resumão mecânica

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HIDRALICA BOMBAS Funo: transferir lquido de um reservatrio para outro. So equipamentos mecnicos que fornecem energia mecnica a um fluido incompressvel. No caso de fluidos compressveis so denominados compressores e ventiladores. CLASSIFICAO DAS BOMBAS Dividem-se em 2 grandes grupos de acordo a forma como a energia fornecida ao fluido. 1. CENTRFUGA A energia fornecida continuamente ao fluido por um rotor, que gira a alta velocidade aumentando a energia cintica que depois transformada em energia de presso. As bombas centrifugas no tem aplicao nos sistemas oleohidralicos. Elas trabalham pelo princpio hidrodinmico. O liquido deslocado rapidamente. grande o contedo de lquido fornecido por minuto (100l/min). No entanto no vencem nem 4 bar de presso e a vazo diminui.

Uso: deslocar grandes vazes e presses moderadas (> 200 Kgf/cm2). Princpio de funcionamento O lquido succionado pela ao de um impulsor que gira rapidamente dentro da carcaa. O movimento produz uma zona de vcuo (no centro) e outra de alta presso (na periferia). Bomba com Difusor: o fluido escoa atravs de uma srie de palhetas fixas que formam um anel difusor. Isso aumenta a converso da energia cintica em energia de presso (mais do que na bomba de voluta simples).

Escoamento Axial: Descarrega o fluido axialmente. adequado para altas vazes e baixas presses. Escoamento Radial: Descarrega o fluido na periferia radialmente. Desenvolve altas presses, adequado para baixas vazes. Bizu: RAP radial alta presso (sabendo desse descobre-se os outros por deduo!) Tipos de rotores: a) Fechado: Para lquidos sem partculas em suspenso. b) Semi-aberto: Incorpora uma parede no rotor para prevenir que matria estranha se aloje no rotor e interfira na operao. c) Aberto: Palhetas montadas sobre o eixo. Vantagem: uso com lquidos com slidos em suspenso. Desvantagem: sofrer maior desgaste.

Tipos de entrada: Simples: Utilizada em pequenas unidades Dupla: Quando h entradas simtricas em ambos os lados do impulsor. Nesse caso h melhor distribuio dos esforos mecnicos, alm de proporcionar uma rea de suco maior, o que permite trabalhar com uma menor altura positiva na suco (NPSH; Net Positive Suction Head) e diminui a possibilidade de cavitao. Nmero de rotores: Um rotor: Simples estgio Vrios rotores: Mltiplos estgios (vrios rotores operando em srie) que permitem o desenvolvimento de altas presses A bomba centrfuga deve ser escorvada antes de funcionar (a linha de suco deve estar cheia de lquido). Quando a bomba tem ar, a presso desenvolvida muito pequena devido baixa densidade do ar. Tipos de escorva:

Vantagens: vazo uniforme descarregado a uma presso uniforme, sem pulsaes Apresentam menores vibraes ausncia de ponto morto A linha de descarga pode ser estrangulada (parcialmente fechada) ou completamente fechada sem danificar a bomba Construo simples e de baixo custo Menores custos de manuteno que outros tipos de bombas Pode ser acoplada diretamente a motores Operao silenciosa (depende da rotao) ocupa espao reduzido No h vlvulas envolvidas na operao de bombeamento requerem fundaes mais simples trabalham com lquidos contendo lama, lodo e outras impurezas (rotor aberto) requerem menor nmero de sobressalentes (que excede).

Desvantagens: No servem para altas presses. Sujeitas incorporao de ar. Precisam ser escorvadas. A mxima eficincia da bomba ocorre dentro de um curto intervalo de condies No consegue bombear lquidos muito viscosos (limite 40 cp) As bombas centrfugas so construdas de modo a fornecerem uma ampla faixa de vazes, desde uns poucos l/min at 3.104 l/min. As presses de descarga podem atingir algumas centenas de atmosferas. Elas trabalham com lquidos lmpidos, lquidos com slidos abrasivos ou ainda, com alto contedo de slidos, desde que o lquido no seja muito viscoso (500 centi-Stokes de viscosidade cinemtica). 1 Stoke = 100 centistokes = 1 cm2/s = 0.0001 m2/s).

2. BOMAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO (VOLUMTRICAS)

toda bomba que, aps um ciclo do seu mecanismo de compresso (rotao de seu eixo), desloca um volume fixo de produto independente da presso na sada. A centrfuga no consegue fazer isso. Caractersticas: no admitem recirculao interna (sempre deslocam fluido da entrada para a sada), trabalha com baixas vazes e altas presses, utilizadas com fluidos de maior viscosidade. Princpio de funcionamento: baseia-se no deslocamento da engrenagem interna (palheta) em relao engrenagem externa (rotor), isto , a engrenagem interna gira excentricamente ao eixo da bomba. Na entrada da bomba so formadas cmaras de suco, entre os dentes da palheta e os dentes do rotor, que puxam o lquido para dentro da bomba. Logo aps, o fluxo de lquido dividido pela meia-lua, que fixa. Parte do fluxo conduzida entre os dentes da palheta e a outra parte conduzida entre os dentes do rotor. A meia-lua funciona como vedao entre a sada e a entrada da bomba. Na etapa final, a palheta e o rotor voltam a se engrenar, reduzindo os espaos entre os dentes das engrenagens e expulsando o lquido pela conexo de sada da bomba. Ex: de pisto (cilindro, pisto e vlvulas): cria-se um semi vcuo numa extremidade da bomba e uma compresso noutra extremidde conseguindo desta forma tirar o fluido de uma posio baixa e coloca-lo numa posio mais alta. As bombas de pisto trabalham com movimento linear alternativo. a) Alternativas: b) Rotativas: As bombas hidrulicas (ex. engrenagens) trabalham segundo o principio de deslocamento (hidrostatico). So capazes, sem alterar a vazo, de vencer resistncias. A presso pode subir 100 ou 200bar. 3. 1 4. 1 Fenmeno da Cavitao Princpio: ocorre quando a presso absoluta em um ponto do sistema de bombeamento reduzida abaixo da presso de vapor do lquido, na temperatura de operao. Dessa forma parte deste lquido se vaporizar e nestas condies, as bolhas de vapor formadas, ao atingir regies de maiores presses sofrem um colapso e retornam para a fase lquida. O colapso das bolhas tem como consequncia a formao de ondas de choque que causam o fenmeno da cavitao. A regio mais favorvel para o incio da cavitao a entrada do impelidor. Causas primrias: Falta de fornecimento de lquido e a bomba trabalha com uma vazo menor daquela para a qual foi projetada.

Diminuio da presso de suco, NPSHD insuficiente. Operao a velocidades muito altas (o NPSH do sistema tambm depende da velocidade do rotor).

Causas secundrias: deficincias de projeto; operao ou manuteno que provoquem uma queda local de presso. A presso absoluta em um ponto do sistema de bombeamento reduzida abaixo da presso de vapor do lquido, na temperatura de operao. Ele evapora! vazamentos excessivos de lquido atravs de anis de desgaste de bombas distrbio na entrada da suco da bomba - material slido depositado na linha de suco distrbios causados pelo desvio do fluido na orientao principal, na sada da voluta; Consequncias: Diminui a eficincia Desgasta os metais das ps do roto Gera vibrao mecnica e rudo. Alterao das curvas caractersticas Remoo de partculas metlicas da prpria bomba.

NPSH Disponvel(Net Pressure Suction Head) O NPSH disponvel a quantidade de energia que o lquido possui no flange da suco da bomba, acima da presso de vapor do prprio lquido. ( ) ( )

em que: NPSHD: altura manomtrica disponvel na suco da bomba. P(Pmanomtrica + Patm): presso absoluta no reservatrio h: diferena de cotas entre a suco da bomba e o nvel do reservatrio de suco. : peso especfico do fluido na temperatura de escoamento. HFS: perda de carga no trecho entre o reservatrio e a entrada do olho do impelidor. Pv: presso de vapor na temperatura de escoamento. Fatores que influenciam o NPSHD altura esttica de suco altitude local que influencia na presso atmosfrica temperatura de operao peso especfico do lquido tipos de acessrios existentes no trecho de linha entre o reservatrio e a suco da bomba.

NPSH requerido a altura manomtrica necessria para vencer as perdas por frico no bocal e na entrada do impelidor, de modo a garantir que a presso local esteja acima da presso de vapor do lquido na zona de menor presso do impelidor. fornecido pelo fabricante do equipamento. O NPSH disponvel sempre dever ser maior do que o NPSH requerido, pois do contrrio tem-se a ocorrncia do fenmeno da cavitao. Associao de Bombas Srie: exigncia de alturas manomtricas muito elevadas (H) a vazo a ser considerada igual para todas as bombas, e a altura manomtrica que cada bomba dever desenvolver ser a altura manomtrica total exigida pelo sistema, dividida pelo nmero de unidades em srie. Paralelo: exigncia de vazo elevada; segurana operacional (em caso de falha de qualquer um dos equipamentos, haveria apenas uma diminuio de vazo e no o colapso total da vazo do sistema) a) b) c) d) Aes que reduzem a possibilidade: reduo da cota de instalao da bomba (Z) A A

OBS: bomba afogada quando a mesma esta abaixo do reservatrio de suco. Nessa situao importante o uso de uma vlvula de retenao. O NPSH em relao ao reservatrio de suco e a bomba. A maior preocupao quando se escolhe uma bomba com a potncia absorvida pela bomba, pois esta a requerida pelo acionador da bomba. A potncia til cedida ao fluido no leva em considerao as perdas que ocorrem no equipamento, enquanto que a potncia absorvida no eixo da bomba a energia efetivamente entregue bomba, para que esta realize trabalho desejado. PC = g . Q . H / 75 (POTENCIA UTIL) em que: PC = potncia cedida em CV g = peso especfico em kgf/m3 Q = vazo volumtrica em m3/s H = altura manomtrica em m Pabs = g . Q . H / 75 . h (POTENCIAL ABSORVIDA) em que: Pabs= potncia cedida em CV g = peso especfico em kgf/m3 Q = vazo volumtrica em m3/s

H = altura manomtrica em m h = rendimento da bomba Para se transferir um lquido, de um reservatrio A para o reservatrio C, atravs de uma bomba B, est dever fornecer ao sistema uma carga suficiente para: a) Compensar a altura geomtrica entre os reservatrios (S); b) Compensar a diferena de presso entre o ponto