UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS UFAL UNIDADE ACADMICA DO CENTRO DE TECNOLOGIA CTEC ENGENHARIA QUMICA

OPERAES UNITRIAS I (Bombas e Compressores)

Aluna: Magda Correia dos Santos Professora: Lindurea Dantas

MACEI/AL

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BOMBAS Definio Bombas so mquinas operatrizes hidrulicas que fornecem energia ao lquido com a finalidade de transport-lo de um ponto a outro. Normalmente recebem energia mecnica e a transformam em energia de presso e cintica ou em ambas. Classificao As bombas podem ser classificadas em duas categorias, a saber: Turbo-Bombas, Hidrodinmicas ou Rotodinmicas - so mquinas nas quais a movimentao do lquido desenvolvida por foras que se desenvolvem na massa lquida em conseqncia da rotao de uma pea interna (ou conjunto dessas peas) dotada de ps ou aletas chamada de roto; Volumtricas ou de Deslocamento Positivo - so aquelas em que a movimentao do lquido causada diretamente pela movimentao de um dispositivo mecnico da bomba, que induz ao lquido um movimento na direo do deslocamento do citado dispositivo, em quantidades intermitentes, de acordo com a capacidade de armazenamento da bomba, promovendo enchimentos e esvaziamentos sucessivos, provocando, assim, o deslocamento do lquido no sentido previsto. So exemplos de bombas rotodinmicas as conhecidssimas bombas centrfugas e de bombas volumtricas as de mbolo ou alternativas e as rotativas (Figura 1).

Figura 1 - Esquemas de bombas volumtricas

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Bombas Centrfugas Definio Bombas Centrfugas so bombas hidrulicas que tm como princpio de funcionamento a fora centrfuga atravs de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaa estanque, jogando lquido do centro para a periferia do conjunto girante. Descrio Constam de uma cmara fechada, carcaa, dentro da qual gira uma pea, o rotor, que um conjunto de palhetas que impulsionam o lquido atravs da voluta (Figura 2). O rotor fixado no eixo da bomba, este contnuo ao transmissor de energia mecnica do motor. A carcaa a parte da bomba onde, no seu interior, a energia de velocidade transformada em energia de presso, o que possibilita o lquido alcanar o ponto final do recalque. no seu interior que est instalado o conjunto girante (eixo-rotor) que torna possvel o impulsionamento do lquido.

Figura 2 - Voluta em caracol

A carcaa pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. A de voluta a mais comum podendo ser simples ou dupla (Figura 3). Como as reas na voluta no so simetricamente distribudas em torno do rotor, ocorre uma distribuio desigual de presses ao longo da mesma. Isto d origem a uma reao perpendicular ao eixo que pode ser insignificante quando a bomba trabalhar no ponto de melhor rendimento, mas que se acentua medida que a mquina sofra reduo de vazes, baixando seu rendimento. Como conseqncia deste fenmeno temos para pequenas vazes, eixos de

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maior dimetro no rotor. Outra providncia para minimizar este empuxo radial a construo de bombas com voluta dupla, que consiste em se colocar uma divisria dentro da prpria voluta, dividindo-a em dois condutos a partir do incio da segunda metade desta, ou seja, a 180o do incio da "voluta externa", de modo a tentar equilibrar estas reaes duas a duas, ou minimizar seus efeitos.

Figura 3 - Voluta dupla

Para vazes mdias e grandes alguns fabricantes optam por bombas de entrada bilateral para equilbrio do empuxo axial e dupla voluta para minimizar o desequilbrio do empuxo radial. A carcaa tipo difusor no apresenta fora radial, mas seu emprego limitado a bombas verticais tipo turbina, bombas submersas ou horizontais de mltiplos estgios e axiais de grandes vazes. A carcaa tipo difusor limita o corte do rotor de modo que sua faixa operacional com bom rendimento torna-se reduzida. Classificao A literatura tcnica sobre classificao de bombas muito variada, havendo diferentes interpretaes conceituais. Aqui apresentamos uma classificao geral que traduz, a partir de pesquisas bibliogrficas e textos comerciais, nossa viso sobre o assunto.

