BOMBEAMENTO DE LÍQUIDOS

E MOVIMENTAÇÃO DE GASES

BOMBEAMENTO DE LÍQUIDOS

E MOVIMENTAÇÃO DE GASES

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SUMÁRIO

1 Introdução................................................................................................................. 1

2 Bombeamento de líquidos ........................................................................................ 2

2.1 Bombas ............................................................................................................. 2

2.2 Bombas de deslocamento positivo .................................................................... 3

2.2.1 Bombas alternativas .................................................................................... 4

2.2.2 Bombas rotativas ......................................................................................... 5

2.3 Turbobombas .................................................................................................... 6

3 Movimentação de gases ........................................................................................... 8

3.1 Compressores .................................................................................................... 8

4 Fontes consultadas.................................................................................................. 10

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1 INTRODUÇÃO

Na indústria, o transporte de materiais pode ser dividido de acordo com o tipo de

material a ser transportado.

Transporte de sólidos;

Transporte de líquidos (bombeamento);

Transporte de gases;

Em sala de aula discutiu-se o transporte de sólidos, assim, esse trabalho visa cobrir o

transporte de líquidos e gases.

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2 BOMBEAMENTO DE LÍQUIDOS

O transporte de líquidos pode ser descrito como o deslocamento de fluidos de um

estado de baixa energia potencial a um nível de energia mais alto (ISENMANN, 2013).

Segundo Denadai, para se movimentar um fluido são necessários dois fatores:

Um caminho por onde o fluido passará;

Um sistema que forneça energia suficiente ao líquido para que este realize o

trabalho e percorra o caminho pré-estabelecido.

Na indústria, a tubulação, constituída dos tubos e dos acessórios a ela adicionados,

constitui o caminho percorrido pelo fluido. Os gastos com tubulações na instalação de uma

empresa é de 30 a 40% dos custos totais, mostrando a importância desse transporte. O sistema

que forneça a energia ao líquido pode ser constituído pela força da gravidade, por sistemas

pneumáticos ou por sistemas hidráulicos (bombas) (DENADAI, 2013).

2.1 BOMBAS

Bombas são todas as máquinas que recebem trabalho mecânico (geralmente motor) e

transferem para o fluido sob as formas que o líquido consegue absorver, isto é, energia

potencial, de pressão e energia cinética (MOREIRA, 2014).

Na instalação de bombas, além das propriedades acerca do transporte, os critérios de

escolha são:

Confiabilidade;

Condição de operação;

Custos de investimento;

Custos de operação;

Segurança de trabalho.

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A Figura 01 apresenta de forma geral a sequência de operações para a seleção de uma

bomba.

Figura 01 – Sequência de operações para seleção de bomba (MOREIRA, 2014).

As bombas podem ser classificadas em:

Turbobombas;

Deslocamento positivo;

2.2 BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

As bombas de deslocamento positivo impelem uma quantidade definida do fluido em cada

golpe ou volta do dispositivo. Uma porção de fluido é presa numa câmara, e pela ação de um

pistão ou peças rotativas é impulsionado para fora. Desse modo, a energia do elemento rotativo ou

pistão é transferida para o fluido. As bombas alternativas podem ter escoamento intermitente

(alternativas) ou escoamento contínuo (rotativas) (MOREIRA, 2014).

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2.2.1 Bombas alternativas

Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças diretamente de um pistão

ou uma membrana flexível (MOREIRA, 2014).

Figura 02 – Bomba alternativa.

Aplicações:

Bombeamento de água de alimentação de caldeiras, de óleos e lamas

Características:

Imprimem as pressões mais elevadas dentre todas as bombas

Pequena capacidade

Vazões moderadas

Vantagens:

Podem operar com líquidos voláteis e muito viscosos

Pressão muito alta

Desvantagens:

Fluxo pulsante

Capacidade reduzida

Baixa velocidade necessidade de manutenções constantes

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2.2.2 Bombas rotativas

Nas bombas rotativas, o líquido retido no espaço entre os dentes ou entre as palhetas

deslizantes é deslocado de modo contínuo pelo movimento de rotação desde a entrada até a

saída da bomba (MOREIRA, 2014).

Figura 03 – Bomba rotativa;

Aplicações:

Indústria farmacêutica, alimentícia e de petróleo.

