Módulo 2
BOMBAS E TURBINAS
TIPOS DE BOMBAS
BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
TURBOMÁQUINAS
BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Exemplos – bomba de bicicleta, coração, bomba peristáltica.
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TIPO DE ACTUAÇÃO
BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO – provocam o escoamento
de uma quantidade finita de fluido, forçando o fluido a sair (ou a entrar) de
um espaço fechado de volume variável no tempo. Em cada deslocamento, o
trabalho realizado sobre o fluido aparece sob a forma de pressão estática
sendo esta imposta pela carga contra a qual é necessário realizar trabalho.
hD
TIPOS DE BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Pistão de acção simples
Pistão de acção dupla
Dois pistões de acção simples ou dupla
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Caudal
Tempo (s)
APLICAÇÃO MAIS FREQUENTE
São utilizadas quando se pretende um caudal baixo contra uma carga
elevada
TURBOMÁQUINAS
São dispositivos mecânicos que tanto extraem energia de um fluido
(turbinas), como adicionam energia a um fluido (bombas), resultado de
interacções dinâmicas entre o dispositivo e o fluido
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Bomba
Energia eléctrica
Eixo rotativo
Pás
Fluido
Turbina
Energia eléctrica
Eixo rotativo
Pás
Fluido
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Bombas Centrífugas
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Trabalho realizado pelas pás rotativas da hélice sobre o fluido,
forças centrífuga e tangencial, que promovem um elevado aumento
da energia cinética do fluido. Esta energia cinética é convertida em
aumento de pressão à medida que o fluido escoa da hélice para o
invólucro que a envolve.
Características de uma bomba centrífuga
Seja:
ha= o aumento de carga do fluido ao passar pela bomba
hs= a carga fornecida pelo veio (potência/caudal mássico)
hL= a carga perdida na bomba
ha  hs  h L
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Aplicando a equação de energia entre a entrada e saída da
bomba:
p 2  p1
v 22  v12
ha 
 z 2  z1 
γ
2g
Na maioria dos casos:
ha 
p 2  p1
γ
A potência ganha pelo fluido:
P  ha  Q
f
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A eficiência global, h:
h
P
f

W
veio
A eficiência global é afectada por três factores:
hh- eficiência hidráulica, perda de carga na transmissão de
energia das pás para o fluido, e em zonas de recirculação.
hm- eficiência mecânica, perda no processo de transmissão de
energia mecânica até ás pás, atrito mecânico
hv- eficiência volumétrica, passagem de fluido por algumas
componentes da bomba que não as pás, o que poderá induzir
perdas adicionais por turbulência no fluido.
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Carga global de sucção positiva (NPSH)
No lado da sucção, a pressão é reduzida havendo
possibilidade de aparecimento do fenómeno de cavitação.
Há dois tipos de NPSH: o da bomba (NPSHR), geralmente
dado nas curvas características, e o da instalação (NPSHA)
ps vS2 p v
NPSHR 
 
ρg 2g ρg
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p
p
pS
vS2
atm  z 

 hL
1
ρg
ρg 2g
p
NPSH  atm  z1   h L  v
A
ρg
ρg
NPSH  NPSHR
A
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Selecção de uma bomba
h p  z2  z1   h L
Em que hp é a carga que a
bomba tem de fornecer
Em escoamento turbulento
h p  z2  z1  kQ2
Em escoamento laminar
h p  z2  z1  kQ
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Bombas em série e em paralelo
Em série- tanto o caudal como a carga ganha pelo
fluido aumenta, mas atenção não duplica
Em paralelo- a curva obtém-se adicionando caudais
para a mesma carga, contudo o caudal de
funcionamento não duplica
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