Quanto altura manomtrica (para recalque de gua limpa):o o o

baixa presso (H 15 mca); mdia presso (15 < H < 50 mca); alta presso (H 50 mca).

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(OBS: Para recalques de esgotos sanitrios, por exemplo, os limites superiores podem ser significativamente menores).

Quanto vazo de recalque: pequena (Q 50 m3/hora); mdia ( 50 < Q < 500 m3/hora); grande (Q 500 m3/hora). Quanto direo do escoamento do lquido no interior da bomba:

o

radial ou centrfuga pura, quando o movimento do lquido na direo

normal ao eixo da bomba (empregadas para pequenas e mdias descargas e para qualquer altura manomtrica, porm caem de rendimento para grandes vazes e pequenas alturas alm de serem de grandes dimenses nestas condies);o

diagonal ou de fluxo misto, quando o movimento do lquido na direo

inclinada em relao ao eixo da bomba (empregadas em grandes vazes e pequenas e mdias alturas, estruturalmente caracterizam-se por serem bombas de fabricao muito complexa);o

axial ou helicoidais, quando o escoamento desenvolve-se de forma

paralela ao eixo e so especificadas para grandes vazes - dezenas de m3/s - e mdias alturas - at 40 m (Figura 4);

Figura 4 - Bomba axial: cortes

Quanto estrutura do rotor (Figura 5):o

aberto (para bombeamentos de guas residurias ou bruta de m

qualidade); 4

o o

semi-aberto ou semi-fechado (para recalques de gua bruta sedimentada); fechado (para gua tratada ou potvel) .

Figura 5 - Tipos de rotores Quanto ao nmero de rotores:o o

estgio nico; mltiplos estgios (este recurso reduz as dimenses e melhora o

rendimento, sendo empregadas para mdias e grandes alturas manomtricas como, por exemplo, na alimentao de caldeiras e na captao em poos profundos de guas e de petrleo, podendo trabalhar at com presses superiores a 200 kg/cm2, de acordo com a quantidade de estgios da bomba. Quanto ao nmero de entradas:o o

suco nica, aspirao simples ou unilateral (mais comuns); suco dupla, aspirao dupla ou bilateral (para mdias e grandes

vazes). Quanto admisso do lquido:o o o o

suco axial (maioria das bombas de baixa e mdia capacidades); suco lateral (bombas de mdia e alta capacidades); suco de topo (situaes especiais); suco inferior (bombas especiais).

Quanto posio de sada: 5

o o o o

de topo (pequenas e mdias); lateral (grandes vazes) inclinada (situaes especiais). vertical (situaes especiais).

Quanto velocidade de rotao:o o o

baixa rotao ( N < 500rpm); mdia ( 500 N 1800rpm); alta ( N > 1800rpm).

OBS: As velocidades de rotao tendem a serem menores com o crescimento das vazes de projeto, em funo do peso do lquido a ser deslocado na unidade de tempo. Pequenos equipamentos, trabalhando com gua limpa, tm velocidades da ordem de 3200rpm. Para recalques de esgotos sanitrios, por exemplo, em virtude da sujeira abrasiva na massa lquida, os limites superiores podem ser significativamente menores: N < 1200rpm. Quanto posio na captao (Figura 6):o

submersas (em geral empregadas onde h limitaes no espao fsico afogadas (mais frequentes para recalques superiores a 100 l/s); altura positiva (pequenas vazes de recalque).

em poos profundos por exemplo);o o

Quanto posio do eixo (Figura 6)o o

:eixo horizontal (mais comuns em captaes superficiais); eixo vertical (para espaos horizontais restritos e/ou sujeitos a inundaes

e bombas submersas em geral).