Características:

Eficiente para líquidos viscosos, graxas e tintas

Faixas moderadas de pressão

Capacidade de pequena à média

Pode ser utilizada para “medir” volumes

Tipos:

Engrenagens

Rotores Lobulares – utilizadas em alimentos

Parafusos Helicoidais – maiores pressões

Palhetas – fluidos poucos viscosos

Peristálticas – pequenas vazões e transporte asséptico

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2.3 TURBOBOMBAS

As turbobombas são bombas caracterizadas por possuírem um órgão rotatório dotado

de pás, chamado de rotor, que comunica aceleração à massa líquida, transformando a energia

mecânica que recebe de uma fonte externa de energia (motor elétrico, por exemplo), em

energia cinética. O líquido, após ser energizado no rotor, adquire grande velocidade, não

sendo possível, e nem recomendável a sua injeção direta na tubulação porque a perda de carga

seria intensa, de vez ser esta função do quadrado da velocidade. Assim o líquido expelido pelo

rotor é encaminhado ao difusor, a quem compete:

Transformar a energia cinética do líquido em energia de pressão;

Coletar o líquido expelido pelo rotor e encaminhá-lo à tubulação de recalque.

São úteis para grandes quantidades de líquidos, principalmente para grandes vazões,

mas não geram pressões muito elevadas. Se o líquido for muito volátil, a bomba poderá

vaporizá-lo, criando áreas de gases que são elásticos e fazem a bomba deixar de funcionar,

devido à cavitação (o rotor fica com ar e deixa de sugar o líquido) (DENADAI, 2013).

Principais vantagens:

É de construção simples. Pode ser construída numa vasta gama de materiais.

Há ausência total de válvulas.

Vazão de descarga constante.

Funciona a alta velocidade.

Baixo custo de manutenção.

Tamanho reduzido, comparado com outras bombas de igual capacidade.

Funciona com líquidos com sólidos em suspensão.

Não sofre qualquer deterioração se a tubagem de saída entupir durante um

período muito longo.

Principais desvantagens:

A bomba de um estágio não consegue desenvolver uma pressão elevada.

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Se não incorporar uma válvula de retenção na tubagem de sucção, o líquido

voltará a correr para o tanque de sucção logo que a bomba pare.

Não consegue operar eficientemente com líquidos muito viscosos.

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3 MOVIMENTAÇÃO DE GASES

No processo de bombeamento de líquidos movimentam-se fluidos incompressíveis. Já

na movimentação de gases ocorre a compressão dos mesmos. A movimentação dos gases

pode ser dada por:

Densificadores;

Compressores;

Ventiladores;

3.1 COMPRESSORES

Os compressores visam conseguir que a pressão do gás venha a alcançar uma pressão

consideravelmente maior do que a pressão atmosférica.

Os compressores se classificam em:

Compressores de deslocamento positivo: O gás é admitido em uma câmara

de compressão, que é, por isso, isolada do exterior. Por meio da redução do

volume útil da câmara sob a ação de uma peça móvel, alternativa ou rotativa,

realiza-se a compressão do gás. Quando a pressão na câmara atinge valor

compatível com a pressão no tubo de descarga, abre-se uma válvula ou uma

passagem, e o gás da câmara é descarregado para o exterior. A válvula nos

compressores alternativos é desnecessária.

Compressores dinâmicos: O gás penetra em uma câmara onde um rotor em

alta rotação comunica às partículas gasosas aceleração tangencial e, portanto,

energia. Através da descarga por um difusor, grande parte da energia cinética

se converte em energia de pressão, forma adequada para a transmissão por

tubulações a distâncias consideráveis e à realização de propriedades específica.

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No processo de seleção de um compressor, normalmente se analisam as seguintes

características:

Temperatura de entrada;

Máxima temperatura de saída;

Variação de pressão;

Vazão;

Propriedades do gás.

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4 FONTES CONSULTADAS

1. Denadai, Juarez. Operações Unitárias I - Introdução e transporte de

materiais. São Paulo, SP: 2013.

2. Isenmann, Armin Franz. Operações unitárias na indústria química. Timóteo,

MG: 2013.

3. Moreira, Marcos. Apostila de bombas. Toledo, PR: 2014.

4. http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos/EQ651/Capitulo_I.p

df. Acessado em 29/03/2014.