IPRJ 02-10669 BOMBAS E COMPRESSORES

Professora Livia Jatobá

www.liviajatoba.com/iprj02-10669

liviajatoba@iprj.uerj.br

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SOBRE A DISCIPLINA

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✓ Eletiva restrita com ênfase em Termofluidodinâmica. ✓ Eletiva definida com ênfase em Energia Nuclear e Materiais.✓ Pré-requisito: IPRJ 02-11899 (Termodinâmica e Máquinas Térmicas II). ✓ Pré-có-requisito: IPRJ 02-11894 (Mecânica dos Fluidos II). ✓ 4 Créditos.

✓Horário - Sala 215:✓Quarta: 17:00 às 18:45 (T6,N1,N2)✓Quinta: 11:30 às 13:20 (M6,T1)

✓Reposição - Sala 205: ✓ Segunda: 7:50 às 9:40 (M2, M3)✓ Sexta: 18:00 às 19:30 (N1, N2)

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SOBRE A DISCIPLINA

EMENTA:

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1. Bombas: 1.1. Princípios de funcionamento. 1.2. Bombas volumétricas e turbobombas. 1.3. Curvas da bomba e do sistema. 1.4. Ponto de operação. 1.5. Associação de bombas. 1.6. Cavitação. 1.7. Principais partes componentes. 1.8. Seleção, Operação e Testes.

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SOBRE A DISCIPLINA

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2. Compressores: 2.1. Princípios de funcionamento. 2.2. Compressores volumétricos e dinâmicos. 2.3. Curvas características. 2.4. Ponto de operação. 2.5. Os fenômenos do “surge” e “stall”. 2.6. Principais partes componentes.

EMENTA:

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PLANO DE ESTUDOS

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Consulte o plano de aulas em: www.liviajatoba.com/iprj02-10669-plano-aula.html

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BIBLIOGRAFIA

- BLOCH, H., "A Practical Guide to Compressor Technology", 2ª Edição, Editora Wiley, 2006.

- MACINTYRE, J. A., “Bombas e Instalações de bombeamento”, 2ª Edição. Editora LTC, 1997.

- MATTOS, E. E. e FALCO, R. “Bombas Industriais”, 2ª Edição. Editora Interciência, 1998.

- VOLK, M., "Pump Characteristics and Applications", CRC Press Taylor & Francis Group, 2014.

- KORPELA, S. A., “Principles of turbomachinery”, Editora Wiley, 2011./236

Aula 01: Introdução à turbomáquinas.Classificação e características gerais de bombas.

20 de maio de 2015

Professora Livia Jatobá

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TURBOMÁQUINAS

(OU MÁQUINAS DE FLUXO)

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São máquinas que promovem a troca de energia entre um rotor e um fluido.

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CLASSIFICAÇÃO

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MÁQUINAS OPERATRIZES:

MÁQUINAS MOTRIZES:

✓Transferem potência a um escoamento de fluido (injetam energia ao fluido).✓Exemplos: bombas, compressores e ventiladores.

✓Obtém potência a partir de um escoamento de fluido (removem energia do fluido).

✓Exemplo: turbinas.

TURBOMÁQUINAS

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CLASSIFICAÇÃO

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MÁQUINAS OPERATRIZES:

MÁQUINAS MOTRIZES:

✓Transferem potência a um escoamento de fluido (injetam energia ao fluido).✓Exemplos: bombas, compressores e ventiladores.

✓Obtém potência a partir de um escoamento de fluido (removem energia do fluido).

✓Exemplo: turbinas.

TURBOMÁQUINAS

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MÁQUINAS OPERATRIZES

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TIPO DE FLUIDO:

✓Para líquidos (fluidos incompressíveis) são usadas bombas.

✓Para gases:

✓ventiladores (baixa queda de pressão)

✓sopradores (queda de pressão de 1 atm)

✓compressores (alto gradiente de pressão)

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BOMBAS

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“máquinas operatrizes hidráulicas que conferem energia ao líquido com a finalidade de transporta-lo de um ponto para outro obedecendo às condições do processo.”[1]

[1] MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 105, 1998.