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Figura 6 - Bomba de eixo vertical submersa

Quanto ao tipo de carcaa:o o

compacta; bipartida (composta de duas sees separadas, na maioria das situaes,

horizontalmente a meia altura e aparafusadas entre si); A Figura 7 mostra um corte esquemtico de uma bomba centrfuga tpica de mdia presso para pequenas vazes e para funcionamento afogado ou com altura positiva, eixo horizontal e carcaa compacta, fluxo radial com rotor fechado em monoestgio de alta rotao, suco nica, entrada axial e sada de topo.

Figura 7 - Corte esquemtico de uma bomba centrfuga tpica

Grandezas caractersticas Uma bomba destina-se a elevar um volume de fluido a uma determinada altura, em um certo intervalo de tempo, consumindo energia para desenvolver este trabalho e para seu prprio movimento, implicando, pois, em um rendimento caracterstico. Estas,

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ento, so as chamadas grandezas caractersticas das bombas, isto , Vazo Q, Altura manomtrica H, Rendimento h e Potncia P. Altura manomtrica ou Carga - H Altura manomtrica de uma bomba a carga total de elevao que a bomba trabalha. dada pela expresso H = hs + hfs + hr + hfr + (vr2/2g) onde: H = altura manomtrica total; hs= altura esttica de suco; hfs= perda de carga na suco (inclusive NPSHr); hr = altura esttica de recalque; hfr = perda de carga na linha do recalque; vr2/2g = parcela de energia cintica no recalque (normalmente desprezvel em virtude das aproximaes feitas no clculo da potncia dos conjuntos elevatrios (Figura 8). Eq. 1

Figura 8 - Elementos da altura manomtrica

Rendimentos Perdas de Energia A quantidade de energia eltrica a ser fornecida para que o conjunto motorbomba execute o recalque, no totalmente aproveitada para elevao do lquido, tendo em vista que no possvel a existncia de mquinas que transformem energia sem consumo nesta transformao. Como toda mquina consume energia para seu

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funcionamento, ento, haver consumo no motor, na transformao da energia eltrica em mecnica e na bomba na transformao desta energia mecnica em hidrulica (Figura 9). Rendimentos da bomba - hb Rendimento de uma bomba a relao entre a potncia fornecida pela bomba ao lquido (potncia til) e a cedida bomba pelo eixo girante do motor (potncia motriz). Uma bomba recebe energia mecnica atravs de um eixo e consume parcela desta energia no funcionamento de suas engrenagens, alm do que parte da energia cedida pelo rotor ao lquido perde-se no interior da prpria bomba em conseqncia das perdas hidrulicas diversas, da recirculao e dos vazamentos, de modo que s parte da energia recebida do motor convertida em energia hidrulica til.

Figura 9 - Esquema das demandas de energia nos conjuntos

A relao entre a energia til, ou seja, aproveitada pelo fluido para seu escoamento fora da bomba (que resulta na potncia til) e a energia cedida pelo rotor denominada de rendimento hidrulico interno da bomba. A relao entre a energia cedida ao rotor e a recebida pelo eixo da bomba denominada de rendimento mecnico da bomba. A relao entre a energia til, ou seja, aproveitada pelo fluido para seu escoamento fora da bomba (potncia til) e a energia inicialmente cedida ao eixo da bomba denominada rendimento hidrulico total da bomba e simbolizada por hb. A relao entre a energia cedida pelo eixo do motor ao da bomba (que resulta na potncia motriz) e a fornecida inicialmente ao motor denominada de rendimento mecnico do motor, hm. A relao entre a energia cedida pelo rotor ao lquido (que resulta na potncia de elevao) e a fornecida inicialmente ao motor chamada de rendimento total. o produto hb. hm= h. Este rendimento tanto maior quanto maior for a vazo de recalque para um mesmo tipo de bomba.

