MÁQUINAS DE FLUXO

PROF.: KAIO DUTRA

CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS

Classificação e Descrição Das Bombas◦Uma máquina de fluxo é um dispositivo que realiza trabalho sobre umfluido ou extrai trabalho (potência) de um fluido. Este é um campo deestudo vasto, de forma que limitaremos nosso estudo aosescoamentos incompressíveis.

◦Dentro dos escoamentos incompressíveis, vamos dar enfoque amáquinas comuns, tais como bombas e turbinas.

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Classificação e Descrição Das Bombas◦As máquinas de fluxo podem ser classificadas como:◦Deslocamento positivo: transferência de energia ocorre por variação de

volume;

◦Dinâmicas (Turbomáquinas): Direciona o fluido utilizando lâminas ou pás fixasem um elemento rotativo.

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasBombas de Deslocamento Positivo

◦As bombas de deslocamento positivo podem ser:

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

◦Classificação dos rotores:◦ Fechado: Indicado para líquidos de baixa

viscosidade (água);

◦ Aberto: Indicado para líquidos de alta viscosidadeou com substâncias em suspensão (lamas, esgotosanitário e condensados);

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

◦Classificação das turbobombas:◦ Bomba Centrífuga pura ou radial:

Recomendadas para elevadas alturas decarga e baixas taxas de descarga.

◦ Bomba fluxo misto ou bomba diagonal:Recomendadas para médias alturas decarga e médias taxas de descarga.

◦ Bomba axial ou propulsora: Recomendadaspara baixas alturas de carga e elevadastaxas de descarga.

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

◦Classificação das turbobombas:◦ Bomba Centrífuga pura ou radial:

Recomendadas para elevadas alturas decarga e baixas taxas de descarga.

◦ Bomba fluxo misto ou bomba diagonal:Recomendadas para médias alturas decarga e médias taxas de descarga.

◦ Bomba axial ou propulsora: Recomendadaspara baixas alturas de carga e elevadastaxas de descarga.

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

◦Classificação das turbobombas:◦ Bombas de simples estágio: Nela existe

apenas um único rotor e, portanto, ofornecimento da energia ao líquido é feitoem um único estágio.

◦ Bombas de múltiplos estágios: Quandonecessita-se de grande altura de elevação,faz-se necessário o líquido passarsucessivamente por dois ou mais rotoresfixados ao mesmo eixo.

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Classificação e Descrição Das BombasTurbobombas

◦Classificação das turbobombas:◦ Bombas de simples estágio: Nela existe

apenas um único rotor e, portanto, ofornecimento da energia ao líquido é feitoem um único estágio.

◦ Bombas de múltiplos estágios: Quandonecessita-se de grande altura de elevação,faz-se necessário o líquido passarsucessivamente por dois ou mais rotoresfixados ao mesmo eixo.

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◦ Altura de sucção ouaspiração (ha):◦ É a diferença de cotas entre o

nível do centro da bomba e oda superfície do reservatóriode captação.

◦ Altura de recalque (hr);◦ É a diferença de cotas entre os

níveis onde o líquido éabandonado ao sair pelo tuboe o nível do centro da bomba.

◦ Altura total deelevação(he)

◦ he=ha+hr

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Alturas de Elevação.

Alturas de Elevação.Alturas Totais ou Dinâmicas

◦Altura total de aspiração ou altura manométrica de aspiração.

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Alturas de Elevação.Alturas Totais ou Dinâmicas◦Altura total de aspiração ou altura

manométrica de recalque.

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Alturas de Elevação.Bombas “Afogadas”

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◦Bomba acima do nível (+ha): ◦Bomba abaixo do nível (-ha)

Alturas de Elevação.Bombas “Afogadas”

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Alturas de Elevação.Alturas Totais ou Dinâmicas

◦ Altura útil de elevação (Hu=H):◦ É a energia por unidade de peso que o fluido adquire em sua passagem pela bomba;

◦ Altura total de elevação (He):◦ É a energia total que o rotor deve fornecer a cada kgf de líquido;

◦ 𝐻𝑒 = 𝐻𝑢 + 𝐽𝑒

◦ 𝐽𝑒 representa as perdas hidráulicas por kgf de líquido escoado no interior da bomba.

◦ Altura motriz de elevação (Hm):◦ É a energia fornecia pelo motor para o rotor da bomba, por kgf de líquido escoado;

◦ 𝐻𝑚 = 𝐻𝑒 + 𝐽𝑝

◦ 𝐽𝑒 representa as perdas de energia mecânica no fornecimento de torque do motor para o rotor.

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Potências◦ Potência motriz (Lm):◦ Representa o consumo de energia total da bomba, é a potência fornecida pelo motor para o eixo do rotor;

◦ 𝐿𝑚 = 𝛾 ∙ 𝑄 ∙ 𝐻𝑒

◦ Onde: 𝛾[𝐾𝑔

𝑚3] (Peso específico do fluido); Q[m³/s] (Vazão de descarga); Hm[m] (Altuta motriz)

◦ Potência de elevãção (Le):◦ Representa a potência fornecida do rotor para o fluido;

◦ 𝐿𝑒 = 𝛾 ∙ 𝑄 ∙ 𝐻𝑒

◦ 𝐿𝑚 − 𝐿𝑒 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑜 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

◦ Potência útil (Lu) :◦ Representa a energia realmente aproveitada pelo fluido para seu escoamento fora da bomba;

◦ 𝐿𝑢 = 𝛾 ∙ 𝑄 ∙ 𝐻𝑢

◦ 𝐿𝑒 − 𝐿𝑢 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎

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Potências

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Lm

POTÊNCIA MOTRIZ (LM)

Le

Lm-Le

POTÊNCIA ELEVAÇÃO (LE)

Lu

Le-Lu

Lm-Le

POTÊNCIA ÚTIL (LU)

Rendimentos◦ Eficiência Mecânica (𝜌):

◦ 𝜌 =𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎çã𝑜

𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧=

𝐿𝑒

𝐿𝑚

◦ Eficiência Hidráulica (𝜀):

◦ 𝜀 =𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 ú𝑡𝑖𝑙

𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎çã𝑜=

𝐿𝑢

𝐿𝑒

◦ Eficiência Total (𝜂) :

◦ 𝜂 =𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 ú𝑡𝑖𝑙

𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧=

𝐿𝑢

𝐿𝑚

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Rendimentos◦ Potência de motriz (Lm ou N):

◦𝑁(𝑐𝑣) =1000∙𝑄∙𝐻

75∙𝜂◦ Na escolha dos motores elétricos, eles devem ser previstos com uma margem de

segurança, que normalmente está computada nas curvas e tabelas elaboradas pelosfabricantes das bombas. Em geral, recomenda-se o seguinte acréscimo, para uma maiorsegurança, quando faltarem dados dos fabricantes:

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RendimentosExemplo

◦Determine a potencia em cv de uma bombacentrífuga que opera com uma vazão de 12L/s ealtura de carga de 45m. Adote uma eficiênciaequivalente de 70%.

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