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MÁQUINAS DE FLUXO
PROF.: KAIO DUTRA
CLASSIFICAÇÃO DE BOMBAS
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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.
Prof.: Kaio Dutra
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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.
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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)
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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)
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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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