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Potncia solicitada pela bomba - Pb Denomina-se de potncia motriz (tambm chamada de potncia do conjunto motor-bomba) a potncia fornecida pelo motor para que a bomba eleve uma vazo Q a uma altura H. Nestes termos temos: Pb= (g. Q . H) / h). , onde Pb = potncia em Kgm/s, g = peso especfico do lquido. Q = vazo em m3/s, H = altura manomtrica, h = rendimento total (= hb. hm ). Eq. 2

Associao de bombas A) Associaes tpicas Dependendo da necessidade fsica ou da versatilidade desejada nas instalaes elevatrias o projetista pode optar por conjuntos de bombas em srie ou em paralelo. Quando o problema de altura elevada geralmente soluo o emprego de bombas em srie e quando temos que trabalhar com maiores vazes a associao em paralelo a mais provvel. Teoricamente temos que bombas em srie somam alturas e bombas em paralelo somam vazes. Na prtica, nos sistemas de recalque, isto depender do comportamento da curva caracterstica da bomba e da curva do encanamento, como estudaremos adiante. Para obtermos a curva caracterstica de uma associao de bombas em srie somamos as ordenadas de cada uma das curvas correspondentes. Exemplo: se quisermos a curva de duas bombas iguais dobram-se estas ordenadas correspondentes mesma vazo. Quando a associao em paralelo somam-se as abscissas referentes mesma altura manomtrica. Nesta situao para duas bombas iguais dobram-se as vazes correspondentes (Figura 12).

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Figura 12 - Curvas caractersticas de associaes de duas bombas iguais

B) Bombas em paralelo comum em sistemas de abastecimento de gua, esgotamento ou servios industriais, a instalao de bombas em paralelo, principalmente com capacidades idnticas, porm no exclusivas. Esta soluo torna-se mais vivel quando a vazo de projeto for muito elevada ou no caso em que a variao de vazo for perfeitamente predeterminada em funo das necessidades de servio. No primeiro caso o emprego de bombas em paralelo permitir a vantagem operacional de que havendo falha no funcionamento em uma das bombas, no acontecer a interrupo completa e, sim, apenas uma reduo da vazo bombeada pelo sistema. No caso de apenas uma bomba aconteceria interrupo total, pelo menos temporria, no fornecimento. Na segunda situao a associao em paralelo possibilitar uma flexibilizao operacional no sistema, pois como a vazo varivel poderemos retirar ou colocar bombas em funcionamento em funo das necessidades e sem prejuzo da vazo requerida. A associao de bombas em paralelo, no entanto requer precaues especiais por parte do projetista. Algumas "lembranas" so bsicas para se ter uma boa anlise da situao, como por exemplo, quando do emprego de bombas iguais com curvas estveis:

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Vazo uma bomba isolada sempre fornecer mais vazo do que esta mesma

bomba associada em paralelo com outra igual porque a variao na perda de carga no recalque diferente (V. estudo de curvas do sistema);

NPSHr este ser maior com uma s bomba em funcionamento, pois neste caso

a vazo de contribuio de cada bomba ser maior que se a mesma estiver funcionando em paralelo;

Potncia consumida este item depender do tipo de fluxo nas bombas, onde

temos para o caso de fluxo radial potncia maior com uma bomba, fluxo axial potncia maior com a associao em completo funcionamento e, no caso de fluxo misto, ser necessrio calcularmos para as diversas situaes para podermos indicar o motor mais adequado. Para outras situaes, como nos casos de associao com bombas diferentes, sistemas com curvas variveis, bombas com curva drooping, por exemplo, as anlises tornam-se mais complexas, mas no muito difceis de serem desenvolvidas. C) Bombas em srie Quando a altura manomtrica for muito elevada, devemos analisar a possibilidade do emprego de bombas em srie, pois esta soluo poder ser mais vivel, tanto em termos tcnicos como econmicos. Como principal precauo neste tipo de associao, devemos verificar se cada bomba a jusante tem capacidade de suporte das presses de montante na entrada e de jusante no interior da sua prpria carcaa. Para melhor operacionalidade do sistema aconselhvel a associao de bombas idnticas, pois este procedimento flexibiliza a manuteno e reposio de peas. Cavitao Descrio do fenmeno 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, no nvel do mar (presso atmosfrica normal) a ebulio acontece a 100oC. 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 12

