas-e-compressores-ppt-a8605.html#

Internal Combustion Engines Fundamentals, de John H. Heywood, McGraw Hill International Editions, 1988.

http://www.ebah.com.br/bombas-e-compressores-ppt-a8605.ht

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