Recebe energia de uma fonte qualquer e transfere parte dessa energia ao fluido na forma de energia de pressão e/ou cinética.

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

13MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 105, 1998.

DINÂMICAS OU TURBOBOMBAS

VOLUMÉTRICAS OU DESCOLAMENTO POSITIVOA movimentação do líquido é causada por uma variação de volume devido a movimentação de um órgão mecânico (e.g., pistão)

A movimentação do líquido é produzida por consequência da rotação de um impelidor.

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

14MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 105, 1998.

DINÂMICAS OU TURBOBOMBAS

VOLUMÉTRICAS OU DESCOLAMENTO

POSITIVO

Bombas centrífugasBombas de fluxo axialBombas de fluxo mistoBombas periféricas

Bombas alternativasBombas rotativas

PistãoEmboloDiafragma

EngrenagensLóbulosParafusosPalhetas deslizantes

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

VOLUMÉTRICAS OU DESCOLAMENTO POSITIVO

“impelem uma quantidade definida do fluido em cada golpe ou volta do dispositivo”. [2]

[1] MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 109, 1998.[2] FOUST, A. S., et al; “Princípios das Operações Unitárias”, 2a. Edição, Editora LTC, pg. 511, 1982.

“O líquido, sucessivamente, enche e depois é expulso de espaços com volume determinado”[1]

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

VOLUMÉTRICAS OU DESCOLAMENTO POSITIVO

BOMBAS ALTERNATIVAS✓ Indicadas para carga elevada e baixa vazão.✓A taxa de fornecimento do líquido depende do volume varrido

pelo pistão e do número de golpes por unidade de tempo.✓Vazão de bombeamento variável com o tempo.

✓Pistão✓Embolo✓Diagrama

TIPOS:

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

VOLUMÉTRICAS OU DESCOLAMENTO POSITIVO

[2] FOUST, A. S., et al; “Princípios das Operações Unitárias”, 2a. Edição, Editora LTC, pg. 511, 1982.

BOMBAS ROTATIVAS

✓Engrenagens.✓Lóbulo.✓Parafuso. ✓Palheta deslizante.

✓Vazão de bombeamento constante.

TIPOS:

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

DINÂMICAS OU TURBOBOMBAS

✓ Bombas centrífugas✓ Bombas de fluxo axial✓ Bombas de fluxo misto✓ Bombas periféricas

Classificadas em função da orientação da saída do fluido e em relação a forma de transferência de energia do impelidor para o fluido.

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BOMBAS DINÂMICAS

19MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 105, 1998.

BOMBAS CENTRÍFUGAS

SUCÇÃO

DESCARGA

impulsor ou impelidor

✓ Transforma energia cinética (devido a rotação de um impelidor) em carga de pressão.

✓ A conversão da energia cinética em pressão ocorre através do escoamento do fluido em uma região de área crescente.

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BOMBAS DINÂMICAS

20MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 105, 1998.

BOMBAS CENTRÍFUGAS

SUCÇÃO

DESCARGA

impulsor ou impelidor

✓ Radiais (ou puras):✓ a direção de saída do

fluido é normal ao eixo. ✓ Vazão constante.

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CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

DINÂMICAS OU TURBOBOMBAS

✓ Bombas centrífugas✓ Bombas de fluxo axial✓ Bombas de fluxo misto✓ Bombas periféricas

Classificadas em função da orientação da saída do fluido e em relação a forma de transferência de energia do impelidor para o fluido.

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COMPARAÇÃO

22MATTOS, E. E.; FALCO, R.; “Bombas Industriais”, 2a. Edição, Editora Interciência, pg. 105, 1998.

BOMBAS VOLUMÉTRICAS E TURBOBOMBAS

Volumétricas:Existe uma relação constante entre a descarga e a velocidade da bomba e a vazão bombeada não depende de altura e/ou pressões a serem vencidas.

Turbobombas:A vazão bombeada depende das características do projeto da bomba, rotação e do sistema em que esta operando.

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“If knowledge can create problems, it is not through ignorance that we can solve them.

”

–Isaac Asimov

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