ebulio (Tabela 4). Em conseqncia desta propriedade pode ocorrer o fenmeno da cavitao nos escoamentos hidrulicos. 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. Quando ocorre a cavitao so ouvidos rudos e vibraes caractersticos e quanto maior for 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 operacional). NPSH Em qualquer clculo de altura de suco de bombas tem de ser levada em considerao que no deve ocorrer o fenmeno da cavitao e, para que possamos garantir boas condies de aspirao na mesma, necessrio que conheamos o valor do NPSH (net positive suction head). O termo NPSH (algo como altura livre positiva de suco) comumente utilizado entre os fornecedores, fabricantes e usurios de bombas pode ser dividido em dois tipos: o requerido (NPSHr) e o disponvel (NPSHd). (problema hidrulico) ou por escorvamento incorreto (problema

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O NPSHr uma caracterstica da bomba e pode ser determinado por testes de laboratrio ou clculo hidrulico, devendo ser informado pelo fabricante do equipamento. Podemos dizer que NPSHr a energia necessria para o lquido ir da entrada da bomba e, vencendo as perdas dentro desta, atingir a borda da p do rotor, ponto onde vai receber a energia de recalque, ou seja, a energia necessria para vencer as perdas de carga desde o flange de suco at as ps do rotor, no ponto onde o lquido recebe o incremento de velocida-de. Em resumo NPSHr a energia do lquido que a bomba necessita para seu funcionamento interno. Normalmente, o NPSHr fornecido em metros de coluna de gua (mca). O NPSHr pode ser calculado atravs da expresso: NPSHr = s . Hman Eq. 8

onde o coeficiente de cavitao pode ser determinado pela expresso j .( Ns )4/3, sendo j um fator de cavitao que corresponde aos seguintes valores:o o o

para bombas radiais 0,0011; diagonais 0,0013; axiais 0,00145.

O NPSHd uma caracterstica do sistema e define-se como sendo a disponibilidade de energia que um lquido possui, num ponto imediatamente anterior ao flange de suco da bomba, acima de sua tenso de vapor. Pode ser calculado atravs da expresso: NPSHd = hs + [(Patm - hv) / g] - hfs Eq. 9

Em resumo, o NPSHd a energia disponvel que possui o lquido na entrada de suco da bomba. Portanto os fatores que influenciam diretamente o NPSH so a altura esttica de suco, o local de instalao, a temperatura de bombeamento e o peso especfico, alm do tipo de entrada, dimetro, comprimento e acessrios na linha de suco que vo influenciar nas perdas de carga na suco. Para que no ocorra o fenmeno da cavitao, necessrio que a energia que o lquido dispe na chegada ao flange de suco, seja maior que a que ele vai consumir no

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interior da bomba, isto , que o NPSH disponvel seja maior que o NPSH requerido, NPSHd3

