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  • Mecnica dos Fluidos

    Aula 17 Bombas Hidrulicas

    Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues

  • Tpicos Abordados Nesta Aula

    Caractersticas das Bombas Hidrulicas.

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    Mecnica dos Fluidos

  • Definio

    So Mquinas Hidrulicas Operatrizes, isto , mquinas que recebem energia potencial (fora motriz de um motor ou turbina), e transformam parte desta potncia em energia cintica (movimento) e energia de presso (fora), cedendo estas duas energias ao fludo bombeado, de forma a recircul-lo ou transport-lo de um ponto a outro.

    Portanto, o uso de bombas hidrulicas ocorre sempre que h a necessidade de aumentar-se a presso de trabalho de uma substncia lquida contida em um sistema, a velocidade de escoamento, ou ambas.

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  • Classificao das Bombas

    Devido a grande diversidade das bombas

    existentes, pode-se utilizar uma classificao

    resumida, dividindo-as em dois grandes grupos:

    A) Bombas Centrfugas ou Turbo-Bombas, tambm conhecidas como Hidro ou

    Rotodinmicas;

    B) Bombas Volumtricas, tambm conhecidas como de Deslocamento Positivo.

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  • Bombas Centrfugas Nas Bombas Centrfugas, ou Turbo-Bombas, a movimentao do fludo

    ocorre pela ao de foras que se desenvolvem na massa do mesmo, em conseqncia da rotao de um eixo no qual acoplado um disco (rotor, impulsor) dotado de ps (palhetas, hlice), o qual recebe o fludo pelo seu centro e o expulsa pela periferia, pela ao da fora centrfuga, da o seu nome mais usual.

    Em funo da direo do movimento do fludo dentro do rotor, estas bombas dividem-se em:

    A.1.Centrfugas Radiais (puras): A movimentao do fludo d-se do centro para a periferia do rotor, no sentido perpendicular ao eixo de rotao;

    OBS.: Este tipo de bomba hidrulica o mais usado no mundo, principalmente para o transporte de gua, e o nico tipo de bomba fabricada pela SCHNEIDER, cujos diferentes modelos e aplicaes esto apresentados neste catlogo.

    A.2.Centrfugas de Fluxo Misto (hlico-centrfugas): O movimento do fludo ocorre na direo inclinada (diagonal) ao eixo de rotao;

    A.3.Centrfugas de Fluxo Axial (helicoidais): O movimento do fludo ocorre paralelo ao eixo de rotao.

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  • Bombas Volumtricas Nas Bombas Volumtricas, ou de Deslocamento Positivo, a

    movimentao do fludo causada diretamente pela ao do rgo de impulso da bomba que obriga o fludo a executar o mesmo movimento a que est sujeito este impulsor (mbolo, engrenagens, lbulos, palhetas).

    D-se o nome de volumtrica porque o fludo, de forma sucessiva, ocupa e desocupa espaos no interior da bomba, com volumes conhecidos, sendo que o movimento geral deste fludo d-se na mesma direo das foras a ele transmitidas, por isso so chamadas de deslocamento positivo. As Bombas Volumtricas dividem-se em:

    B.1.mbolo ou Alternativas (pisto, diafragma, membrana); B.2.Rotativas (engrenagens, lbulos, palhetas, helicoidais, fusos,

    parafusos, peristlticas).

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  • Funcionamento da Bomba Centrfuga Radial

    A Bomba Centrfuga tem como base de funcionamento a criao de duas zonas de presso diferenciadas, uma de baixa presso (suco) e outra de alta presso (recalque).

    Para que ocorra a formao destas duas zonas distintas de presso, necessrio existir no interior da bomba a transformao da energia mecnica (de potncia), que fornecida pela mquina motriz (motor ou turbina), primeiramente em energia cintica, a qual ir deslocar o fludo, e posteriormente, em maior escala, em energia de presso, a qual ir adicionar carga ao fludo para que ele vena as alturas de deslocamento.

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  • Partes de uma Bomba

    Existem trs partes fundamentais na bomba: A) Corpo (carcaa), que envolve o rotor, acondiciona o

    fludo, e direciona o mesmo para a tubulao de recalque; B) Rotor (impelidor), constitui-se de um disco provido de

    ps (palhetas) que impulsionam o fludo;

    C) Eixo de acionamento, que transmite a fora motriz ao qual est acoplado o rotor, causando o movimento rotativo do mesmo.

    Antes do funcionamento, necessrio que a carcaa da bomba e a tubulao de suco estejam totalmente preenchidas com o fludo a ser bombeado.

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  • Detalhes de uma Bomba

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  • Funcionamento da Bomba

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  • Bombas Centrfugas

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  • Aplicaes das Bombas

    Bombas centrfugas: irrigao, drenagem e abastecimento.

    Bombas a injeo de gs: abastecimento a partir de poos profundos.

    Carneiro hidrulico e bombas a pisto: abastecimento em propriedades rurais.

    Bombas rotativas: combate a incndio e abastecimento domstico.

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  • Cavitao em Bombas

    Como qualquer outro lquido, a gua tambm tem a propriedade de vaporizar-se em determinadas condies de temperatura e presso. E assim sendo temos, por exemplo, entra em ebulio sob a presso atmosfrica local a uma determinada temperatura, por exemplo, a nvel do mar (presso atmosfrica normal) a ebulio acontece a 100C. A medida que a presso diminui a temperatura de ebulio tambm se reduz. Por exemplo, quanto maior a altitude do local menor ser a temperatura de ebulio. Em consequncia desta propriedade pode ocorrer o fenmeno da cavitao nos escoamentos hidrulicos.

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  • Fenmeno da Cavitao Chama-se de cavitao o fenmeno que decorre, nos casos em estudo, da

    ebulio da gua no interior dos condutos, quando as condies de presso caem a valores inferiores a presso de vaporizao. No interior das bombas, no deslocamento das ps, ocorrem inevitavelmente rarefaes no lquido, isto , presses reduzidas devidas prpria natureza do escoamento ou ao movimento de impulso recebido pelo lquido, tornando possvel a ocorrncia do fenmeno e, isto acontecendo, formar-se-o bolhas de vapor prejudiciais ao seu funcionamento, caso a presso do lquido na linha de suco caia abaixo da presso de vapor (ou tenso de vapor) originando bolsas de ar que so arrastadas pelo fluxo. Estas bolhas de ar desaparecem bruscamente condensando-se, quando alcanam zonas de altas presses em seu caminho atravs da bomba. Como esta passagem gasoso-lquido brusca, o lquido alcana a superfcie do rotor em alta velocidade, produzindo ondas de alta presso em reas reduzidas. Estas presses podem ultrapassar a resistncia trao do metal e arrancar progressivamente partculas superficiais do rotor, inutilizando-o com o tempo.

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  • Caractersticas da Cavitao

    Quando ocorre a cavitao so ouvidos rudos e vibraes caractersticos e quanto maior for a bomba, maiores sero estes efeitos. Alm de provocar o desgaste progressivo at a deformao irreversvel dos rotores e das paredes internas da bomba, simultaneamente esta apresentar uma progressiva queda de rendimento, caso o problema no seja corrigido. Nas bombas a cavitao geralmente ocorre por altura inadequada da suco (problema geomtrico), por velocidades de escoamento excessivas (problema hidrulico) ou por escorvamentoincorreto (problema operacional).

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  • Efeitos da Cavitao

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  • Prxima Aula

    Exerccios Complementares.

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