NPSHr. Teoricamente recomendado uma folga mnima de 5%, ou seja,

NPSHd 3 1,05 x NPSHr, sendo esta folga limitada a um mnimo de 0,30m, isto , 1,05 x NPSHr 3 NPSHr + 0,30m. Altura de suco Chama-se de altura de suco a diferena entre as cotas do eixo da bomba e o nvel da superfcie livre da gua a ser elevada, quando a gua na captao est submetida presso atmosfrica. Neste caso funo da presso atmosfrica do local (Tabela 3). Na realidade a altura de suco no limitada somente pela presso atmosfrica local, mas, tambm, pelas perdas de carga pelo atrito e pela turbulncia ao longo da suco e no interior da bomba at que o lquido receba a energia do rotor e, alm disso, pela necessidade de evitar a cavitao. Como as condies de presso atmosfrica variam de acordo com a altitude do local e as de presso de vapor com a temperatura do fluido a recalcar, os fabricantes no tm condies de fornecer a altura de suco da bomba, mas devem apresentar a curva de variao do NPSHr, determinada nos laboratrios da indstria (V. Exemplo de clculo na pgina seguinte). Vrtice Denomina-se de vrtice o movimento em espiral gerado a partir da superfcie livre de um lquido quando este escoa por um orifcio, quando este orifcio encontra-se a uma profundidade inferior a um determinado limite. Como a entrada de gua na suco de um bombeamento assemelha-se a situao descrita, caso no sejam tomadas precaues, poder haver condies favorveis ao aparecimento do problema. O crescimento contnuo do vrtice pode dar origem a entrada de ar no interior da bomba provocando cavitao no interior da mesma. Portanto o dimensionamento poos de suco deve ser efetuado de modo a impedir a entrada de ar nas instalaes. Algumas recomendaes so bsicas para se evitar o fenmeno, a saber:o

o bocal de entrada da tubulao de suco deve distar das paredes pelo menos o bocal deve ter forma alargada (boca de sino) quando no existir vlvula de ou

duas vezes o dimetro e submerso em pelo menos trs vezes (mnimo de 0,50m);o

crivo e folga mnima para o fundo do poo de 0,5 a 1,5 vezes dimetro da suco;

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o

a largura (ou dimetro) do poo de suco multiplicada pela profundidade do

lquido acima do bocal equivale a uma rea, no mnimo, 10 vezes maior que a seo horizontal do mesmo poo;o

a velocidade de aspirao seja inferior. Escorvamento Escorvar uma bomba encher de lquido sua carcaa e toda a tubulao de

suco, de modo que ela entre em funcionamento sem possibilidade de bolhas de ar em seu interior. No caso de bombas com suco positiva este escorvamento mantido com a utilizao das vlvulas de p, principalmente em suces com dimetros inferiores a 400mm, sendo o enchimento executado atravs do copo de enchimento para pequenas bombas e de by pass na vlvula de reteno no recalque. Para grandes instalaes recorrem-se s bombas de vcuo ou ejetores. Para grandes valores de NPSHr utilizamse instalaes com bombas afogadas ou submersas, onde temos o chamado autoescorvamento . Operacionalidade das Bombas Centrfugas Ocorrncias As bombas centrfugas so equipamentos mecnicos e, portanto, esto sujeitas a problemas operacionais que vo desde uma simples reduo de vazo at o no funcionamento generalizado ou colapso completo. Mesmo que o equipamento tenha sido bem projetado, instalado e operado, mesmo assim estar sujeito a desgastes fsicos e mecnicos com o tempo. Os problemas operacionais podem surgir das mais diversas origens como imperfeies no alinhamento motor-bomba, falta de lubrificao ou lubrificao insuficiente ou qualidade inadequada do lubrificante, etc, colocao e aperto das gaxetas, localizao do equipamento, dimensiona-mento das instalaes de suco e recalque, bem como suas prprias instalaes, fundaes e apoios na casa de bombas, qualidade da energia fornecida, etc. Entrada de ar, sentido de rotao incorreta do rotor e entrada de slidos no interior das bombas tambm no so ocorrncias raras de acontecerem, principalmente nas fases iniciais de operao do bombeamento.

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De um modo geral operar uma bomba com vazo reduzida implica em aumento do empuxo radial e da temperatura do lquido bombeado, alm de gerar um retorno de fluxo, extremamente prejudicial a estrutura do rotor. Por outro lado vazes excessivas provocam aumento do NPSHr e reduo do NPSHd e, consequentemente, aumentando a possibilidade de surgimento de cavitao. Tambm o excesso de vazo aumentar a potncia requerida podendo, com isso, causar danos significativos ao sistema de fornecimento de energia mecnica (motor). Os principais defeitos que ocorrem em bombas centrfugas so descarga insuficiente ou nula, presso deficiente, perca da escorva aps partida, consumo excessivo de energia, rpidos desgastes dos rolamentos e gaxetas, aquecimentos, vibraes e rudos. E as principais causas so presena de ar ou vapor dgua dentro do sistema, vlvulas pequenas ou inadequadamente abertas, submergncia insuficiente, corpos estranhos no rotor, problemas mecnicos, refrigerao inadequada, lubrificao m executada, desgaste dos componentes, desvios de projeto e erros de montagem. Procedimentos de manuteno preventiva Em um programa de manuteno na operao de uma estao elevatria, indispensvel que sejam feitas observaes e inspees dirias, mensais, semestrais e anuais, em todas as instalaes eletromecnicas. Diariamente o operador dever anotar, caso ocorram, variaes de corrente, temperaturas excessivas nos mancais da caixa de gaxetas, vibraes anormais e rudos estranhos. O surgimento de alteraes como estas, indicam a necessidade imediata de inspees corretivas. Como procedimentos preventivos, mensalmente devero ser verificados o alinhamento do conjunto motor-bomba, a lubrificao das gaxetas, a temperatura dos mancais e os nveis do leo e corrig-los, se necessrio. Semestralmente o pessoal da manuteno dever substituir o engaxetamento, verificar o estado do eixo e das buchas quanto a presena de estrias e, atravs da caixa de gaxetas, examinar o alinhamento e nivelamento dos conjuntos motor-bombas e verificar se as tubulaes de suco ou de recalque esto forando indevidamente alguma das bombas e, finalmente, medir as presses nas entradas e sadas das bombas.

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Independente de correes eventuais, anualmente devem ser providenciadas uma reviso geral no conjunto girante, no rotor e no interior da carcaa, verificar os intervalos entre os anis, medir a folga do acoplamento, substituir as gaxetas, trocar o leo e relubrificar os mancais. claro que esse acompanhamento sistemtico no d garantias que no ocorrer situaes emergenciais, mas a certeza que este tipo de ocorrncia ser muito mais raro inquestionvel.

COMPRESSORES Compressores: so utilizados para proporcionar a elevao da presso de um gs ou escoamento gasoso. Nos processos industriais, a elevao de presso requerida pode variar desde cerca de 1,0 atm at centenas ou milhares de atmosferas. H quem utilize ainda a denominao "sopradores" para designar as mquinas que operam com elevao de presso muito pequena, porm superior aos limites usuais dos ventiladores. Tais mquinas possuem caractersticas de funcionamento tpicas dos compressores, mas incorporam simplificaes de projeto compatveis com a sua utilizao. Compressores Classificao Quanto s Aplicaes As caractersticas fsicas dos compressores podem variar profundamente em funo dos tipos de aplicaes a que se destinam. Dessa forma, convm distinguir pelo menos as seguintes categorias de servios: a. b. c. d. e. Compressores de ar para servios ordinrios; Compressores de ar para servios industriais; Compressores de gs ou de processo; Compressores de refrigerao; Compressores para servios de vcuo.

Os compressores de ar para servios ordinrios so fabricados em srie, visando baixo custo inicial. Destinam-se normalmente a servios de jateamento, limpeza, pintura, acionamento de pequenas mquinas pneumticas, etc.

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Os compressores de ar para sistemas industriais destinam-se s centrais encarregadas do suprimento de ar em unidades industriais. Embora possam chegar a ser mquinas de grande porte e custo aquisitivo e operacional elevados, so oferecidos em padres bsicos pelos fabricantes. Isso possvel porque as condies de operao dessas mquinas costumam variar pouco de um sistema para outro, h exceo talvez da vazo. Os compressores de gs ou de processo podem ser requeridos para as mais variadas condies de operao, de modo que toda a sua sistemtica de especificao, projeto, operao, manuteno, etc. dependem fundamentalmente da aplicao. Incluem-se nessa categoria certos sistemas de compresso de ar com caractersticas anormais. Como exemplo, citamos o soprador de ar do forno de craqueamento cataltico das refinarias de petrleo ("blower do F.C.C."). Trata-se de uma mquina de enorme vazo e potncia, que exige uma concepo anloga a de um compressor de gs. Os compressores de refrigerao so mquinas desenvolvidas por certos fabricantes com vistas a essa aplicao. Operam com fluidos bastante especficos e em condies de suco e descarga pouco variveis, possibilitando a produo em srie e at mesmo o fornecimento incluindo todos os demais equipamentos do sistema de refrigerao. H casos, entretanto, em que um compressor de refrigerao tratado como um compressor de processo. Isso ocorre nos sistemas de grande porte, em que cada um dos componentes individualmente projetado. o caso, por exemplo, dos sistemas de refrigerao a propano, comuns em refinarias. Os compressores para servios de vcuo (ou bombas de vcuo) so mquinas que trabalham em condies bem peculiares. A presso de suco subatmosfrica, a presso de descarga quase sempre atmosfrica e o fluido de trabalho normalmente e o ar. Face anormalidade dessas condies de servio, foi desenvolvida uma tecnologia toda prpria, fazendo com que as mquinas pertencentes a essa categoria apresentem caractersticas bastante prprias. (H mesmo alguns tipos de bombas de vcuo sem paralelo no campo dos compressores.)

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Neste texto estaremos particularmente voltados para os compressores de processo que, alm de representarem normalmente um investimento financeiro bem mais elevado que os demais exigem um tratamento minucioso e individualizado em funo de cada aplicao. Na indstria do petrleo e processamento petroqumico esses compressores so usados, por exemplo: a. b. c. d. e. No estabelecimento de presses necessrias a certas reaes qumicas. No transporte de gases em presses elevadas. No armazenamento sob presso. No controle do ponto de vaporizao (processos de separao, Na converso de energia mecnica em energia de escoamento (sistemas

refrigerao, etc.). pneumticos, fluidizao, elevao artificial de 1eo em campos de explorao, etc.). Compressores Classificao Quanto ao Principio de Concepo Dois so os princpios conceptivos no qual se fundamentam todas as espcies de compressores de uso industrial: volumtrico e dinmico. Nos compressores volumtricos ou de deslocamento positivo, a elevao de presso conseguida atravs da reduo do volume ocupado pelo gs. Na operao dessas mquinas podem ser identificadas diversas fases, que constituem o ciclo de funcionamento: inicialmente, uma certa quantidade de gs admitida no interior de uma cmara de compresso, que ento cerrada e sofre reduo de volume. Finalmente, a cmara aberta e o gs liberado para consumo. Trata-se, pois, de um processo intermitente, no qual a compresso propriamente dita efetuada em sistema fechado, isto , sem qualquer contato com a suco e a descarga. Conforme iremos constatar logo adiante, pode haver algumas diferenas entre os ciclos de funcionamento das mquinas dessa espcie, em funo das caractersticas especficas de cada uma. Os compressores dinmicos ou turbocompressores possuem dois rgos principais: impelidor e difusor. O impelidor um rgo rotativo munido de ps que transfere ao gs a energia recebida de um acionador. Essa transferncia de energia se faz em parte na forma cintica e em outra parte na forma de entalpia. Posteriormente, o escoamento estabelecido no impelidor recebido por um rgo fixo denominado

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difusor, cuja funo promover a transformao da energia cintica do gs em entalpia, com conseqente ganho de presso. Os compressores dinmicos efetuam o processo de compresso de maneira contnua, e, portanto correspondem exatamente ao que se denomina, em termodinmica, um volume de controle. Os compressores de maior uso na indstria so os alternativos, os de palhetas, os de parafusos, os de lbulos, os centrfugos e os axiais.

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CONCLUSO

A pesquisa descrita acima, definiu alguns conceitos sobre bombas e suas classificaes, alm de expressar relaes para clculos. Tal conhecimento terico importante para uma maior assimilao do contedo e consequentemente isto ajuda no desenvolvimento de questes prticas.

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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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